專利名稱：一種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成纜機，特別是一種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機。
背景技術(shù)：
如授權(quán)公告號CN201946388U的中國專利所述，目前海底電纜生產(chǎn)廠家所用的立式成纜機的放線盤數(shù)量一般為六盤，最多可實現(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放線，芯線裝于線盤中，線盤I置于放線架上，放線架固定于小退扭托盤上；另有三根較大芯線采用托盤式放線，直接將芯線堆放于退扭托盤上，此種托盤式放線被稱為單托盤式被動放線。所有退扭托盤均支承于絞合轉(zhuǎn)盤上。運轉(zhuǎn)過程中，通過絞合轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)芯線絞合動作，退扭托盤通過退扭傳動系統(tǒng)驅(qū)動轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)芯線絞合時的退扭 動作。此種單托盤式被動放線的結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)前，將芯線從退扭托盤上方垂直往下放，讓芯線盤繞堆放在退扭托盤上，芯線在托盤上每堆放ー圈將發(fā)生自扭轉(zhuǎn)180° ;在生產(chǎn)過程中，芯線被向上拎起，在托盤上每拎起ー圈，芯線將反向自扭轉(zhuǎn)180 °。上述過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上，單靠退扭托盤的轉(zhuǎn)動帶動芯線轉(zhuǎn)動實現(xiàn)退扭動作，無法保證成纜絞合一個節(jié)距同時芯線退扭360°。為此，該專利提供了一種成纜機，該成纜機的放線托盤通過中心支座設(shè)有退扭托盤，這樣退扭動作和放線動作被分解在兩個托盤上實現(xiàn)，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(chǎn)生的自身扭力，不能夠充分退扭，而且其也無法避免設(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)問題是提供一種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，該成纜機實現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，包括絞體轉(zhuǎn)盤和絞體轉(zhuǎn)盤上的托盤，所述絞體轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動通過齒輪傳動至托盤，托盤依靠機械回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)動，此為機械退扭；所述成纜機包括變頻電機、PLC控制系統(tǒng)和退扭系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制變頻電機驅(qū)動托盤旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)設(shè)置在托盤上方，其對電纜的退扭率進(jìn)行檢測，檢測的數(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(jìn)行閉環(huán)調(diào)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桿提升機構(gòu)和排線臂，絲桿提升機構(gòu)的一端固定在移動小車上，絲桿提升機構(gòu)的另一端連接排線臂，所述排線臂可在絲桿提升機構(gòu)帶動下進(jìn)行上下移動，其并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述位置傳感器對排線臂的位置進(jìn)行檢測，檢測的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)，針對排線臂所處位置在托盤上對應(yīng)點處于不同周長的圓環(huán)上，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)對變頻電機進(jìn)行控制，實現(xiàn)對托盤轉(zhuǎn)動速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。所述托盤為三個；每個托盤的外徑為Sm。所述PLC控制系統(tǒng)為聯(lián)動主PLC控制系統(tǒng)或單動絞體PLC控制系統(tǒng)，其通過導(dǎo)電裝置對變頻電機進(jìn)行控制。本發(fā)明的優(yōu)點為I、本發(fā)明安裝有電氣閉環(huán)自動控制裝置，通過每個托盤退扭裝置實現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。2、本發(fā)明配置機械退扭與電氣退扭雙系統(tǒng),在一方發(fā)生故障時最大程度確保電纜不受其影響。 3、采用托盤收放線，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(chǎn)生的電纜應(yīng)力集中。4、本發(fā)明采用托盤原理，且托盤外徑設(shè)置為Sm，能最大限度減少海纜接頭數(shù)量，滿足大長度海纜生產(chǎn)，如可生產(chǎn)單芯IlOkV海纜，單根無接頭長度超過50km，單芯220kV海纜至少達(dá)到35km。5、將三個托盤圍繞轉(zhuǎn)盤進(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)，實現(xiàn)一機多用并降低投資成本。