一种铠装电缆绝缘包带裹附设备及其使用方法

1.本发明涉及一种电缆深加工设备，具体是一种铠装电缆绝缘包带裹附设备及其使用方法。


背景技术：

2.电线电缆绕包带是在电缆导体绝缘层或内护套层外绕包裹附的一到两层包带保护层，也叫衬垫层。
3.主要作用有以下几点：
4.一、保护绝缘或内护套层在电缆铠装时不受铠皮损坏，起缓冲和衬垫作用。
5.二、在电缆使用过程中，因材料不同对电缆绝缘或内护套层起隔热、或防腐、防老化等不同的作用。
6.三、使线材成圆柱形，防止线松散。
7.四、屏蔽，使信号不受干扰。
8.五、在导体与屏蔽线之间起绝缘作用。
9.其中，铠装电缆的包带主要起到绝缘作用，而包带的绕包方式大多通过一个牵扯设备带动铠装电缆移动，另一卷绕设备带动包带绕移动的电缆转动，且包带与电缆之间具有一定绕包角度，以使包带呈螺旋地裹附在电缆的外表面。
10.目前在工业化生产实践中，电缆移动由一个马达控制，而绕包角度通过其他设备或结构调整；当电缆移动速度增加时，为了保证裹附完全，无裸露电缆，往往需要对包带的角度进行对应调整；因此，移动速度的控制与包带绕包角度的控制需要一一对应。
11.实践生产过程中，为了保持绕包角度与电缆进给速度匹配，通常将绕包角度和进给速度设定为固定值；部分设备虽然能够对进给速度和绕包角度调整，但是二者之间并无关联，当进给速度调整好后，需要不断实验来调整绕包角度，以使二者匹配，操作过程繁琐。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于提供一种铠装电缆绝缘包带裹附设备及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
13.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
14.一种铠装电缆绝缘包带裹附设备，包括架体和设置在架体两端的主动辊和从动辊；
15.主动辊转动安装在架体的一端，在架体的另一端固定有固定架，固定架上可调高度地设置有升降架，从动辊转动安装在升降架上；
16.架体上还固定有转套，转套上转动设置有转筒，转动外壁上设置有斜臂，斜臂与转套的轴线空间交错；
17.斜臂的长度方向上固定有卷轴，主动辊通过调速机构与安装在架体一侧的马达连接，且斜臂通过角度调节结构与调速机构建立机械配合关系；转筒与马达机械配合，以在马
达通过调速机构带动主动辊转动时，马达还带动转筒旋转；
18.当调速机构调整马达与主动辊之间的传动比例时，角度调节结构实时调整斜臂与转套轴线在平面上交错所成角度的大小。
19.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：架体上竖直固定安装有气缸，气缸上部可伸缩地设置有伸缩杆，伸缩杆伸出于气缸的一端与升降架固定；
20.在架体上还转动设置有压轴，压轴处于主动辊和从动辊之间，电缆由从动辊放出，经压轴绕于主动辊上，电缆与压轴滚动配合。
21.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：架体上还固定有桁架，桁架为两组，均设置在主动辊和压轴之间；
22.其中一组桁架靠近压轴，另一组靠近主动辊；在桁架上转动设置有两个外缘具有凹口的导向轮，电缆经导向轮导向后，于压轴和主动辊之间传输。
23.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：架体上还安装有油缸，油缸沿着架体的宽度方向设置，在油缸的端部活动设置有活塞杆，活塞杆的伸出油缸的一端也转动设置有两个导向轮；
