浅析电缆冷缩附件支撑管穿管机技术

浅析电缆冷缩附件支撑管穿管机技术

刘文斌

杭州矽能电力技术有限公司，浙江省杭州市310000

摘要：随着科技与工业生产不断发展，在航空、工程机械、农业机械、石化、轻工及交通运输等工业部门中，己广泛采用管材制造零件，因此管材加工在当代工业生产中占有十分重要的地位。在实际生产中，管材加工因形状、尺寸及使用场合不同，选择加工方法存在很大差异。本文主要围绕电缆冷缩附件支撑管穿管机进行技术探讨。

关键词：加工、冷凝、支撑管

引言

目前，支撑管一般都使用手工方式对支撑管逐个进行加工。支撑管在生产时，需要对一端进行烫接，并将另一端的塑料条牵引到被烫接的一端，再将冷收缩式电缆附件套接在支撑管上。在使用时，只需要将塑料条从被烫接的一端抽出，即可使支撑管解体，冷收缩式电缆附件自然收缩。在对塑料条进行牵引时，通常需要多拉出一段距离，然后对多余的塑料条进行裁剪，以使得塑料条的剩余部分刚好位于支撑管需要被烫接的一端。但是这种方式需要使用多种工具分别对支撑管进行穿管、裁剪和烫接，需要多人协作，加工效率较低，难以适应规模化生产的需求。

1、冷收缩式电缆附件概述

冷缩式电缆附件是利用弹性体材料（常用的有硅橡胶和乙丙橡胶）在工厂内注射硫化成型，再经扩径、衬以塑料螺旋支撑物构成各种电缆附件的部件。现场安装时，将这些预扩张件套在经过处理后的电缆末端或接头处，抽出内部支撑的塑料螺旋条（支撑物），压紧在电缆绝缘上而构成的电缆附件。因为它是在常温下靠弹性回缩力，而不是像热收缩电缆附件要用火加热收缩，故俗称冷收缩电缆附件。早期的冷收缩电缆终端头只是附加绝缘采用硅橡胶冷缩部件，电场处理仍采用应力锥型式或应力带绕包式。

2、电缆冷缩附件支撑管穿管机技术

因支撑管穿孔等一系列加工程序需要消耗大量的人力和时间，因此现研究出了电缆冷缩附件支撑管穿管机，其包括工作台和设置于工作台上的储料架，储料架上设置有用于储存待加工管的储料区，储料架上设置有限位件，限位件和储料架配合形成仅供单根待加工管通过的上料通道，上料通道向低处倾斜设置且较高的一端与出料区相连通，上料通道较低的一端连通有轮转通道，轮转通道内设置有若干个用于承接从上料通道落下的待加工管的转运位，工作台在轮转通道内设置有传料机构，传料机构驱动转运位围绕轮转通道的轴线转动，工作台在轮转通道的下方设置有用于固定转运位落出的待加工管的执行位，执行位的形状与待加工管的形状相适配，执行位的一侧设置有用于固定执行位中待加工管端部塑料条并往复穿入和穿出执行位的穿杆，执行位远离穿杆的一端设置有加工位，加工位上设置有用于裁断进入加工位的塑料条的剪断机构、以及用于烫接位于执行位内待加工管一端的烫接机构，执行位的下方设置有落料槽。

储料区用于存储多根待加工管，由于上料通道的开口仅能够供一根待加工管通过，因此避免了两根待加工管同时拥挤在上料通道中而无法正常通过的问题。由于上料通道向低处倾斜，因此上料通道中的待加工管能够在重力作用下自然滚落到轮转通道中的，实现待加工管的逐根转运。

转运位在轮转通道中轮转，按照一定间隔地与转运位对位，以承接上料通道中落出的待加工管，从而达到调整待加工管出料速度的目的。当转运位运动至轮转通道底端时，待加工管自然下落，落入执行位中并被固定，执行位的形状与待加工管的形状相适配，能够防止待加工管在执行位中发生晃动而影响加工精度的情况。

穿杆将加工管端部的塑料条夹持穿入执行位中的待加工管，直至塑料条穿过待加工管而达到加工位。剪断机构对进入加工位的塑料条进行裁剪，然后烫接机构将待加工管靠近加工位的一端烫接为一体，防止加工后的管子意外散架。

综上，该穿管机连续地实现了储料→筛料→定位→穿管→裁剪→烫接的自动化步骤，实现了支撑杆的高效加工，有效节约了人力物力。

储料架包括相对设置的两块限位立板、用于将限位立板分别固定于工作台上的支撑件、两端分别连接于两块所述支撑件的连接横杆、以及与限位立板平行设置的支撑杆，支撑杆朝向工作台倾斜设置，限位立板和支撑杆配合形成储料区。

