СПОСОБ SZ - СКРУТКИ Российский патент 1995 года по МПК H01B13/02 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для скрутки способом SZ кабельных изделий.

Известно несколько способом изготовления скрученных изделий методом SZ скрутки, в том числе кабелей связи, силовых и контрольных кабелей [1].

Одним из распространенных способов SZ скрутки жил является скрутка нескольких жил, сведенных в пучок, который схватывают в двух точках, расположенных на некотором расстоянии между ними, и путем силового воздействия в двух других точках осуществляют скрутку [2]. Формирование скрученного пучка осуществляют при однонаправленном движении жил с постоянной скоростью.

Жилы на участке между первой точкой скручивания и точкой приложения первого вращающего момента скручиваются вокруг продольной оси с постоянной угловой скоростью в левом направлении типа S. На участке между второй точкой скручивания и второй точкой приложения второго вращающего момента жилы скручиваются в правом направлении типа Z. Расстояние между первой точкой скручивания и точкой приложения второго вращающего момента является накопителем. В момент, когда скрученный пучок заполнит емкость накопителя, осуществляют снятие воздействия обоих вращающих моментов до тех пор, пока скрученный пучок освободит накопитель, в это же время накопитель заполняется нескрученными жилами. Длина переходного участка между направлением скрутки S и направлением скрутки Z является функцией скорости перемещения жил и инерционностью механизмов, осуществляющих вращение пучка.

Основным недостатком вышеуказанного способа является большая длина переходного участка между направлением скрутки типа S и направлением скрутки Z. На переходном участке пучок имеет растянутый и хаотичный шаг скрутки. Длина переходного отрезка является ограничивающим фактором при увеличении линейной скорости перемещения жил.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ SZ скрутки, включающий периодичность воздействия вращающих моментов на скрутку жил либо периодическое изменение направления воздействия крутящих моментов [3].

Этот способ выбран в качестве прототипа. Основным недостатком данного способа является большая длина переходного участка, вследствие чего снижаются механические и электрические характеристики изделия. Длинный переходной участок представляет определенную трудность при проведении монтажных и ремонтных операций потребителем.

Задача состоит в разработке технологии SZ скрутки, позволяющей получить скрученную заготовку (пару, тройку, четверку и большее количество жил) с короткими переходными участками, а также в повышении производительности.

Поставленная задача решается при скрутке пучка, когда перед второй скручивающей точкой устанавливается дополнительная точка зажима пучка, которая при снятии первого вращающего момента становится скручивающей точкой.

На фиг.1, 2 показана схема осуществления предлагаемого способа SZ скрутки.

С нескольких стационарно установленных отдающих узлов 1 отдаются жилы 2, которые группируются в пучок и схватываются в двух скручивающих точках a и e, в других точках b и d, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, к пучку прикладывают в плоскости поперечного сечения вращающие моменты, которые вращают жилы вокруг их продольной оси с частотой n_i.

Первая точка скручивания a располагается перед первым вращающим моментом М₁, вторая скручивающая точка e располагается после второго скручивающего момента М₂, дополнительная точка скручивания c располагается перед вторым вращающим моментом М₂. При снятии воздействия первого вращающего момента в точке b дополнительная точка c становится скручивающей, а при одновременном однонаправленном воздействии первого и второго вращающих моментов дополнительная точка c становится направляющей.

Расстояние между первой точкой скручивания a и дополнительной точкой скручивания c является частью накопителя с емкостью L_н.

Изготовление скрученного пучка осуществляется при взаимодействии вращающих моментов и перемещении пучка с постоянной скоростью v = const. В процессе изготовления скрученного пучка в течение первого периода времени Т₁ = L_н/v происходит скрутка жил на участке a-b в направлении S, а на участке d-e в противоположном направлении Z. На участке a-b пучок скручен с шагом h = и получают число положительных круток на единицу длины K₁= = , где h - шаг скрутки; n_i - частота вращения жил вокруг их общей оси скрутки в точке приложения вращающего момента; К - число круток на единицу длины.

В течение первого периода Т₁ скрученный пучок с числом круток К_н1поступает в накопитель и заполняет его емкость. Когда головная часть скрученного пучка достигнет точки c производят снятие первого вращающего момента. В этот момент времени дополнительная точка c становится скручивающей (фиг.2).