24.活塞杆和油缸处于临近主动辊的一组桁架和主动辊之间。
25.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：调速机构包括沿架体的宽度方向转动设置在架体上的调速轴，调速轴靠近马达的一段外壁上设置有两段外螺纹，两段外螺纹对称；
26.两段外螺纹上分别配合有一号螺套和二号螺套，一号螺套上部固定有第二套件，第二套件与从动轴转动卡合；二号螺套上部固定有第一套件，第一套件与主动轴套转动卡合；
27.其中，从动轴朝向主动轴套的一端具有锥形部，主动轴套朝向从动轴的一端也具有锥形部；马达的输出端连接有输出套，输出套的内壁上开设有键槽，主动轴套的外壁上固定有键，键与键槽滑动配合，主动轴套与输出套同轴过渡配合。
28.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：主动轴套和从动轴端部的两个相对的锥形部之间紧连接主传动带的一侧，主传动带的另一侧紧连接主动辊的中心轴；
29.在从动轴端部的锥形部上设置有多个沿圆周分布的向心杆，向心杆上套设有滚柱，主传动带紧贴滚柱与主动轴套一端的锥形部；
30.当两个锥形部相互靠近时，挤压主传动带沿着锥形部的斜面向上滑动，从而改变传动半径，减小马达与主动辊之间的传动比例；
31.相反地，当两个锥形部相互远离时，主传动带沿着锥形部的斜面向下滑动，从而改变传动半径，增大马达与主动辊之间的传动比例。
32.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：架体的上方还转动设置有传动轴，传动轴平行于压轴，且传动轴通过副传动带与输出套连接；
33.传动轴靠近转套的一端固定有小伞齿轮，转筒的外壁上固定有大伞齿环，大伞齿环与小伞齿轮咬合。
34.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：角度调节结构包括同轴滑动套合在转筒外壁上的挤压环；转筒外壁上安装有轴承，斜臂通过轴承转动设置在转筒的外壁上，在转筒上还开设有供斜臂穿过的穿孔，斜臂靠近挤压环的一端转动设置有滑轮，滑轮与挤压环滚动配合；
35.挤压环与转筒的外壁上之间还设置有弹性回位结构，调速机构中的调速轴上的一号螺套与挤压环之间通过推送结构建立机械配合关系。
36.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：推送结构包括与一号螺套固定的活动件，活动件与固定在架体上的导向杆滑动配合，导向杆顺着架体的宽度走向；
37.活动件上一体设置有楔锥，楔锥与楔凸配合，且楔凸一体设置在连接件上，连接件固定在挤压环下部。
38.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备：弹性回位结构包括平行于转筒的轴线固定在转筒外壁上的套筒，套筒内装设有弹簧，支杆与套筒同轴活动插接，且支杆伸入到套筒内的一端与弹簧抵触；支杆的另一端万向滚动嵌设有滚珠，滚珠与挤压环滚动贴合；弹簧保持受压状态。
39.如上的铠装电缆绝缘包带裹附设备的使用方法：使用流程如下：
40.step1，将表面具有绝缘层或内护套层的半成品电缆绕于从动辊上，牵拉其一端于从动辊上拉出并栓结固定在主动辊上；于从动辊上拉出的半成品电缆绕过压轴，经靠近从动辊处的桁架上的两个导向轮、转筒、靠近主动辊处的桁架上的两个导向轮、活塞杆端部的两个导向轮导向后，固定在主动辊上；保证压轴和主动辊之间的一段电缆处于水平，具有同一高度；利用桁架上的两组导向轮导向，确保电缆沿着架体的长度方向传输，不会产生偏差；
