Устройство для скрутки и уплотнения жил кабелей

Устройство для скрутки и уплотнения жил кабелей (RU 2490743):

H01B13/02 - скрутка (скрутка канатов D07B)

Изобретение относится к области кабельной техники, а именно к устройствам для скрутки и уплотнения многопроволочных жил кабелей, преимущественно сверхпроводящих, скрученных из проволок с технологическими покрытиями (хром, никель и т.д.). Устройство содержит совокупность соприкасающихся между собой роликов, расположенных по окружности, и вставки сфероконической формы, расположенной между роликами. Ролики и вставки смонтированы на базовой детали. Изобретение обеспечивает исключение деформации периферийных проволок в скручиваемой жиле кабеля, полное сохранение покрытия на проволоках и повышение коэффициента уплотнения. 2 ил.

Настоящее изобретение относится к кабельной технике, а именно к устройствам для скрутки и уплотнения многопроволочных жил кабелей, преимущественно сверхпроводящих, скрученных из проволок с технологическими покрытиями (хром, никель и т.д.)

Из существующего уровня техники известно устройство для скрутки и уплотнения жил кабелей, состоящее из скруточного калибра и из двух пар вращающихся, расположенных ортогонально друг относительно друга, уплотняющих роликов, образующих цилиндрический канал, имеющий направляющую часть (от калибра до первой пары роликов) и формообразующую часть (между парами роликов) (патент РФ №2010368, МПК⁵ Н01В 13/02, опубл. 30.07.1994 г.).

Указанное устройство обеспечивает скрутку и уплотнение медных и алюминиевых проволок относительно большого диаметра (более 1 мм) и используются в составе крутильных машин сигарного и клетьевого типа.

Основные недостатки этого устройства заключаются в следующем: значительная деформация периферийных проволок, вследствие которой проволоки сплющиваются, заполняя межпроволочное пространство; при уменьшении диаметра скручиваемых проволок последние, попадая в зазоры между роликами, деформируются с образованием острых кромок, зазубрин, что в конечном итоге сопровождаются их обрывностью; при использовании для скрутки проволок с технологическими покрытиями (хром, никель и др.) имеет место значительное обдирание последних уже в скруточном калибре; наличие деформационных воздействий, имеющих место в известном устройстве, совершенно недопустимо для скрутки многопроволочных проводов из сверхпроводящих композиционных проволок, содержащих в своей структуре несколько тысяч филаментов диаметром около 10 мкм, обрывность которых при деформациях неизбежно сопровождается деградацией критических свойств.

Поставленная задача заключается в разработке устройства, позволяющего осуществлять скрутку и уплотнение кабельных изделий и жил кабелей, главным образом без повреждения технологического покрытия, а так же снижение деформационных воздействий на периферийные элементы жилы кабеля и повышение коэффициента ее уплотнения.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для скрутки и уплотнения многопроволочных жил кабелей, состоящим из направляющей части и формообразующей части в виде цилиндрического канала направляющая и формообразующая части выполнены в виде совокупности соприкасающихся между собой роликов, расположенных по окружности, и одной или двух вставок сфероконической формы, расположенной между роликами, при этом поверхность каждого ролика выполнена профилированной, в виде кругового сегмента, которые вместе образуют цилиндрический канал, устройство дополнительно снабжено базовой деталью, на которой смонтированы ролики и вставки.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показано: фиг.1 - вид спереди, фиг.2 - вид сбоку. Устройство содержит шесть расположенных по окружности, соприкасающихся роликов 1, поверхность которых профилирована в виде круговых сегментов, которые крепятся болтами 2. В пространстве между роликами находится вставка сфероконической формы 3, закрепленные при помощи болтов 4. Сегментообразная форма профиля каждого ролика и вставки между роликами образуют цилиндрический канал 5 необходимого диаметра, формирующий конечный размер изделия (диаметр скрученной жилы кабеля). Устройство снабжено станиной 6, к которой крепится четырьмя болтами 7 базовая деталь 8.

