專利名稱：一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成纜機(jī)，特別是一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)。
背景技術(shù)：
如授權(quán)公告號(hào)CN201946388U的中國(guó)專利所述，目前海底電纜生產(chǎn)廠家所用的立式成纜機(jī)的放線盤(pán)數(shù)量一般為六盤(pán)，最多可實(shí)現(xiàn)六根芯線有退扭絞合成纜。其中有三根較小芯線采用裝線盤(pán)放線，芯線裝于線盤(pán)中，線盤(pán)I置于放線架上，放線架固定于小退扭托盤(pán)上；另有三根較大芯線采用托盤(pán)式放線，直接將芯線堆放于退扭托盤(pán)上，此種托盤(pán)式放線被稱為單托盤(pán)式被動(dòng)放線。所有退扭托盤(pán)均支承于絞合轉(zhuǎn)盤(pán)上。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)絞合轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)芯線絞合動(dòng)作，退扭托盤(pán)通過(guò)退扭傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)芯線絞合時(shí)的退扭 動(dòng)作。此種單托盤(pán)式被動(dòng)放線的結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)前，將芯線從退扭托盤(pán)上方垂直往下放，讓芯線盤(pán)繞堆放在退扭托盤(pán)上，芯線在托盤(pán)上每堆放ー圈將發(fā)生自扭轉(zhuǎn)180° ;在生產(chǎn)過(guò)程中，芯線被向上拎起，在托盤(pán)上每拎起ー圈，芯線將反向自扭轉(zhuǎn)180 °。上述過(guò)程將使得芯線被反復(fù)扭轉(zhuǎn)，極易使芯線受到損傷。另外，由于芯線是自由堆放在托盤(pán)上，單靠退扭托盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)芯線轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)退扭動(dòng)作，無(wú)法保證成纜絞合一個(gè)節(jié)距同時(shí)芯線退扭360°。為此，該專利提供了一種成纜機(jī)，該成纜機(jī)的放線托盤(pán)通過(guò)中心支座設(shè)有退扭托盤(pán)，這樣退扭動(dòng)作和放線動(dòng)作被分解在兩個(gè)托盤(pán)上實(shí)現(xiàn)，保證了退扭絞合。但是，在機(jī)械退扭時(shí)，這種成纜機(jī)無(wú)法解決運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的自身扭力，不能夠充分退扭，而且其也無(wú)法避免設(shè)備本身故障引起的扭カ損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，該成纜機(jī)實(shí)現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，包括絞體轉(zhuǎn)盤(pán)和絞體轉(zhuǎn)盤(pán)上的托盤(pán)，所述絞體轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)齒輪傳動(dòng)至托盤(pán)，托盤(pán)依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，此為機(jī)械退扭；所述成纜機(jī)包括變頻電機(jī)、PLC控制系統(tǒng)和退扭系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤(pán)旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)設(shè)置在托盤(pán)上方，其對(duì)電纜的退扭率進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)與設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過(guò)比較得出實(shí)際退扭率，再通過(guò)計(jì)算得出偏差值從而對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整，此為電氣退扭。所述成纜機(jī)還包括排線裝置和位置傳感器，所述排線裝置包括絲桿提升機(jī)構(gòu)和排線臂，絲桿提升機(jī)構(gòu)的一端固定在移動(dòng)小車(chē)上，絲桿提升機(jī)構(gòu)的另一端連接排線臂，所述排線臂可在絲桿提升機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下進(jìn)行上下移動(dòng)，其并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述位置傳感器對(duì)排線臂的位置進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)，針對(duì)排線臂所處位置在托盤(pán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)處于不同周長(zhǎng)的圓環(huán)上，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。所述托盤(pán)為三個(gè)；每個(gè)托盤(pán)的外徑為Sm。