屏蔽绕包机的设计与应用

的表面近传动部分的一侧倾斜地安装一个只可在轴向移动
少许、不与牵引轮有相对的径向移动并与轮的间隙为 A=
5mm 带槽的推线环，与轴芯的夹角是上大下小，在水平的
两侧槽处用轴承限制其轴向移动，在上端槽处采用轴承拉
着推线环，使其形成一个夹角，牵引轮旋转时夹角的方向
和大小是恒定的。当电缆的第一圈在牵引轮的上端时，有
=600（r / min）
④选用齿链式无级调速箱 [l] P2L (卧 4)，变速比为 3I
l， 功 率 为 3kW， 输 出 最 小 扭 矩 为 l7N·m， 进 行 校 核 。 由
于牵引轮阻力矩为 2500N·m，则所需变速箱输出扭矩为：
T= 2500 32
> 20 l00
=l5.625 （
N·m） <l7N·m，
4 应用效果
调速屏蔽绕包机起动、运转平稳，包带的预置角度使 结构简单，工作稳定。合理的张力设计，不但能用尽每饼 云母带，而且使几年来积聚的残余云母带尾全部用尽于生 产。采用无级变速箱，使绕包的重叠率达到最佳，节省铜 带、云母带等原材料。从 l999 年 ll 月 投 入 使 用 至 今 ， 已 经生产了多于 400km 的电缆，而且非常顺利，噪音低，使 用方便，从未出现过任何故障 [4]。
带因惯性的作用造成不稳定的因素发生。因为张力的合理 性，在生产耐火电缆绕包云母带时，在调速装置的配合 下，有效地防止了云母带在用剩一半左右时内部起褶，充 分利用了材料，收到了良好的效果。
（4）铜带绕包头的设计 根据设计要求，铜带厚 S=0.lmm，每饼铜带绕包电缆 长 不 少 于 250m， 电 缆 最 大 直 径 取 巾l5mm， 则 周 长 C = l57!47.l（mm）， 铜 带 与 PVC 带 宽 度 比 为 2:3， 而 PVC 带 规 格 宽 30mm， 铜 带 宽 20mm， 重 叠 率 按 工 艺 要 求 取 l5%， 故 每 包 一 圈 铜 带 所 覆 盖 的 长 度 是 20>（l-l5%） = l7mm，设每饼铜带长为 x，则 x= 47.l>250 !693（m）
根 据 设 计 要 求 ， 铜 带 与 PVC 带 宽 度 比 为 lIl.5， 则 铜
带与 PVC 带转速比为 l.5Il=3I2，通过一对齿轮 Z=33 和 Z=
22 得到，同时实现反向绕包。
V
min=200>
33 22
> 25 75
=l00（r / min）
V
max=l200>
33 22
> 25 75
厚 6=0.1mm，每饼铜带可绕包最小长度 250m 电缆。
3 设计过程
设计的关键是绕包转速与绕包的线速度在一定范围内
可调，以满足工艺绕包重叠率的要求。因为无级变速箱既
简单又比旧式挂挡屏蔽机节省原材料，再考虑到起动要求
平稳，故采用调速电机加无级变速箱的基本结构。
（1）传动过程参数的计算选取
传动系统的方案如图 1 所示。绕包的重叠率通过无级
变速箱 P2L 调节来保证。
T传动比的确定
!1=2Z1， 取
"1 "2
=
35 75
(考虑无级变速箱的输入速度及带
收 稿 日 期 ：2001— 06— 11
图 1 主传动系统图
轮直径大小)
!2= ! 3
Z
!3 3
(采用无级变速箱 P2L)
!3=1Z32 (采用 Wd182-32-H蜗轮减速箱)
!4=5，
足够的空间位置容纳，当牵引轮带着电缆同步转至下端
时，由于夹角的作用，推线环逐渐地把电缆挤开。
（3） 包带绕包头的设计
包 带 绕 包 头 采 用 对 称 式 放 置 预 置 45 角 度 绕 包 方 式 ，
可 调 角 度 范 围 是 22.5 ， 底 盘 附 带 有 张 力 装 置 ， 防 止 PVC
取
"3 "4
= 20 100
牵 引 轮 采 用 巾900mm 外 径 ， 当 电 机 转 速 在 200r / min
时，牵引轮的最低线速度为
# min=200X
35 75
X
!3 3
X 1 X 20 X9007!952（mm / 32 100
min）!0.95m / min
当电机转速在 1200r / min 时
机电工程技术 2002 年第 31 卷第 1 期
研究与开发
屏蔽绕包机的设计与应用
黄云天
（佛山市中宝电缆厂，广东佛山 528031）
摘要：针对生产 7 芯及以下的屏蔽控缆出现的问题，提出了研制小型屏蔽绕包机的解决方案。详细论述了屏蔽绕包机的 工作原理、结构及其具体设计过程，并对其特点及使用效果做了说明。 关键词：无级调速；同步；可调角；张力 中图分类号：TM205 文献标识码：B 文章编号：1009-9492 (2002) 01-0029-02
屏蔽包带绕包机完善了设备的配套，投入少，生产率 较 高 ， 仅 需 l 人 操 作 （在 其 它 机 台 绕 包 需 2 人 操 作 ）， 节 省了人力物力。 参考文献： [l] 机械设计手册联合编写组. 机 械 设 计 手 册 [M] . 北 京 ： 化 学
