一种高端设备控制系统用电缆及其制造方法与流程

文档序号:33193789发布日期:2023-02-04 10:05阅读:73来源:国知局
一种高端设备控制系统用电缆及其制造方法与流程

1.本发明涉及电线电缆制造技术领域,尤其涉及一种高端设备控制系统用电缆和制造方法。


背景技术:

2.随着科学技术的发展,各行各业的智能化水平越来越高,这对作为各种智能化高端设备神经网络的电线电缆提出了精细化和个性化的发展要求。且随着国际国内对环境的重视程度越来越高,对产品的环保性能的要求越来越广泛。但是,现有电线电缆(尤其涉及高端设备用电缆)无法满足新形势下的特定要求,如欧盟的环保要求、高柔性等特殊要求及综合性要求。
3.基于此,需要一种新的解决方案。


技术实现要素:

4.本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种高端设备控制系统用电缆和制造方法,通过选用新型材料作为绝缘和护套材料、科学设计导体结构和成缆工艺,既满足中国和欧盟等的环保要求又满足高柔性、耐磨性特定使用场景,为智能化高端设备厂家(尤其需出口欧盟等国的)提供了环保且耐曲挠的新型电缆解决方案。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种高端设备控制系统用电缆,所述电缆包括外护层、绕包层和成缆的多根芯线,所述芯线外依次套设有所述绕包层和所述外护层,所述芯线包括绝缘层和导体层,所述绝缘层挤包包覆在所述导体层外,所述导体层包括多根单股导线以层绞式股绞而成,股绞相邻层绞向相反且最外层向左,每根单股导线由多根裸铜丝围绕纤维丝束束合而成。
6.在本发明提供的高端设备控制系统用电缆中,还包括置于成缆的多根芯线的间隙的填充层,所述填充层采用环保型棉线。
7.在本发明提供的高端设备控制系统用电缆中,所述绕包层采用环保型轻型无纺布,绕包于成缆所述多根芯线和填充层的外面。
8.在本发明提供的高端设备控制系统用电缆中,所述绝缘层采用符合rohs和reach要求的环保型弹性体材料,所述绝缘层的平均厚度不小于0.5mm。
9.在本发明提供的高端设备控制系统用电缆中,所述外护层采用符合rohs和reach要求的环保型弹性体材料,平均厚度不小于0.8mm。
10.在本发明提供的高端设备控制系统用电缆中,还包括位于绕包层和外护层之间的屏蔽层,编织密度不小于80%。
11.在本发明提供的高端设备控制系统用电缆中,铜丝与纤维丝束之间的束合节距小于6.0mm。
12.在本发明提供的高端设备控制系统用电缆中,所述所述芯线的成缆节径比不大于12。
13.根据本发明的另一方面,还提供一种如上所述的高端设备控制系统用电缆的制造方法,、包括以下步骤:
14.步骤s1、将铜杆通过中拉机拉至成半成品铜丝,经小拉机将半成品铜丝拉至设计的直径大小的细铜丝,再经过退火复绕机将细铜丝退火制成精细铜丝;
15.步骤s2、将精细铜丝围绕一束纤维丝先束合形成单股导线,然后将单股导线按层绞式股绞形成构成导体层,股绞相邻层绞向相反且最外层向左;
16.步骤s3、通过挤出机将环保型弹性体绝缘材料塑化后挤包于导体层外面,构成绝缘层,形成芯线;
17.步骤s4、通过成缆机将多根芯线和多条填充层绞合成缆;
18.步骤s5、成缆时,在绞合成缆后的多根芯线和多条填充层外面绕包绕包层和在绕包层外面编织一层屏蔽层;
19.步骤s6、通过挤出机将环保型弹性体护套材料塑化后挤包于屏蔽层外面,形成外护层。
20.在根据本发明的制造方法中,在所述步骤s1中,中拉机定径模具为0.40-1.4mm,出线速度1000-1800m/min,小拉机定径模具为0.08-0.3mm,出线速度1200-2400m/min,退火温度300~600℃,收线速度100-300m/min;在步骤s3中,挤出机温控一区至五区温度分别为195
±
10℃、205
±
10℃、210
±
10℃、215
±
10℃、225
±
10℃,机头温度225
±
10℃、眼模温度230
±
10℃,且挤出前绝缘材料需在70~110℃烘干1~3小时;在步骤s6中,挤出机温控一区至五区温度分别为150
±
10℃、160
±
10℃、170
±
10℃、170
±
10℃、170
±
10℃,机头温度170
±
10℃、眼模温度165
±
10℃,且挤出前绝缘材料需在90~110℃烘干1~2小时。
21.根据与现有技术对比,本发明的有益效果在于:
22.(1)所有材料采用了环保材料,经sgs权威检测,所制的电缆满足欧盟的reach法规要求(报告编号szxec2203000701);