所述PLC控制系統(tǒng)為聯(lián)動(dòng)主PLC控制系統(tǒng)或單動(dòng)絞體PLC控制系統(tǒng)，其通過(guò)導(dǎo)電裝置對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行控制。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為I、本發(fā)明安裝有電氣閉環(huán)自動(dòng)控制裝置，通過(guò)每個(gè)托盤(pán)退扭裝置實(shí)現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。2、本發(fā)明配置機(jī)械退扭與電氣退扭雙系統(tǒng),在一方發(fā)生故障時(shí)最大程度確保電纜不受其影響。 3、采用托盤(pán)收放線，且排線高度較高，排線整齊，避免交叉壓線，完全消除因沒(méi)有推扭造成產(chǎn)生的電纜應(yīng)力集中。4、本發(fā)明采用托盤(pán)原理，且托盤(pán)外徑設(shè)置為Sm，能最大限度減少海纜接頭數(shù)量，滿足大長(zhǎng)度海纜生產(chǎn)，如可生產(chǎn)單芯IlOkV海纜，單根無(wú)接頭長(zhǎng)度超過(guò)50km，單芯220kV海纜至少達(dá)到35km。5、將三個(gè)托盤(pán)圍繞轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行安裝，即可作為上エ序收線又作為本エ序放線，可減少大型海纜單芯成纜前的周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用并降低投資成本。6、本發(fā)明可通過(guò)PROFIBUS DP通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定，無(wú)需進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)進(jìn)行設(shè)定，保障作業(yè)人員的安全，同時(shí)利用總線減少數(shù)據(jù)的衰減，達(dá)到信號(hào)的快速響應(yīng)。7、本發(fā)明配置專門(mén)的操作通道、樓梯、護(hù)欄、PP繩通道、過(guò)線輪、強(qiáng)電接地保護(hù)、導(dǎo)電裝置，確保人員、電纜、設(shè)備的安全。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說(shuō)明。附圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如附圖所示，本發(fā)明的大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)包括托盤(pán)傳動(dòng)電機(jī)2、機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承3、變頻電機(jī)4、電氣回轉(zhuǎn)軸承5、導(dǎo)電裝置6、絞體PLC系統(tǒng)7或主PLC控制系統(tǒng)10、退扭系統(tǒng)8、排線裝置9。所述托盤(pán)傳動(dòng)電機(jī)2通過(guò)絞體轉(zhuǎn)盤(pán)I上傘型齒輪、直齒輪傳動(dòng)至大型8m托盤(pán)，再通過(guò)機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承5使托盤(pán)旋轉(zhuǎn)。托盤(pán)變頻電機(jī)4根據(jù)聯(lián)動(dòng)主PLC控制系統(tǒng)10或單動(dòng)絞體PLC控制系統(tǒng)7的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)電裝置6進(jìn)行控制，得到理論給定，依靠電氣回轉(zhuǎn)軸承5實(shí)現(xiàn)托盤(pán)旋轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中再通過(guò)退扭系統(tǒng)8對(duì)托盤(pán)速度進(jìn)行閉環(huán)徽調(diào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。本系統(tǒng)將多個(gè)托盤(pán)集中放置在絞體轉(zhuǎn)盤(pán)I上，即作為收線又作為放線，可減少一半托盤(pán)或龍門(mén)架數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多收多放，并降低成本；本發(fā)明只需配置三個(gè)托盤(pán)、排線臂11和牽引裝置，相當(dāng)于僅有一套收線、排線裝置9和三套放線、退扭裝置，就可實(shí)現(xiàn)大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜生產(chǎn)，同時(shí)也可在托盤(pán)上安裝5M放線架生產(chǎn)短長(zhǎng)度海纜，實(shí)現(xiàn)ー機(jī)多用，降低了投資成本。采用托盤(pán)實(shí)現(xiàn)收線工作過(guò)程如下立式絞體托盤(pán)I與上エ序護(hù)套機(jī)的同步聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)，上エ序單芯海纜通過(guò)護(hù)套擠出轉(zhuǎn)向牽引機(jī)、轉(zhuǎn)向支架、排線架、進(jìn)入8M托盤(pán)自動(dòng)排線。