工 业 出 版 社 ，l982. [2] 机械 工 程 手 册 、 电 机 工 程 手 册 编 辑 委 员 会. 机 械 工 程 师 手 册
l7 取 带 盘 巾320mm， 带 芯 直 径 巾l00mm， 则 每 饼 铜 带 可 绕圈数 n=ll00，每饼铜带可绕总长 L=659.4>ll00!725(m)> 693m，故带盘 巾320mm，带芯 巾l00mm 符合设计要求。 同样，铜带绕包头对铜带必须带有张力，更换铜带时 要把旧的带芯取出，带芯应带缺口，且利用该缺口作为铜 带张力的一个要素。为保证铜带保持平直不发生皱褶，出 口的导向棒具有 3 个自由度：l 个轴向，2 个旋转。即可 调整角度以完全满足生产要求。 （5）张力的获取 张力采用固定弹性刹车皮与底转盘的相对运动的摩擦 而获得，通过调节螺丝可调节刹车皮对刹车毂的抱紧程度 进而取得张力的大小。
费。
2 设计要求
（1） 最 大 线 径 ： 巾15mm；
（2）线速度：1~15m / min；
（3）包带转速：66.7~400r / min；
（4） 牵 引 力 矩 ： 2500N·m；
（5）每个绕包头的扭力矩：42 N·m；
（6） 铜 带 与 PVC 带 反 向 绕 包 ， 宽 度 比 为 1Z1.5， 铜 带
# min =1200 X
35 75
X !3
X1 32
X 20 100
X9007 !17140
（mm / min）!17m / min
②包带转速
#
min=200X
25 75
=
200 3
（r / min）
#
max=1200X
25 75
=400（r / min）
③铜带转速
29
研究与开发
机电工程技术 2002 年第 3l 卷第 l 期
Yl60M4CT 三 相 异 步 电 动 机,l460r / min)， 通 过 电 磁 调 速 器
调速，使之起动平稳，并可以实现电机无级调速。
（2）牵引轮的设计
牵引轮采用单轮牵引，耗材少，结构简单，占地少。
但是，单牵引轮必须防止牵引电缆时发生线踏线，故牵引
轮应自带推线器，以解决线踏线的问题。其原理是牵引轮
1 前言
市场上对 7 芯及以下的屏蔽控缆的需求较大，但在屏
蔽控缆生产的成缆绕包和屏蔽工序中存在瓶颈，五十四盘
笼绞机绕包 PVC 带，其速度太低而难以按时交货，且下道
屏蔽工序在屏蔽机占用时间过多，影响了主导产品交联电
缆的屏蔽生产。为了解决这个矛盾，充分挖潜，在不增加
工序的情况下，利用现有设备管绞机的速度高，具有退扭
满足设
计要求。
⑤传动带的选取
采用 H 型同步齿形带 [2] 传动，以达到线芯的 牵 引 与
绕 包 同 步 的 要 求 。 模 数 取 m=4mm， 宽 取 J=38.lmm， 根 据
上述参数选择变速箱。
当电机转速达到 l200min，带轮直径 D=l2.5>75 / 7!
300（mm）=0.3m，带速 V =0.3>l200 / 60=6 (m / S)，并根据
[M] . 北京：机械工业出版社，l998. [3] 吴 宗 泽. 机 械 设 计 实 用 手 册 [M] . 北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ，
l999. [4] 曾 岸 ， 成 国 真 ， 何 文 杰. 滚 压 自 动 翻 转 机 的 研 制 [J] . 机 械
开发，l998， （4）：40~4l. — —— —— —— —— —— —— —— —— — — 作者简介：黄云天，男，l958 年生，广东中山人，大学本科，工 程师。研究领域：设备管理。已发表论文 l 篇。
手册标准 P0=0.l4l06kW / mm，则 P= P0·b=0.l4l06>38.l!5.37 (kW) >3kW， 故 模 数 和
带宽合适。
⑤滑差电机的选取 [3]
每 个 绕 包 头 阻 力 矩 为 42 N·m， 最 大 转 速 为 400r /
min， 则 所 需 功 率 为 ：P=42>400 / 9550!l.76（kW）， 取 传
特性，且其任务不足的特点来生产这种电缆。所以需要一
台小型屏蔽绕包机来配合完成屏蔽绕包任务，而市场上没
有这一规格的产品。为此，决定投入少量资金，自己研
制，在短时间内设计、制造、安装、调试好一台小型的调
速屏蔽机，解决了生产所需。同时，这样改进的效果还避
免了在笼绞上生产耐火电缆绕包云母带时，因无调速装置
而高速起动，把云母带抽紧，使其打褶断裂而造成的浪
30
动 损 耗 系 数 为 0.85， 电 机 输 出 轴 端 所 需 功 率 为 ：Pr=l.76 / 0.85!2.l （kW）
取 传 动 损 耗 系 数 为 0.95， 则 牵 引 部 分 所 耗 电 机 功 率
为：Pg=3 / 0.95=3.l6（kW）。 电机总功率为： 3Pr +Pg=3>2.l+3.lБайду номын сангаас=9.46（kW） 故 选 取 电 机 功 率 为 llkW， 型 号 为 YCT225 -4A ( 配