В данном устройстве количество профилированных сегментообразных роликов является вариационным числом, которое колеблется от четырех до шестнадцати, и определяется только лишь конструктивными параметрами скручиваемой и уплотняемой жилы кабеля. Количество же сфероконических вставок - одна или две, причем первая однозначно крепится по направлению движения скрутки и уплотнения, а вторая ставится против и может быть как совмещена с корпусом, так и выполнена отдельно.

Конструкция предлагаемого изделия является сборной и поэтому, элементы, входящие в состав изготавливаются различными способами. Ролики изготавливаются из специальной стали на токарном станке. Валы, на которые устанавливаются ролики, сначала изготавливаются на фрезеровальном станке, а затем обрабатываются на токарном. Вставки сфероконической формы изготавливаются на программируемом фрезеровальном станке. После изготовления деталей конструкция собирается.

Устройство работает следующим образом:

В качестве исходного материала была использована сверхпроводящая проволока на основе NbTi сплава в медной матрице с никелевым покрытием и ⌀ 0.73 мм. Предварительно из проволок скручивают субкабели (стренги) по схеме (3× 4× 4× 5) и обматывают их нержавеющей стальной лентой с зазором 50%. Предложенное устройство (калибр) используется для скрутки 6 субкабелей вокруг охлаждающего канала в виде спирали ⌀ 10× 12 мм. Диаметр формирующего канала устройства последовательно изменяли. Изначальный диаметр был 39.5 мм, затем 38.3 мм и в конце 37.5 мм. Изготовленные субкабели поступали от отдающего устройства машины планетарного типа, которая приведена во вращение для обеспечения определенного шага скрутки. С отдающего устройства субкабели через направляющие ролики поступали в устройство для скрутки и уплотнения, где субкабели одновременно скручиваются и уплотняются. Далее скрученный кабель проходил еще две стадии уплотнения через это же устройство. При этом во всех случаях получена уплотненная жила кабеля из 1440 никелированных проволок. Периферийные проволоки не имели деформационных дефектов, никелевое покрытие полностью сохранилось как в периферийной части жилы, так и в ее внутренней структуре в отличие от случая, когда данный калибр не использовался.

Таким образом, предложенное устройство позволяет исключить деформацию периферийных проволок в скручиваемой жиле кабеля, полностью сохранить технологическое покрытие на проволоках и при этом повысить коэффициент уплотнения жилы на 0, 25-0, 3. Устройство удобно и просто для заправки проволок. Оно универсально как для скрутки уплотненной жилы, так и при использовании его дальнейшего уплотнения скрученной жилы.

Устройство для скрутки и уплотнения многопроволочных жил кабелей, состоящее из направляющей части и формообразующей части в виде цилиндрического канала, отличающееся тем, что направляющая и формообразующая части выполнены в виде совокупности соприкасающихся между собой роликов, расположенных по окружности, и одной или двух вставок сфероконической формы, расположенной между роликами, при этом поверхность каждого ролика выполнена профилированной в виде кругового сегмента, образующих цилиндрический канал, устройство дополнительно снабжено базовой деталью, на которой смонтированы ролики и вставки.

Способ изготовления многопроволочных уплотненных жил кабельных изделий

Использование: при изготовлении многопроволочных уплотненных жил кабелей и проводов для воздушных линий электропередачи. Сущность изобретения: в процессе скрутки многопроволочных жил в калибре с цилиндрическим входным участком осуществляется их уплотнение двумя парами последовательно расположенных роликов с взаимно перпендикулярными осями. При этом расстояние от входного участка калибра до первой пары роликов и расстояние между парами роликов выбирают в пределах (0, 8 - 0, 9)h, где h - шаг скрутки жилы. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к технологии изготовления многопроволочных уплотненных жил кабелей и проводов для воздушных линий электропередачи (ЛЭП).