В течение второго периода Т₂ = Т₁ при дальнейшем продвижении пучка на участке с-d длиной Δ L происходит дополнительная скрутка пучка в том же направлении S. На этом отрезке число круток определяется алгебраической суммой количества круток, поступающих из накопителя и вновь создаваемых, т.е. на отрезке c-d число круток на единицу длины равно К_c-d = 2n_I^I/v. Поступающий скрученный пучок с этим числом круток на участке d-e частично раскручивается и после скручивающей точки е итоговое количество круток на единицу длины К_и равно алгебраической сумме, определяемой следующим соотношением:
K_и = (2n₁¹ - n¹₁)/v = n₁¹/v.

Пучок, выходящий из точки e, скручен в направлении S.

В течение периода Т₂ скрученная заготовка освобождает, а нескрученные жилы заполняют накопитель.

Таким образом, в течение цикла, равного двум периодам, происходит скрутка пучка вначале в направлении Z, а затем в направлении S. Так как направление приложения второго вращающего момента в точке d остается постоянным, переходной участок между направлением S и Z минимален.

В простейшем случае точка скручивания а осуществляется в виде калибра 3, точка скручивания e - в виде калибра 6, дополнительная точка скручивания c - в виде калибра 7. Приложение вращающих моментов М₁ и М₂к пучку в точках b и e осуществляется, например, крутильными головками 4 и 5, которые вращают жилы вокруг их общей оси с частотой вращения n¹ и n² соответственно. Вибрация жил ограничивается втулками 8, перемещение жил осуществляется тяговым устройством 9 (фиг.1).

Ниже приведены конкретные примеры реализации данного способа скрутки, позволяющие получить как минимальный переходной отрезок между направлением скрутки S и Z, так и возможность увеличить линейную скорость изготовления.

П р и м е р 1. Изготовление скручиваемого пучка осуществляется при продвижении жил с постоянной скоростью и включает следующие технологические операции:
1 операция. Производят заправку нескольких жил от отдающих устройств через калибр 3, крутильную головку 4, дополнительный калибр 7, крутильную головку 5, калибр 6, тяговое устройство 9 и далее на приемный барабан (фиг. 1). Затем осуществляют перемещение жид с постоянной скоростью v = const с одновременным приложением к пучку жил в точках b и d однонаправленных вращающих моментов М₁ и М₂. Вращающие моменты осуществляют вращение крутильных головок с частотой n¹ и n². Операция длится до момента времени Т_н = L_н/v, когда головная часть скрученного пучка достигнет точки с, места установки дополнительного калибра 7.

2 операция. В точке b снимают воздействие первого вращающего момента, частота вращения первой крутильной головки n¹₂ = 0, дополнительный калибр 7 в точке c становится скручивающим.

В течение второго периода времени Т₂ = Т₁ скрученный пучок освобождает накопитель, а нескрученные жилы заполняют его, в течение этого периода при вращении головки 5 в том же направлении на участке c-d длиной ΔL_н происходит дополнительная скрутка скрученного пучка, а на участке d-е частичная раскрутка скрученного пучка. Затем операции 1 и 2 периодически повторяются.

На фиг.3 изображены результаты анализа операции примера 1, при котором в первом периоде Т₁:
v = 150 м/мин
n₁¹ = n¹₂ = 1500 1/мин во втором периоде Т₂:
v = 150 м/мин
n₂¹ = 0
n₂² = 1500 1/мин
На фиг.3 представлено:
а) частота вращения первой головки n₁¹;
б) частота вращения второй головки n¹₂;
в) число круток на единицу длины накопителя К_н;
г) итоговое число круток на единицу длины К_и.

Число круток на единицу длины выходного отрезка пучка в период Т₁равно К_иZ = = - n₁²/v = -1500/150 = - 10 1/м. Пучок скручен в направлении Z. Во втором периоде Т₂ выходной отрезок скрученного пучка в направлении S определяется соотношением:
K_иS = (n¹₁ + n²₁ - n²₁)/v =n₁¹/v = 10 1/м
Шаг скрутки пучка h = 1/К_и = 100 мм.

П р и м е р 2. 1 операция осуществляется аналогично операции 1 примера 1.