23.(2)导体层采用全新的绞合工艺,单股中间放置一束纤维丝增加了导体的抗拉强度,单股和层绞的绞合方向分左、右向组合设计,且单股和股绞的绞合节径比比较小,此种设计消除了单股和股绞形成的内扭力,提高了导体的整体柔软性和耐曲挠性;经耐弯折试验,耐弯折次数达到500万次以上;
24.(3)绝缘层采用的tpee新型材料,不仅密度小重量轻,还具有优异的耐温特性(工作温度-60℃~180℃)、耐油、耐候性等性能,尤其在耐疲劳方面性能突出,增强了芯线的耐曲挠性;
25.(4)成缆的节径比设计较小,且使用柔性材料填充和包带包覆缆芯,节省了护套材料填充的同时,提高了成缆芯线整体的柔软性和耐曲挠性;
26.(5)绕包层和外护层采用的tpu新型材料,具有优异的耐低温、耐候性、耐水解等性能,尤其在耐磨方面性能突出,增强了电缆的耐磨性;
27.(6)在激光制造产业等高端应用领域,可替代部分国外进口产品。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图:
29.图1所示为本发明实施例一提供的高端设备控制系统用电缆的整体结构示意图;
30.图2所示为图1所示的导体层的结构示意图;
31.图3所示为本发明实施例二提供的高端设备控制系统用电缆的整体结构示意图;
32.图4所示为本发明实施例三提供的高端设备控制系统用电缆的整体结构示意图。
具体实施方式
33.为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
34.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
35.为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白,使本发明的优点和特征能更易于被本领域相关人员理解,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,不代表是本发明的全部或唯一情况,并不用于限定本发明。而本发明中描述的相关术语,如“外面”、“左向”、“右向”等,所指示的位置和方位关系仅为基于附图所示的位置和方位关系而言,仅用于阐述本发明内容,因此不能理解为对本发明的限制。
36.图1所示为本发明实施例一提供的高端设备控制系统用电缆的整体结构示意图,如图1所示,电缆由外至内包括外护层1、绕包层2、填充层3和芯线4。其中,所述芯线4由导体层42和包覆在导体层42外面的绝缘层41构成;所述导体层42包括多根单股导线421以层绞式股绞而成,股绞相邻层绞向相反且最外层向左,每根单股导线421由多根裸铜丝4211围绕纤维丝束4212束合而成。由多根精细裸铜丝围绕一束纤维丝束合成单股,再由单股进行股绞而成形成导体层,根据设计要求,单股的绞合方向分左向和右向两种,分别放置于股绞时的特定位置;根据设计要求,股绞时每层绞合方向相反且最外层向左,以此消除单股和股绞形成的内扭力。导体层采用全新的绞合工艺,单股中间放置一束纤维丝增加了导体的抗拉强度,单股和层绞的绞合方向分左、右向组合设计,且单股和股绞的绞合节径比比较小,此种设计消除了单股和股绞形成的内扭力,提高了导体的整体柔软性和耐曲挠性;经耐弯折试验,耐弯折次数达到500万次以上。
37.具体地,在图1所示的实施例中,所述导体层42由19股精细铜丝构成,每股由10根直径小于0.15mm的裸铜丝4211围绕一束纤维丝4212束合成单股导线421,束合节距小于6.0mm,束合分13股左向和6股右向;再由19股单股导线按1+6+12由内到外进行股绞而成,其中1股束合方向为左向的单股居于中心,6股束合方向为右向的单股居于中心外一层,12股束合方向为左向的单股居于最外层;6股层的绞合节距小于15.6mm,12股层的绞合节距小于24.0mm。
38.进一步地,在本实施例中,单根铜丝直径选用0.1mm,纤维丝选用牌号400d的一束,束合节距选用4.0mm;6股层的层绞合节距选用14.4mm,绞向为右向;12股层的层绞节距选用
20mm,绞向为左向。
39.进一步地,所述绝缘层41采用符合rohs和reach要求的环保型弹性体材料,挤包包覆于导体层42外面,挤出线径、厚度、绝缘颜色依据设计要求,平均厚度不小于0.5mm。优选地,环保型弹性体材料选用tpee,平均厚度选用0.5mm。绝缘层采用的tpee新型材料,不仅密度小重量轻,还具有优异的耐温特性(工作温度-60℃~180℃)、耐油、耐候性等性能,尤其在耐疲劳方面性能突出,增强了芯线的耐曲挠性。