Известен способ уплотнения многопроволочных жил с помощью вращающихся волокон [1], который позволяет добиться необходимой степени уплотнения, но при этом имеет место разогрев металла за счет трения скольжения, что приводит к снижению его основных характеристик. Возникают значительные трудности при заправке проволоки в волоку, возрастают количество отходов проволоки, усилия тяжения и вероятность обрыва.

Известен способ уплотнения многопроволочных жил с применением пар роликов различных типов [2], расположенных последовательно, который позволяет также обеспечить заданную степень уплотнения, однако при этом на поверхности уплотненной жилы могут появляться острые грани и заусенцы, нарушается стабильность шага скрутки проволок (h) по длине жилы. Дополнительно к этому заметно снижаются (до 10-15% ) механические и электрические характеристики уплотненных жил кабелей и проводов по сравнению с неуплотненными. Кроме того, уплотняющие ролики с узлами их крепления имеют большие габариты, что практически исключает их использование на существующих крутильных машинах сигарного типа, которые составляют большую часть крутильного оборудования кабельных заводов, производящих провода для воздушных ЛЭП.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления многопроволочных уплотненных жил кабельных изделий [3], при этом проволоки скручивают с шагом h в калибре с цилиндрическим входным участком, полученную заготовку уплотняют двумя парами последовательно расположенных роликов с взаимно перпендикуряными осями с дальнейшим прохождением через вращающуюся волоку и намоткой на приемный барабан, причем первую пару роликов располагают на расстоянии L₁ от начала цилиндрического участка калибра, а вторую - на расстоянии L₂ от первой пары роликов.

Недостаток данного способа обусловлен снижением механических и электрических характеристик жил.

Цель изобретения - повышение механических и электрических характеристик многопроволочных уплотненных жил.

Поставленная цель достигается тем, что при способе изготовления многопроволочных уплотненных жил кабельных изделий, при котором проволоки скручивают с шагом h в калибре с цилиндрическим входным участком, полученную заготовку уплотняют двумя парами последовательно расположенных роликов с взаимно перпендикулярными осями, причем первую пару роликов располагают на расстоянии L₁ от начала цилиндрического участка калибра, а вторую - на расстоянии L₂ от первой пары роликов, расстояния L₁ и L₂ выбирают в пределах (0, 8-0, 9)h.

На чертеже схематически показан принцип осуществления предлагаемого способа.

Подлежащие скрутке проволоки 1 поступают с отдающих катушек в крутильный орган 2 и далее в формующий калибр 3 с цилиндрическим входным участком, при этом осуществляется скрутка проволок с одновременным формированием заготовки в калибре. Затем скрученная заготовка 4 последовательно проходит через две пары 5 и 6 уплотняющих роликов, имеющих взаимно перпендикулярные оси, после чего уплотненная жила поступает на приемный барабан.

Первую (входную) пару 5 уплотняющих роликов располагают на расстоянии L₁, равном (0, 8-0, 9)h от начала цилиндрического участка калибра 3 до точки 7 (первая зона деформации) приложения сдавливающей нагрузки Р этой пары, а расстояние L₂ между точкой 7 и точкой 8 (вторая зона деформации) приложения сдавливающей нагрузки Р второй (выходной) пары уплотняющих роликов выбирают равным (0, 8-0, 9)h.

Установить первую пару роликов на расстоянии L₁, меньше 0, 8h, не представляется возможным из конструктивных соображений, а также из-за трудности заправки проволок в пару 5 уплотняющих роликов в этом случае.

При расстоянии L₁, больше 0, 9h, не удается устранить из первой зоны деформации излишки проволок, образующиеся за счет процесса вытяжки при уплотнении. Предлагаемое расположение первой пары роликов по отношению к калибру снижает отрицательное влияние процесса деформации проволок на их механические и электрические характеристики и способствует сохранению стабильности шага скрутки проволок по длине жилы.