41.step2，在将电缆的一端固定于主动辊上后，通过油缸带动活塞杆伸缩，以对活塞杆端部上的两个导向轮在架体的宽度方向上的位置调节，使电缆由左至右或由右至左地绕于主动辊上；
42.step3，调节好活塞杆端部的两个导向轮的位置后，通过控制气缸中的气压带动伸缩杆升降，对从动辊的高度进行调整；将从动辊与主动辊之间的电缆进行预紧，控制预紧力的大小；
43.step4，一切准备就绪后，启动马达试运行，在试运行的过程中，通过转动调速轴对马达与主动辊之间的传动比调整，并实时地对斜臂及卷轴的角度调节，使绕包角度和电缆的进给速度达到最佳工况。
44.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中通过调速机构对马达与主动辊之间的传动比例进行调整，实现电缆进给速度的调节，同时，利用角度调节结构与调速机构之间的机械配合，对卷轴上的包带缠绕角度进行调节，使得包带的缠绕裹附角度与电缆在主动辊和从动辊之间传输的速度相匹配；在电缆的进给速度和绕包角度之间建立对应关系，实时对应匹配。
附图说明
45.图1为铠装电缆绝缘包带裹附设备的结构示意图。
46.图2为铠装电缆绝缘包带裹附设备另一视角的结构示意图。
47.图3为铠装电缆绝缘包带裹附设备中将从动辊和升降架于固定架中分离后的结构示意图。
48.图4为铠装电缆绝缘包带裹附设备中拆除从动辊和升降架后的结构示意图。
49.图5为铠装电缆绝缘包带裹附设备中转筒、调速轴、斜臂等构件的俯视图。
50.图6为图5的三维立体结构示意图。
51.图7为图6另一视角的结构示意图。
52.图8为在图6的结构基础上，对各个部件做局部拆分后的示意图。
53.图9为铠装电缆绝缘包带裹附设备中两个相对的锥形部的结构示意图。
54.图10为图9中各个部件拆解后的结构示意图。
55.图11为输出套、主动轴套、键的结构示意图。
56.图12为图11另一视角的结构示意图。
57.图13为其中一个锥形部上的向心杆和滚柱的结构示意图。
58.图14为转筒、调速轴、楔锥、楔凸、以及连接件等构建的结构示意图。
59.图15为图14中将挤压环从转筒上拆分时的结构示意图。
60.图16为套筒中的支杆和弹簧拆分后的结构示意图。
61.图中：1-架体；2-从动辊；3-主动辊；4-固定架；5-升降架；6-气缸；7-伸缩杆；8-压轴；9-桁架；10-导向轮；11-油缸；12-活塞杆；13-马达；14-主传动带；15-副传动带；16-传动轴；17-小伞齿轮；18-大伞齿环；19-转筒；20-转套；21-斜臂；22-卷轴；23-套筒；24-支杆；25-滑轮；26-挤压环；27-轴承；28-尾帽；29-滚珠；30-弹簧；31-穿孔；32-第一套件；33-第二套件；34-一号螺套；35-二号螺套；36-外螺纹；37-调速轴；38-活动件；39-导向杆；40-楔锥；41-主动轴套；42-从动轴；43-向心杆；44-滚柱；45-楔凸；46-连接件；47-托轮。
具体实施方式
62.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
63.请参阅图1～图16，作为本发明的一种实施例，所述铠装电缆绝缘包带裹附设备，包括架体1和设置在所述架体1两端的主动辊3和从动辊2；
64.所述主动辊3转动安装在所述架体1的一端，在架体1的另一端固定有固定架4，所述固定架4上可调高度地设置有升降架5，所述从动辊2转动安装在所述升降架5上；
65.所述架体1上还固定有转套20，所述转套20上转动设置有转筒19，所述转动外壁上设置有斜臂21，所述斜臂21与所述转套20的轴线空间交错；
