一種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機的製作方法

2023-09-17 08:54:45

專利名稱：一種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種成纜機，特別是一種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機。
背景技術：
如授權公告號CN201946388U的中國專利所述，目前海底電纜生產廠家所用的立式成纜機的放線盤數量一般為六盤，最多可實現六根芯線有退扭絞合成纜。其中有三根較小芯線採用裝線盤放線，芯線裝於線盤中，線盤I置於放線架上，放線架固定於小退扭託盤上；另有三根較大芯線採用託盤式放線，直接將芯線堆放於退扭託盤上，此種託盤式放線被稱為單託盤式被動放線。所有退扭託盤均支承於絞合轉盤上。運轉過程中，通過絞合轉盤的轉動實現芯線絞合動作，退扭託盤通過退扭傳動系統驅動轉動，實現芯線絞合時的退扭 動作。此種單託盤式被動放線的結構，在生產前，將芯線從退扭託盤上方垂直往下放，讓芯線盤繞堆放在退扭託盤上，芯線在託盤上每堆放ー圈將發生自扭轉180° ;在生產過程中，芯線被向上拎起，在託盤上每拎起ー圈，芯線將反向自扭轉180 °。上述過程將使得芯線被反覆扭轉，極易使芯線受到損傷。另外，由於芯線是自由堆放在託盤上，單靠退扭託盤的轉動帶動芯線轉動實現退扭動作，無法保證成纜絞合一個節距同時芯線退扭360°。為此，該專利提供了一種成纜機，該成纜機的放線託盤通過中心支座設有退扭託盤，這樣退扭動作和放線動作被分解在兩個託盤上實現，保證了退扭絞合。但是，在機械退扭時，這種成纜機無法解決運動時產生的自身扭力，不能夠充分退扭，而且其也無法避免設備本身故障引起的扭カ損壞。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，該成纜機實現電纜成纜前的充分退扭。為了解決上述的技術問題，本發明的技術方案為一種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，包括絞體轉盤和絞體轉盤上的託盤，所述絞體轉盤的轉動通過齒輪傳動至託盤，託盤依靠機械迴轉軸承進行轉動，此為機械退扭；所述成纜機包括變頻電機、PLC控制系統和退扭系統，PLC控制系統控制變頻電機驅動託盤旋轉，所述退扭系統設置在託盤上方，其對電纜的退扭率進行檢測，檢測的數據反饋給PLC控制系統，PLC控制系統與設定的退扭率進行比較，通過比較得出實際退扭率，再通過計算得出偏差值從而對變頻電機進行閉環調整，此為電氣退扭。所述成纜機還包括排線裝置和位置傳感器，所述排線裝置包括絲杆提升機構和排線臂，絲杆提升機構的一端固定在移動小車上，絲杆提升機構的另一端連接排線臂，所述排線臂可在絲杆提升機構帶動下進行上下移動，其並且可在水平方向旋轉，所述位置傳感器對排線臂的位置進行檢測，檢測的數據傳遞給PLC控制系統，針對排線臂所處位置在託盤上對應點處於不同周長的圓環上，PLC控制系統根據檢測的數據對變頻電機進行控制，實現對託盤轉動速度的控制，使電纜保持恆定線速度收線。所述託盤為三個；每個託盤的外徑為Sm。所述PLC控制系統為聯動主PLC控制系統或單動絞體PLC控制系統，其通過導電裝置對變頻電機進行控制。本發明的優點為I、本發明安裝有電氣閉環自動控制裝置，通過每個託盤退扭裝置實現電纜成纜前的充分退扭。2、本發明配置機械退扭與電氣退扭雙系統,在一方發生故障時最大程度確保電纜不受其影響。 3、採用託盤收放線，且排線高度較高，排線整齊，避免交叉壓線，完全消除因沒有推扭造成產生的電纜應力集中。4、本發明採用託盤原理，且託盤外徑設置為Sm，能最大限度減少海纜接頭數量，滿足大長度海纜生產，如可生產單芯IlOkV海纜，單根無接頭長度超過50km，單芯220kV海纜至少達到35km。5、將三個託盤圍繞轉盤進行安裝，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，實現一機多用並降低投資成本。6、本發明可通過PROFIBUS DP通信實現遠程參數設定，無需進入轉盤內進行設定，保障作業人員的安全，同時利用總線減少數據的衰減，達到信號的快速響應。7、本發明配置專門的操作通道、樓梯、護欄、PP繩通道、過線輪、強電接地保護、導電裝置，確保人員、電纜、設備的安全。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進ー步詳細的說明。附圖為本發明結構示意圖。