所述牽引機(jī)是安裝在護(hù)套擠出生產(chǎn)線高空平臺(tái)上的一臺(tái)牽引機(jī)，通過(guò)與護(hù)套機(jī)后牽引同步實(shí)現(xiàn)將電纜牽引至自動(dòng)排線架上，所述轉(zhuǎn)向支架主要由支架、過(guò)線棍輪形成一定角度進(jìn)入自動(dòng)排線架。所述自動(dòng)排線架主要由自動(dòng)排線裝置9構(gòu)成，其包括腳接頭、絲桿提升機(jī)構(gòu)、排線臂11和自動(dòng)排線轉(zhuǎn)向架，絲桿提升機(jī)構(gòu)通過(guò)腳接頭固定在移動(dòng)小車(chē)上，絲桿提升機(jī)構(gòu)的另一端固連排線臂11的一端，該排線臂11可在絲桿提升機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下上下移動(dòng)并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述排線臂11的另一端設(shè)置自動(dòng)排線轉(zhuǎn)向架；用于電纜輸送的牽引裝置也通過(guò)立柱固定在底座上。
8M托盤(pán)通過(guò)絞體轉(zhuǎn)盤(pán)I旋轉(zhuǎn)至排線臂11進(jìn)出的范圍內(nèi)，去除主動(dòng)式放線架，加裝托盤(pán)內(nèi)芯形成ー個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的托盤(pán)機(jī)構(gòu)，采用變頻電機(jī)控制托盤(pán)的收卷速度。托盤(pán)在以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托盤(pán)邊緣所處的圓環(huán)周長(zhǎng)最長(zhǎng)，而托盤(pán)中部上任一點(diǎn)所處圓環(huán)的周長(zhǎng)較短，因而托盤(pán)邊緣與托盤(pán)中部上任一點(diǎn)的線速度是不一樣的。在收線吋，電纜所處的位置必然不是始終處于托盤(pán)上ー個(gè)固定位置，因此電纜收線的線速度是不一致的，這就會(huì)存在不同步的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決采用位置傳感器對(duì)排線臂11的位置進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)。由于排線臂11的位置是與托盤(pán)上收線的電纜對(duì)應(yīng)的，即排線臂11處于托盤(pán)邊緣時(shí)，托盤(pán)上電纜也收至托盤(pán)邊緣；排線臂11處于托盤(pán)中部時(shí)，托盤(pán)上電纜也收至托盤(pán)中部。這樣我們便可以根據(jù)這一位置對(duì)應(yīng)的關(guān)系，采用檢測(cè)排線臂11的位置來(lái)檢測(cè)托盤(pán)上電纜收線位置，根據(jù)托盤(pán)上不同的收線位置來(lái)控制托盤(pán)的轉(zhuǎn)速，保持電纜保持恒定線速度收線。具體地，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。這樣不但圓滿解決了裝盤(pán)量和同步收線問(wèn)題，而且解決了上エ序至本エ序周轉(zhuǎn)。本發(fā)明采用托盤(pán)收線，能最大限度減少海纜接頭數(shù)量，滿足大長(zhǎng)度海纜生產(chǎn)。如單芯IlOkV海纜單根無(wú)接頭長(zhǎng)度超過(guò)50km，單芯220kV海纜至少達(dá)到35km。采用托盤(pán)立式放線工作過(guò)程如下無(wú)論是臥式或立式單芯電纜在成纜過(guò)程中必須完成不同程度的退扭，才能達(dá)到減少電纜本身的應(yīng)力。托盤(pán)放線由于電纜是平放在平面上，在回轉(zhuǎn)退扭的同時(shí)由于本身電纜的扭カ存在，單依靠轉(zhuǎn)盤(pán)跟隨退扭是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到電纜要求的。本發(fā)明在傳統(tǒng)的退扭前提下新增了變頻電機(jī)4和退扭系統(tǒng)8，包括機(jī)械退扭和電氣退扭。機(jī)械退扭主要原理是托盤(pán)跟隨絞體轉(zhuǎn)盤(pán)I轉(zhuǎn)動(dòng)，絞體轉(zhuǎn)盤(pán)I回轉(zhuǎn)ー圈托盤(pán)回轉(zhuǎn)ー圏。具體為通過(guò)絞體轉(zhuǎn)盤(pán)I轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪傳至托盤(pán)，托盤(pán)依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承3進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)一圈托盤(pán)回轉(zhuǎn)ー圈的目的。電氣退扭主要是在機(jī)械退扭的同時(shí)依靠退扭系統(tǒng)8對(duì)電纜進(jìn)行在線檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)的退扭率數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過(guò)比較得出實(shí)際退扭率，再根據(jù)計(jì)算得出偏差值對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)閉環(huán)調(diào)整，從而克服托盤(pán)放線過(guò)程中電纜自身扭カ的射放。退扭率的計(jì)算公式為K%= (S1/S2)X 100%，其中SI為退扭速度，S2為懸臂弓的轉(zhuǎn)速。絞合后，線芯導(dǎo)體的節(jié)距除以絞合前線芯導(dǎo)體的節(jié)距，然后乘以百分之百就是退扭率。