66.所述斜臂21的长度方向上固定有卷轴22，所述主动辊3通过调速机构与安装在所述架体1一侧的马达13连接，且所述斜臂21通过角度调节结构与所述调速机构建立机械配合关系；所述转筒19与马达13机械配合，以在马达13通过调速机构带动主动辊3转动时，马达13还带动转筒19旋转；
67.当所述调速机构调整马达13与主动辊3之间的传动比例时，角度调节结构实时调整斜臂21与转套20轴线在平面上交错所成角度的大小。
68.具体是，当调速机构将马达13与主动辊3之间的传动比例调大时，斜臂21相对转套20的倾斜角度减小；
69.当调速机构将马达13与主动辊3之间的传动比例调小时，斜臂21相对转套20的倾斜角度增大。
70.本发明中的设备在使用时，将待包带的电缆预先绕在从动辊2上，然后将待包带的铠装电缆一端固定在主动辊3上；启动马达13后，驱动主动辊3转动，主动辊3牵拉电缆从从
动辊2转移至主动辊3上；在此过程中，转筒19转动，将包带螺旋缠绕裹附于电缆上。
71.本发明中通过调速机构对马达13与主动辊3之间的传动比例进行调整，实现电缆进给速度的调节，同时，利用角度调节结构与调速机构之间的机械配合，对卷轴22上的包带缠绕角度进行调节，使得包带的缠绕裹附角度与电缆在主动辊3和从动辊2之间传输的速度相匹配；在电缆的进给速度和绕包角度之间建立对应关系，实时对应匹配。
72.作为本发明进一步的方案，所述架体1上竖直固定安装有气缸6，所述气缸6上部可伸缩地设置有伸缩杆7，所述伸缩杆7伸出于所述气缸6的一端与升降架5固定；
73.在所述架体1上还转动设置有压轴8，所述压轴8处于主动辊3和从动辊2之间，电缆由从动辊2放出，经压轴8绕于主动辊3上，电缆与压轴8滚动配合。
74.设置压轴8的目的在于保证电缆在压轴8和主动辊3之间处于水平；而通过设置的气缸6可带动伸缩杆7升降，进而对从动辊2的高度进行调整；由于从动辊2和升降架5之间具有较大的旋转阻尼，因此，通过对从动辊2的高度调节，能够对从动辊2与主动辊3之间的电缆预紧，并控制预紧力的大小。
75.作为本发明更进一步的方案，所述架体1上还固定有桁架9，所述桁架9为两组，均设置在主动辊3和压轴8之间；
76.其中一组桁架9靠近压轴8，另一组靠近主动辊3；在桁架9上转动设置有两个外缘具有凹口的导向轮10，电缆经导向轮10导向后，于压轴8和主动辊3之间传输。
77.设置桁架9和导向轮10的作用主要是保证电缆沿着架体1的长度方向传输，不会产生偏差，以避免与包带旋转的轴线产生角度偏差。
78.作为本发明再进一步的方案，所述架体1上还安装有油缸11，所述油缸11沿着架体1的宽度方向设置，在油缸11的端部活动设置有活塞杆12，所述活塞杆12的伸出所述油缸11的一端也转动设置有两个导向轮10；
79.所述活塞杆12和油缸11处于临近主动辊3的一组桁架9和主动辊3之间。
80.在主动辊3转动的过程中，油缸11内的油压不断减小，以带动活塞杆12收缩，从而带动活塞杆12端部的两个导向轮10沿着主动辊3的轴线移动，使得包绕裹附包带后的电缆能够均匀地绕于主动辊3上。
81.作为本发明再进一步的方案，所述调速机构包括沿架体1的宽度方向转动设置在所述架体1上的调速轴37，所述调速轴37靠近马达13的一段外壁上设置有两段外螺纹36，两段外螺纹36对称；
82.两段所述外螺纹36上分别配合有一号螺套34和二号螺套35，所述一号螺套34上部固定有第二套件33，所述第二套件33与从动轴42转动卡合；二号螺套35上部固定有第一套件32，所述第一套件32与主动轴套41转动卡合；
83.其中，从动轴42朝向主动轴套41的一端具有锥形部，主动轴套41朝向从动轴42的一端也具有锥形部；马达13的输出端连接有输出套，输出套的内壁上开设有键槽，主动轴套41的外壁上固定有键，所述键与键槽滑动配合，主动轴套41与输出套同轴过渡配合。