Выбранное в пределах (0, 8-0, 9)h расстояние L₂ между точками 7 и 8 приложения сдавливающих нагрузок пар 5 и 6 роликов позволяет устранить " фонарение" (выпучивание) проволок во второй зоне деформации, которое наблюдается при расстоянии, большем 0, 9h. Уменьшить указанное расстояние до величины, меньшей 0, 8h, не представляется возможным из конструктивных соображений.

П р и м е р 1. Изготовление уплотненной жилы для изолированного провода марки САПт 2х16 (ТУ 16. К71-120-91) для воздушной подвески.

Проволоки марки АТ диаметром 1, 73 мм поступают на крутильную машину сигарного типа марки SRN 6х630 на металлических катушках с диаметром щеки 630 мм. На крутильной машине производит скрутку семи проволок с шагом 115 мм. Одновременно со скруткой происходит формирование заготовки в разъемном калибре из бакелита с внутренним диаметром 5, 22 мм. Далее заготовка поступает в первую пару уплотняющих роликов, установленных на расстоянии L₁, равном 100 мм (0, 8 шага скрутки проволок), от начала цилиндрического участка калибра. Величина сдавливающей нагрузки этой пары роликов составляет 2025 Н. Затем заготовка, получившая эллипсовидное сечение, поступает на вторую пару уплотняющих роликов, где к ней прикладывается аналогичная нагрузка и после выхода из которой она приобретает круглое сечение.

Расстояние L₂ между осями первой и второй пар уплотняющих роликов составляет 112, 5 мм (0, 9 шага скрутки проволок). Уплотненная жила, пройдя тяговое устройство колесного типа, поступает на приемный барабан с диаметром щеки 1200 мм.

П р и м е р 2. Изготовление уплотненной жилы сечением 25 мм² для изолированного провода марки САСПт 3х25 + 1х16 + 1х35 (ТУ 16. К71-120-91) для воздушной подвески.

Отличается от примера 1 тем, что заготовку скручивают из проволок диаметром 1, 17 мм, внутренний диаметр калибра равен 6, 53 мм, расстояние L₁ составляет 119 мм (0, 85 шага скрутки), а расстояние L₂ равно 114 мм (0, 82 шага скрутки). Уплотненную жилу принимают на барабан с диаметром щеки 1400 мм.

П р и м е р 3. Изготовление уплотненной жилы сечением 35 мм² для изолированного провода марки САСПт 3х35 + 1х16 + +1х50 (ТУ 16. К71-120-91) для воздушный подвески.

Отличается от примера 1 тем, что заготовку скручивают из проволок диаметром 2, 56 мм, внутренний диаметр калибра равен 7, 72 мм, расстояние L₁ составляет 140 мм (0, 87 шага скрутки), а расстояние L₂ равно 144 мм (0, 9 шага скрутки). Уплотненную жилу принимают на барабан с диаметром щеки 1600-1800 мм.

Образцы жил, полученные по приведенным примерам, подвергают механическим и электрическим испытаниям по ГОСТ 839-80, в ходе которых определяют усилие при разрыве и электрическое сопротивление постоянному току при температуре 20^оС. Параллельно испытывают образцы жил для указанных в примерах марок проводов, уплотненные известным способом. Длина исследуемых образцов жил составляет 1 м.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, изготовление многопроволочных уплотненных жил по предлагаемому способу позволяет получить тот же коэффициент заполнения, что и при известном способе, но при повышении усилия растяжения жил при разрыве на 9, 5-14, 0%. При этом электрическое сопротивление уплотненных жил постоянному току снижается на 8, 1-8, 9% по сравнению с электрическим сопротивлением уплотненных жил, изготовленных по известному способу.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет обеспечить необходимое качество поверхности многопроволочных уплотненных жил без применения дополнительного элемента вращающейся волоки (как в известном способе), уменьшить габариты уплотняющих роликов и элементов их установки, благодаря чем эти ролики могут быть установлены на уже эксплуатирующихся крутильных машинах сигарного типа более производительных, чем крутильные машины фонарного типа.

УРОК №65

⇐ Предыдущая 44 45 46 47 484950 51 52 53 Следующая ⇒