因此，退扭率的檢測(cè)是本領(lǐng)域的常識(shí)，本發(fā)明中不再贅述。本發(fā)明的裝置解決了現(xiàn)有技術(shù) 設(shè)計(jì)不合理、電氣化程度低，一次生產(chǎn)單根無(wú)接頭長(zhǎng)度短、占地空間大等技術(shù)問(wèn)題。立式絞體托盤(pán)可根據(jù)操作人員退扭設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)跟蹤與在線調(diào)整。完全消除因沒(méi)有退扭造成產(chǎn)生的電纜應(yīng)力集中現(xiàn)象。上述實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，包括絞體轉(zhuǎn)盤(pán)(I)和絞體轉(zhuǎn)盤(pán)(I)上的托盤(pán)，所述絞體轉(zhuǎn)盤(pán)(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)齒輪傳動(dòng)至托盤(pán)，托盤(pán)依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承(3)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于所述成纜機(jī)還包括變頻電機(jī)(4)、PLC控制系統(tǒng)和退扭系統(tǒng)(8), PLC控制系統(tǒng)控制變頻電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)托盤(pán)旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)(8)設(shè)置在托盤(pán)上方，其對(duì)電纜的退扭率進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)與設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過(guò)比較得出實(shí)際退扭率，再通過(guò)計(jì)算得出偏差值從而對(duì)變頻電機(jī)(4)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述成纜機(jī)還包括排線裝置(9)和位置傳感器，所述排線裝置(9)包括絲桿提升機(jī)構(gòu)和排線臂(11)，絲桿提升機(jī)構(gòu)的一端固定在移動(dòng)小車(chē)上，絲桿提升機(jī)構(gòu)的另一端連接排線臂(11 )，所述排線臂(11)可在絲桿提升機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下進(jìn)行上下移動(dòng)，其并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述位置傳感器對(duì)排線臂(11)的不同位置進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)變頻電機(jī)(4)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述托盤(pán)為三個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述托盤(pán)的外徑為Sm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述PLC控制系統(tǒng)為聯(lián)動(dòng)主PLC控制系統(tǒng)(10)或單動(dòng)絞體PLC控制系統(tǒng)(7)，其通過(guò)導(dǎo)電裝置(6)對(duì)變頻電機(jī)(4)進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，包括絞體轉(zhuǎn)盤(pán)和絞體轉(zhuǎn)盤(pán)上的托盤(pán)的機(jī)械退扭裝置，所述絞體轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)齒輪傳動(dòng)至托盤(pán)，托盤(pán)依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述成纜機(jī)還包括變頻電機(jī)、PLC控制系統(tǒng)和退扭系統(tǒng)的電氣退扭裝置，PLC控制系統(tǒng)控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤(pán)旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)設(shè)置在托盤(pán)上方，其對(duì)電纜進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)與設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過(guò)比較得出實(shí)際退扭率，再通過(guò)計(jì)算得出偏差值從而對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整，本發(fā)明通過(guò)機(jī)械退扭和電氣退扭對(duì)每個(gè)托盤(pán)退扭裝置實(shí)現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。
文檔編號(hào)H01B13/02GK102831980SQ20121031922
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者錢(qián)志康, 馮華強(qiáng), 周厚強(qiáng) 申請(qǐng)人:江蘇亨通高壓電纜有限公司