具體實施例方式如附圖所示，本發明的大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機包括託盤傳動電機2、機械迴轉軸承3、變頻電機4、電氣迴轉軸承5、導電裝置6、絞體PLC系統7或主PLC控制系統10、退扭系統8、排線裝置9。所述託盤傳動電機2通過絞體轉盤I上傘型齒輪、直齒輪傳動至大型8m託盤，再通過機械迴轉軸承5使託盤旋轉。託盤變頻電機4根據聯動主PLC控制系統10或單動絞體PLC控制系統7的信號通過導電裝置6進行控制，得到理論給定，依靠電氣迴轉軸承5實現託盤旋轉。在生產過程中再通過退扭系統8對託盤速度進行閉環徽調，實現自動化控制。本系統將多個託盤集中放置在絞體轉盤I上，即作為收線又作為放線，可減少一半託盤或龍門架數量，實現多收多放，並降低成本；本發明只需配置三個託盤、排線臂11和牽引裝置，相當於僅有一套收線、排線裝置9和三套放線、退扭裝置，就可實現大長度、大截面高壓光電複合海纜生產，同時也可在託盤上安裝5M放線架生產短長度海纜，實現ー機多用，降低了投資成本。採用託盤實現收線工作過程如下立式絞體託盤I與上エ序護套機的同步聯動生產，上エ序單芯海纜通過護套擠出轉向牽引機、轉向支架、排線架、進入8M託盤自動排線。所述牽引機是安裝在護套擠出生產線高空平臺上的一臺牽引機，通過與護套機後牽引同步實現將電纜牽引至自動排線架上，所述轉向支架主要由支架、過線棍輪形成一定角度進入自動排線架。所述自動排線架主要由自動排線裝置9構成，其包括腳接頭、絲杆提升機構、排線臂11和自動排線轉向架，絲杆提升機構通過腳接頭固定在移動小車上，絲杆提升機構的另一端固連排線臂11的一端，該排線臂11可在絲杆提升機構的帶動下上下移動並且可在水平方向旋轉，所述排線臂11的另一端設置自動排線轉向架；用於電纜輸送的牽引裝置也通過立柱固定在底座上。
8M託盤通過絞體轉盤I旋轉至排線臂11進出的範圍內，去除主動式放線架，加裝託盤內芯形成ー個可轉動的託盤機構，採用變頻電機控制託盤的收卷速度。託盤在以恆定速度轉動時，託盤邊緣所處的圓環周長最長，而託盤中部上任一點所處圓環的周長較短，因而託盤邊緣與託盤中部上任一點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於託盤上ー個固定位置，因此電纜收線的線速度是不一致的，這就會存在不同步的問題。本發明通過以下技術方案解決採用位置傳感器對排線臂11的位置進行檢測，檢測的數據傳遞給PLC控制系統。由於排線臂11的位置是與託盤上收線的電纜對應的，即排線臂11處於託盤邊緣時，託盤上電纜也收至託盤邊緣；排線臂11處於託盤中部時，託盤上電纜也收至託盤中部。這樣我們便可以根據這一位置對應的關係，採用檢測排線臂11的位置來檢測託盤上電纜收線位置，根據託盤上不同的收線位置來控制託盤的轉速，保持電纜保持恆定線速度收線。具體地，PLC控制系統根據檢測的數據對變頻電機進行控制，實現對託盤轉動速度的控制，使電纜保持恆定線速度收線。這樣不但圓滿解決了裝盤量和同步收線問題，而且解決了上エ序至本エ序周轉。本發明採用託盤收線，能最大限度減少海纜接頭數量，滿足大長度海纜生產。如單芯IlOkV海纜單根無接頭長度超過50km，單芯220kV海纜至少達到35km。採用託盤立式放線工作過程如下無論是臥式或立式單芯電纜在成纜過程中必須完成不同程度的退扭，才能達到減少電纜本身的應力。託盤放線由於電纜是平放在平面上，在迴轉退扭的同時由於本身電纜的扭カ存在，單依靠轉盤跟隨退扭是遠遠達不到電纜要求的。本發明在傳統的退扭前提下新增了變頻電機4和退扭系統8，包括機械退扭和電氣退扭。