40.进一步地,所述芯线4绞合成缆,成缆节径比不大于12。所述填充层3采用棉线材料,置于多根芯线4的间隙,棉线数量根据需要以使成缆截面构成圆整性为准。优选地,选用棉线牌号10s的10根,成缆中心及芯线外侧四个空隙各2根,成缆节径比选用10。成缆的节径比设计较小,且使用柔性材料填充和包带包覆缆芯,节省了护套材料填充的同时,提高了成缆芯线整体的柔软性和耐曲挠性。
41.进一步地,所述绕包层2采用轻型无纺布,绕包于成缆芯线4和填充层3的外面,无纺布宽度、条数和绕包搭盖率以设计为准。优选地,无纺布选用宽度25mm,厚度0.08mm,2条绕包,搭盖率选用20%,绕包方向为右向。
42.进一步地,所述外护层1采用符合rohs和reach要求的环保型弹性体材料,挤包包覆于绕包层2外面,外护层厚度和外形尺寸依据设计要求,平均厚度不小于0.8mm。优选地,环保型弹性体材料选用tpu,平均厚度选用1.0mm。绕包层和外护层采用的tpu新型材料,具有优异的耐低温、耐候性、耐水解等性能,尤其在耐磨方面性能突出,增强了电缆的耐磨性。
43.图3所示为本发明实施例二提供的高端设备控制系统用电缆的整体结构示意图。如图3所示,该实施例提供的电缆与实施例一提供的电缆的区别在于,在实施例一的基础上调整了芯线的结构。
44.图4所示为本发明实施例三提供的高端设备控制系统用电缆的整体结构示意图。如图4所示,该实施例提供的电缆与实施例一提供的电缆的区别在于,增加了屏蔽层5,屏蔽层位于绕包层2和外护层1之间。
45.本发明还提供一种高端设备控制系统用电缆的制造方法,包含以下步骤:
46.1导体制造
47.1.1根据设计将直径2.6mm的铜杆通过中拉机拉至成0.8mm半成品铜丝,经小拉机将0.8mm半成品铜丝拉至0.1mm的铜丝,再经过退火复绕机将0.1mm的铜丝退火。
48.其中,中拉机定径模具为0.80mm,出线速度1200m/min~1400m/min,小拉机定径模具为0.102mm,出线速度1800m/min~2000m/min,退火复绕机的退火温度380℃~440℃,收线速度230m/min~250m/min,退火后铜丝直径0.099mm~0.101mm,伸长率大于等于12%。
49.1.2根据设计将10根步骤1.1制得的0.10mm的裸铜丝(4211)围绕一束牌号400d的纤维丝(4212)束合成单股(421),束合节距4.0mm,束合分13股左向和6股右向,共19股;再由单股(421)按1+6+12进行股绞(42)而成,其中1股束合方向为左向的单股居于中心,6股束合方向为右向的单股居于中心外一层,12股束合方向为左向的单股居于最外层;6股层的绞合节距14.4mm,绞向为右向,12股层的绞合节距20.0mm,绞向为左,绞合构成导体层;
50.2芯线制造
51.通过挤出机将环保型弹性体tpee塑化后挤包于导体层42外面,构成绝缘层41,平均厚度为0.5mm,颜色分别为棕色、蓝色、黑色和灰色,构成四根芯线4;
52.其中,挤出前tpee材料需在70~100℃下烘干1~3小时,且清理挤出机水槽、机头、机筒、料斗,防止非环保物污染;挤出机温控一区至五区温度分别为195
±
10℃、205
±
10℃、210
±
10℃、215
±
10℃、225
±
10℃,机头温度225
±
10℃、眼模温度230
±
10℃;内外模具为2.6mm/5.8mm。
53.3成缆
54.3.1通过成缆机将芯线4和填充层3绞合成缆,绞合节距为60mm,绞向为右向。
55.3.2成缆时,绕包两条轻型无纺布2,无纺布宽度为25mm,厚度为0.08mm,绕包搭盖率为20%,绕包方向为右向。
56.4外护层制造
57.通过挤出机将环保型弹性体tpu塑化后挤包于内置成缆芯线的无纺布2外面,平均厚度为1.0mm。
58.其中,挤出前tpu材料需在80~110℃烘干1~2小时,且清理挤出机水槽、机头、机筒、料斗,防止非环保物污染;挤出机温控一区至五区温度分别为150
±
10℃、160
±
10℃、170
±
10℃、170
±
10℃、170
±
10℃,机头温度170
±
10℃、眼模温度165
±
10℃;内外模具为8.3mm/10.5mm。
59.在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
60.类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
61.此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
62.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1