84.通过转动调速轴37可带动两段外螺纹36同步转动，带动一号螺套34和二号螺套35相互靠近或远离，进而带动第一套件32和第二套件33相互靠拢或远离，最终带动主动轴套41和从动轴42相互靠近或远离，对两个相对的锥形部之间的间距进行调节；而借助键与键槽滑动配合，使得主动轴套41在向从动轴42靠近或远离的过程中，输出套始终能够带动主
动轴套41转动。
85.所述主动轴套41和从动轴42端部的两个相对的锥形部之间紧连接主传动带14的一侧，主传动带14的另一侧紧连接主动辊3的中心轴；
86.为了减小主传动带14的调速阻力，在从动轴42端部的锥形部上设置有多个沿圆周分布的向心杆43，所述向心杆43上套设有滚柱44，所述主传动带14紧贴所述滚柱44与主动轴套41一端的锥形部。
87.当两个锥形部相互靠近时，挤压主传动带14沿着锥形部的斜面向上滑动，从而改变传动半径，以减小马达13与主动辊3之间的传动比例；起到对主动辊3减速的作用；
88.相反地，当两个锥形部相互远离时，主传动带14沿着锥形部的斜面向下滑动，从而改变传动半径，以增大马达13与主动辊3之间的传动比例，起到对主动辊3增速的作用。
89.注意的是，主传动带14为弹性材质所制，而通过两个锥形部相互远离或靠近所改变的主传动带14的长度较为有限，处于主传动带14的正常工作张紧范围以内，故不会导致主传动带14断裂。
90.另外，通过设置的向心杆43和滚柱44，一方面可以减小主传动带14沿着锥形部的斜面向上滑动的阻力，另外一方面也可减小主传动带14与从动轴42端部的锥形部之间的摩擦阻力。
91.需要解释的是，主传动带14运行主要依靠主动轴套41与主传动带14之间的摩擦力，而在主传动带14运行时，如不设置滚柱44，则主传动带14必然需要带动从动轴42端部的锥形部跟随转动，或者是主传动带14与从动轴42端部的锥形部产生打滑，如此便会增加主传动带14的运行阻力。而本发明中设置了滚柱44后，则可减小主传动带14与从动轴42端部的锥形部之间的摩擦力；因为主传动带14完全可以带动滚柱44转动，而从动轴42端部的锥形部并不转动。
92.作为本发明再进一步的方案，所述架体1的上方还转动设置有传动轴16，所述传动轴16平行于所述压轴8，且传动轴16通过副传动带15与输出套连接；
93.所述传动轴16靠近转套20的一端固定有小伞齿轮17，转筒19的外壁上固定有大伞齿环18，所述大伞齿环18与小伞齿轮17咬合。
94.当马达13工作时，通过输出套与副传动带15配合，带动传动轴16转动，转动的传动轴16带动小伞齿轮17转动，进而驱动大伞齿环18转动，最终带动转筒19转动，以达到转筒19与马达13的机械配合。
95.所述转套20两侧各设置有一个翼板，所述翼板与架体1的边缘固定；为了避免副传动带15与翼板产生干涉，在所述翼板上转动设置有托轮47，所述副传动带15与所述托轮47滚动配合。
96.作为本发明再进一步的方案，所述角度调节结构包括同轴滑动套合在所述转筒19外壁上的挤压环26；所述转筒19外壁上安装有轴承27，所述斜臂21通过轴承27转动设置在所述转筒19的外壁上，在所述转筒19上还开设有供斜臂21穿过的穿孔31，斜臂21靠近挤压环26的一端转动设置有滑轮25，所述滑轮25与所述挤压环26滚动配合；
97.所述挤压环26与所述转筒19的外壁上之间还设置有弹性回位结构，所述调速机构中的调速轴37上的一号螺套34与所述挤压环26之间通过推送结构建立机械配合关系。
98.当调速轴37上的两段外螺纹36通过一号螺套34和二号螺套35带动主动轴套41和