機械退扭主要原理是託盤跟隨絞體轉盤I轉動，絞體轉盤I迴轉ー圈託盤迴轉ー圏。具體為通過絞體轉盤I轉動齒輪傳至託盤，託盤依靠機械迴轉軸承3進行轉動，達到轉盤迴轉一圈託盤迴轉ー圈的目的。電氣退扭主要是在機械退扭的同時依靠退扭系統8對電纜進行在線檢測，通過檢測的退扭率數據反饋給PLC控制系統，PLC控制系統根據設定的退扭率進行比較，通過比較得出實際退扭率，再根據計算得出偏差值對變頻電機進行傳動閉環調整，從而克服託盤放線過程中電纜自身扭カ的射放。退扭率的計算公式為K%= (S1/S2)X 100%，其中SI為退扭速度，S2為懸臂弓的轉速。絞合後，線芯導體的節距除以絞合前線芯導體的節距，然後乘以百分之百就是退扭率。因此，退扭率的檢測是本領域的常識，本發明中不再贅述。本發明的裝置解決了現有技術 設計不合理、電氣化程度低，一次生產單根無接頭長度短、佔地空間大等技術問題。立式絞體託盤可根據操作人員退扭設定值進行自動跟蹤與在線調整。完全消除因沒有退扭造成產生的電纜應力集中現象。上述實施例不以任何方式限制本發明，凡是採用等同替換或等效變換的方式獲得的技術方案均落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，包括絞體轉盤(I)和絞體轉盤(I)上的託盤，所述絞體轉盤(I)的轉動通過齒輪傳動至託盤，託盤依靠機械迴轉軸承(3)進行轉動，其特徵在於所述成纜機還包括變頻電機(4)、PLC控制系統和退扭系統(8), PLC控制系統控制變頻電機(4)驅動託盤旋轉，所述退扭系統(8)設置在託盤上方，其對電纜的退扭率進行檢測，檢測的數據反饋給PLC控制系統，PLC控制系統與設定的退扭率進行比較，通過比較得出實際退扭率，再通過計算得出偏差值從而對變頻電機(4)進行閉環調整。
2.根據權利要求I所述的ー種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，其特徵在於所述成纜機還包括排線裝置(9)和位置傳感器，所述排線裝置(9)包括絲杆提升機構和排線臂(11)，絲杆提升機構的一端固定在移動小車上，絲杆提升機構的另一端連接排線臂(11 )，所述排線臂(11)可在絲杆提升機構帶動下進行上下移動，其並且可在水平方向旋轉，所述位置傳感器對排線臂(11)的不同位置進行檢測，檢測的數據傳遞給PLC控制系統，PLC控制系統根據檢測的數據對變頻電機(4)進行控制，實現對託盤轉動速度的控制，使電纜保持恆定線速度收線。
3.根據權利要求I或2所述的ー種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，其特徵在於所述託盤為三個。
4.根據權利要求3所述的ー種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，其特徵在於所述託盤的外徑為Sm。
5.根據權利要求I或2所述的ー種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，其特徵在於所述PLC控制系統為聯動主PLC控制系統(10)或單動絞體PLC控制系統(7)，其通過導電裝置(6)對變頻電機(4)進行控制。
全文摘要
本發明公開了一種大長度、大截面高壓光電複合海纜立體絞體退扭成纜機，包括絞體轉盤和絞體轉盤上的託盤的機械退扭裝置，所述絞體轉盤的轉動通過齒輪傳動至託盤，託盤依靠機械迴轉軸承進行轉動，所述成纜機還包括變頻電機、PLC控制系統和退扭系統的電氣退扭裝置，PLC控制系統控制變頻電機驅動託盤旋轉，所述退扭系統設置在託盤上方，其對電纜進行檢測，檢測的數據反饋給PLC控制系統，PLC控制系統與設定的退扭率進行比較，通過比較得出實際退扭率，再通過計算得出偏差值從而對變頻電機進行閉環調整，本發明通過機械退扭和電氣退扭對每個託盤退扭裝置實現電纜成纜前的充分退扭。
文檔編號H01B13/02GK102831980SQ20121031922
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者錢志康, 馮華強, 周厚強 申請人:江蘇亨通高壓電纜有限公司