6、本發(fā)明可通過PROFIBUS DP通信實現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定，無需進(jìn)入轉(zhuǎn)盤內(nèi)進(jìn)行設(shè)定，保障作業(yè)人員的安全，同時利用總線減少數(shù)據(jù)的衰減，達(dá)到信號的快速響應(yīng)。7、本發(fā)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(dǎo)電裝置，確保人員、電纜、設(shè)備的安全。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。附圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如附圖所示，本發(fā)明的大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機包括托盤傳動電機2、機械回轉(zhuǎn)軸承3、變頻電機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。所述托盤傳動電機2通過絞體轉(zhuǎn)盤I上傘型齒輪、直齒輪傳動至大型8m托盤，再通過機械回轉(zhuǎn)軸承5使托盤旋轉(zhuǎn)。托盤變頻電機4根據(jù)聯(lián)動主PLC控制系統(tǒng)10或單動絞體PLC控制系統(tǒng)7的信號通過導(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實現(xiàn)托盤旋轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)過程中再通過退扭系統(tǒng)8對托盤速度進(jìn)行閉環(huán)徽調(diào)，實現(xiàn)自動化控制。本系統(tǒng)將多個托盤集中放置在絞體轉(zhuǎn)盤I上，即作為收線又作為放線，可減少一半托盤或龍門架數(shù)量，實現(xiàn)多收多放，并降低成本；本發(fā)明只需配置三個托盤、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，就可實現(xiàn)大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜生產(chǎn)，同時也可在托盤上安裝5M放線架生產(chǎn)短長度海纜，實現(xiàn)ー機多用，降低了投資成本。采用托盤實現(xiàn)收線工作過程如下立式絞體托盤I與上エ序護套機的同步聯(lián)動生產(chǎn)，上エ序單芯海纜通過護套擠出轉(zhuǎn)向牽引機、轉(zhuǎn)向支架、排線架、進(jìn)入8M托盤自動排線。所述牽引機是安裝在護套擠出生產(chǎn)線高空平臺上的一臺牽引機，通過與護套機后牽引同步實現(xiàn)將電纜牽引至自動排線架上，所述轉(zhuǎn)向支架主要由支架、過線棍輪形成一定角度進(jìn)入自動排線架。所述自動排線架主要由自動排線裝置9構(gòu)成，其包括腳接頭、絲桿提升機構(gòu)、排線臂11和自動排線轉(zhuǎn)向架，絲桿提升機構(gòu)通過腳接頭固定在移動小車上，絲桿提升機構(gòu)的另一端固連排線臂11的一端，該排線臂11可在絲桿提升機構(gòu)的帶動下上下移動并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述排線臂11的另一端設(shè)置自動排線轉(zhuǎn)向架；用于電纜輸送的牽引裝置也通過立柱固定在底座上。
8M托盤通過絞體轉(zhuǎn)盤I旋轉(zhuǎn)至排線臂11進(jìn)出的范圍內(nèi)，去除主動式放線架，加裝托盤內(nèi)芯形成ー個可轉(zhuǎn)動的托盤機構(gòu)，采用變頻電機控制托盤的收卷速度。托盤在以恒定速度轉(zhuǎn)動時，托盤邊緣所處的圓環(huán)周長最長，而托盤中部上任一點所處圓環(huán)的周長較短，因而托盤邊緣與托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于托盤上ー個固定位置，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(fā)明通過以下技術(shù)方案解決采用位置傳感器對排線臂11的位置進(jìn)行檢測，檢測的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)。由于排線臂11的位置是與托盤上收線的電纜對應(yīng)的，即排線臂11處于托盤邊緣時，托盤上電纜也收至托盤邊緣；排線臂11處于托盤中部時，托盤上電纜也收至托盤中部。這樣我們便可以根據(jù)這一位置對應(yīng)的關(guān)系，采用檢測排線臂11的位置來檢測托盤上電纜收線位置，根據(jù)托盤上不同的收線位置來控制托盤的轉(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)檢測的數(shù)據(jù)對變頻電機進(jìn)行控制，實現(xiàn)對托盤轉(zhuǎn)動速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。這樣不但圓滿解決了裝盤量和同步收線問題，而且解決了上エ序至本エ序周轉(zhuǎn)。本發(fā)明采用托盤收線，能最大限度減少海纜接頭數(shù)量，滿足大長度海纜生產(chǎn)。如單芯IlOkV海纜單根無接頭長度超過50km，單芯220kV海纜至少達(dá)到35km。采用托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(dá)到減少電纜本身的應(yīng)力。托盤放線由于電纜是平放在平面上，在回轉(zhuǎn)退扭的同時由于本身電纜的扭カ存在，單依靠轉(zhuǎn)盤跟隨退扭是遠(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4和退扭系統(tǒng)8，包括機械退扭和電氣退扭。