2 операция. В точке b снимают воздействие первого вращающего момента, частота вращения первой крутильной головки n₂¹ = 0, дополнительный калибр 7 в точке c становится скручивающим; одновременно ступенчато снижают частоту вращения второй крутильной головки, т.е. n²₂< n₁². В таком состоянии процесс длится до момента освобождения накопителя от скрученного пучка и заполнения его нескрученными параллельно двигающимися жилами (фиг.4).

Затем операции 1 и 2 периодически повторяются.

На фиг.5 представлены результаты анализа операции примера , при котором в первом периоде Т₁
v = 150 м/мин
n¹₁ = n²₁ = 3000 1/мин
во втором периоде Т₂
v = 150 м/мин
n²₁ = 0
n₂² = 1500 1/мин
На фиг.5 представлено:
а) частота вращения первой крутильной головки n₁¹;
б) частота вращения второй крутильной головки n₁²;
в) число круток на единицу длины накопителя К_н;
г) число круток на единицу длины выходного отрезка скрученного пучка Кн,
Итоговое число круток в направлении Z на единицу длины скрученного пучка в первый период Т₁ равно:
К_и = - n₁²/v = - 3000/150 = - 20 1/м.

Итоговое число круток скрученного пучка в направлении S на единицу длины равно:
К_иS = (n₁¹ + n₂²)/v = n₁¹/v = 3000/150 = =20 1/м.

Шаг скрутки пучка h = 1/v_uS = 50 мм.

Для получения конструктивного шага скрутки пучка, соответствующего примеру 1, т.е. h₁ = 100 мм, линейную скорость необходимо увеличить в два раза, т.е. скорость должна быть v = 300 м/мин.

Как видно из фиг.3 и 5, изготовление скрученного пучка осуществляется с минимальным переходным отрезком.

Вышеуказанное обусловлено тем, что на участке с-d ( Δ L_н) в момент перехода от одного периода скрутки к другому жилы становятся параллельными (при переходе от первого периода ко второму или имеют двойную скрутку при переходе от второго к первому).

Снижение ступенчатой частоты вращения второй головки (фиг.5) во втором периоде позволяет избежать чрезмерную укрутку пучка, в то же время осуществить скрутку жил, соответствующую способу двойной скрутки, что при тех же технических характеристиках позволяет повысить производительность в два раза.

Использование: изготовление кабельных изделий. Сущность изобретения: сведенные в пучок жилы располагают между отдатчиком и приемником и при перемещении с постоянной скоростью их зажимают в расположенных на некотором расстоянии друг от друга двух скручивающихся точках, прикладывают вращающийся момент в каждой из двух точках, расположенных между скручивающими точками, обеспечивая скрутку жил относительно их общей оси с одинаковой угловой скоростью, заполняют скрученными жилами часть расстояния между первой по ходу перемещения жил точкой скручивания и второй точкой приложения вращающегося момента, снимают вращающийся момент с первой точки на время, обеспечивающее прохождение скрученными жилами указанной части расстояния, при этом на концевом участке указанной части расстояния, обращенном ко второй точке приложения вращающегося момента, жилы зажимают, образуя дополнительную точку скручивания, и вращающийся момент с первой точки снимают одновременно с образованием этой дополнительной точки скручивания. Одновременно со снятием первого вращающегося момента ступенчатого можно уменьшить угловую скорость вращения жил в точке приложения второго вращающегося момента. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. СПОСОБ SZ-СКРУТКИ жил кабельных изделий, при котором сведенные в пучок жилы располагают между отдатчиком и приемником и при перемещении с постоянной скоростью их зажимают в расположенных на некотором расстоянии друг от друга двух скручивающих точках, прикладывают вращающий момент в каждой из двух точках, расположенных между скручивающими точками, оебспечивая скрутку жил относительно их общей оси с одинаковой угловой скоростью, заполняют скрученными жилами часть расстояния между первой по ходу перемещения жил точкой скручивания и второй точкой приложения вращающего момента, снимают вращающий момент с первой точки на время, обеспечивающее прохождение скрученными жилами указанной части расстояния, отличающийся тем, что на концевом участке указанной части расстояния, обращенном ко второй точке приложения вращающего момента, жилы зажимают, образуя дополнительную точку скручивания, и снимают вращающий момент с первой точки одновременно с образованием этой дополнительной точки скручивания. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно со снятием первого вращающего момента ступенчато уменьшают угловую скорость вращения жил в точке приложения второго вращающего момента.