从动轴42上的两个锥形部相互靠近时，一号螺套34通过推送结构带动挤压环26远离从动辊2，以通过挤压环26带动斜臂21进一步偏摆，增大斜臂21相对转套20的倾斜角度；
99.当两个锥形部相互远离时，在弹性回位结构的作用下带动挤压环26靠近从动辊2，以使斜臂21在包带的缠绞阻力下回正，减小斜臂21相对转套20的倾斜角度。
100.其中，在卷轴22的端部可拆卸的设置有尾帽28，在包带卷需要更换时，通过拆下尾帽28将包带卷装入到卷轴22中；而在包带卷装入到卷轴22上后，通过装上尾帽28可使包带卷转动置于斜臂21和活动件尾帽28之间。
101.作为本发明再进一步的方案，所述推送结构包括与一号螺套34固定的活动件38，所述活动件38与固定在架体1上的导向杆39滑动配合，导向杆39顺着架体1的宽度走向；
102.所述活动件38上一体设置有楔锥40，所述楔锥40与楔凸45配合，且楔凸45一体设置在连接件46上，连接件46固定在挤压环26下部。
103.两个锥形部相互靠近时，一号螺套34通过活动件38带动楔锥40沿导向杆39活动，楔锥40与楔凸45配合带动连接件46和挤压环26远离从动辊2，增大斜臂21相对转套20的倾斜角度；
104.两个锥形部相互远离时，在弹性回位结构的作用下带动挤压环26靠近从动辊2。
105.作为本发明再进一步的方案，所述弹性回位结构包括平行于所述转筒19的轴线固定在转筒19外壁上的套筒23，所述套筒23内装设有弹簧30，支杆24与套筒23同轴活动插接，且支杆24伸入到套筒23内的一端与弹簧30抵触；支杆24的另一端万向滚动嵌设有滚珠29，所述滚珠29与挤压环26滚动贴合；弹簧30保持受压状态。
106.在两个锥形部相互远离时，通过弹簧30复位带动支杆24朝向挤压环26伸长，进而带动挤压环26靠近从动辊2。由于转筒19转动时，挤压环26并不转动，而支杆24和套筒23是跟随转筒19转动，因此，为了减小支杆24与挤压环26抵触的摩擦力，本发明设置了滚珠29，以在支杆24跟随转筒19转动时，减小支杆24端部与挤压环26的摩擦力。
107.此外，本发明还提出了一种铠装电缆绝缘包带裹附设备的使用方法，具体使用流程如下：
108.step1，将表面具有绝缘层或内护套层的半成品电缆绕于从动辊上，牵拉其一端于从动辊上拉出并固定在主动辊上(常用栓结固定的方式)；于从动辊上拉出的半成品电缆绕过压轴，经靠近从动辊处的桁架上的两个导向轮、转筒、靠近主动辊处的桁架上的两个导向轮、活塞杆端部的两个导向轮导向后，固定在主动辊上；保证压轴和主动辊之间的一段电缆处于水平，具有同一高度；利用桁架上的两组导向轮导向，确保电缆沿着架体的长度方向传输，不会产生偏差；
109.step2，在将电缆的一端固定于主动辊上后，通过油缸带动活塞杆伸缩，以对活塞杆端部上的两个导向轮在架体的宽度方向上的位置调节，使电缆由左至右或由右至左地绕于主动辊上；
110.step3，调节好活塞杆端部的两个导向轮的位置后，通过控制气缸中的气压带动伸缩杆升降，对从动辊的高度进行调整；将从动辊与主动辊之间的电缆进行预紧，控制预紧力的大小；
111.step4，一切准备就绪后，启动马达试运行，在试运行的过程中，通过转动调速轴对马达与主动辊之间的传动比调整，并实时地对斜臂及卷轴的角度调节，使绕包角度和电缆
的进给速度达到最佳工况(也即包带能够完全螺旋覆盖电缆外表面，并在包带的边缘处具有一定的重叠距离，避免电缆裸露)。
112.上述实施例是示范性的，而非限制性的，故在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明的技术方案均囊括在本发明内。