機械退扭主要原理是托盤跟隨絞體轉(zhuǎn)盤I轉(zhuǎn)動，絞體轉(zhuǎn)盤I回轉(zhuǎn)ー圈托盤回轉(zhuǎn)ー圏。具體為通過絞體轉(zhuǎn)盤I轉(zhuǎn)動齒輪傳至托盤，托盤依靠機械回轉(zhuǎn)軸承3進(jìn)行轉(zhuǎn)動，達(dá)到轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)一圈托盤回轉(zhuǎn)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(tǒng)8對電纜進(jìn)行在線檢測，通過檢測的退扭率數(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，通過比較得出實際退扭率，再根據(jù)計算得出偏差值對變頻電機進(jìn)行傳動閉環(huán)調(diào)整，從而克服托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(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，退扭率的檢測是本領(lǐng)域的常識，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)計不合理、電氣化程度低，一次生產(chǎn)單根無接頭長度短、占地空間大等技術(shù)問題。立式絞體托盤可根據(jù)操作人員退扭設(shè)定值進(jìn)行自動跟蹤與在線調(diào)整。完全消除因沒有退扭造成產(chǎn)生的電纜應(yīng)力集中現(xiàn)象。上述實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)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，包括絞體轉(zhuǎn)盤(I)和絞體轉(zhuǎn)盤(I)上的托盤，所述絞體轉(zhuǎn)盤(I)的轉(zhuǎn)動通過齒輪傳動至托盤，托盤依靠機械回轉(zhuǎn)軸承(3)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，其特征在于所述成纜機還包括變頻電機(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(4)驅(qū)動托盤旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)(8)設(shè)置在托盤上方，其對電纜的退扭率進(jìn)行檢測，檢測的數(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(jìn)行閉環(huán)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，其特征在于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)包括絲桿提升機構(gòu)和排線臂(11)，絲桿提升機構(gòu)的一端固定在移動小車上，絲桿提升機構(gòu)的另一端連接排線臂(11 )，所述排線臂(11)可在絲桿提升機構(gòu)帶動下進(jìn)行上下移動，其并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述位置傳感器對排線臂(11)的不同位置進(jìn)行檢測，檢測的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)對變頻電機(4)進(jìn)行控制，實現(xiàn)對托盤轉(zhuǎn)動速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，其特征在于所述托盤為三個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，其特征在于所述托盤的外徑為Sm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，其特征在于所述PLC控制系統(tǒng)為聯(lián)動主PLC控制系統(tǒng)(10)或單動絞體PLC控制系統(tǒng)(7)，其通過導(dǎo)電裝置(6)對變頻電機(4)進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大長度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機，包括絞體轉(zhuǎn)盤和絞體轉(zhuǎn)盤上的托盤的機械退扭裝置，所述絞體轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動通過齒輪傳動至托盤，托盤依靠機械回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)動，所述成纜機還包括變頻電機、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)控制變頻電機驅(qū)動托盤旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)設(shè)置在托盤上方，其對電纜進(jìn)行檢測，檢測的數(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(jìn)行閉環(huán)調(diào)整，本發(fā)明通過機械退扭和電氣退扭對每個托盤退扭裝置實現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)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