两块限位立板在水平方向上对待加工管进行限位，避免待加工管水平侧滑出储料架。支撑杆设置于连接横杆上并与限位立板平行，能够对两块限位立板之间的待加工管进行支撑，防止待加工管的下落。支撑杆朝向工作台倾斜设置，以使支撑杆上的待加工管有朝向上料通道滑落的趋势。

储料区内设置有整理机构，整理机构包括相对设置的上整理组件和下整理组件、以及传动组件，下整理组件包括安装于上料通道入口处下方的主动轴、用于驱动主动轴的整理电机、设置于主动轴上的下整理凸轮，上整理组件包括安装于上料通道入口处上方的从动轴和设置于从动轴上的上整理凸轮，传动组件连动主动轴和从动轴，整理电机驱动上整理凸轮和下整理凸轮转动以推动储料架上的待加工管进入上料通道。

当整理电机转动时，主动轴带动下整理凸轮发生转动，传动组件带动从动轴和上整理凸轮同步发生转动，既能对堆叠在上料通道入口处的管堆进行扰动，也能够向上撑起管堆，使得管堆在落下时彼此间的相互作用力更小，方便待加工管的下滑或滚落入下料通道。

此外，在实际操作时中，待加工管堆叠成拱形，而单个凸轮的旋转路径无法干扰到拱形，造成待加工管不下落的情况，所以需要下整理凸轮和上整理凸轮配合动作，以破坏拱形的形成，方便待加工管的滚落。

整理机构还包括安装于支撑杆上方的连接横梁、以及固定安装于连接横梁上的限位件，限位件包括阻挡在储料架内待加工管堆下滑路径上的档杆、以及沿待加工管堆下滑方向设置的导向杆，档杆和导向杆相互连接，档杆与支撑杆相互配合形成的上料通道。

档杆阻挡在储料架内待加工管堆下滑路径上，使得待加工管只能从档杆与支撑杆之间的上料通道通过。传料机构包括两端分别转动连接于相对支撑件的转动轴、设置于支撑件上的传动电机、设置于转动轴上的夹具盘、以及设置于支撑件上的限位外轨，夹具盘的侧面上均匀设置有若干个的缺口，缺口形成所述的转运位，转运位作圆周运动形成的轮转通道，限位外轨与夹具盘的侧面相互配合形成供待加工管通过的限位轨道，限位外轨将待加工管限位于转运位中。

缺口跟随夹具盘发生转动，直至转运位与上料通道相对位，此时上料通道最下方的待加工管在整理机构的作用下将会滑入或滚入缺口。然后夹具盘发生转动，转运位在轮转通道发生运动，当缺口的开口方向随着夹具盘的转动而朝向侧面时，从转运位脱离的风险逐渐增大。限位轨道对转运位中的待加工管限位于限位轨道之中，直至转运位脱离限位轨道，此时待加工管将会在重力的作用下脱离缺口并掉落，从而实现了间隔固定时间稳定落料。

工作台上设置有用于托持落入执行位中待加工管的托持机构，托持机构包括相对设置于执行位两侧的托持缸座、设置于托持缸座上的托持气缸、以及与托持气缸的活塞杆固定相连的托持臂，托持臂设置于执行位的下方，两个托持气缸用于推动托持臂相向运动或拉动托持臂相背运动，两个托持臂在相互抵接时配合形成位于夹具盘下方的托持凹槽，托持凹槽沿转动轴的长度方向开设且形状与执行位相适配，托持凹槽的开口朝向轮转通道的最下端。

在工作时，托持臂在托持气缸的推动下相向运动，直至相互抵接形成托持凹槽。当待加工管跟随夹具盘转动到最低点时，待加工管在重力的作用下脱离转运位并落入托持凹槽内的执行位中。当托持气缸的活塞杆复位时，两个托持臂相互远离，待加工管在重力的作用下脱离执行位并自由下落。

工作台上设置有用于对执行位中待加工管进行夹持固定的夹持机构，夹持机构包括若干组相对设置于执行位两侧的夹持缸座、设置于夹持缸座上的夹持气缸、以及与夹持气缸的活塞杆固定相连的夹持块，夹持块设置于执行位的下方，两个夹持气缸分别推动夹持块相向运动或拉动夹持块相背运动，两个夹持块的相对侧面均设置有弧形凹槽，在两个夹持块相互抵接时所述弧形凹槽配合形成夹持通槽，夹持通槽的形状与执行位的形状相适配。

两个夹持块在夹持气缸的推动下朝向托持凹槽上的待加工管运动，直至相互抵接，此时待加工管被夹持固定在执行位中。当夹持气缸的活塞杆复位时，夹持块相互远离而释放待加工管。

烫接结构包括固定安装于支撑件上的升降气缸、固定安装于升降气缸的活塞杆上的推拉气缸、以及设置于推拉气缸活塞杆上的焊头，升降气缸设置于穿管方向末端的支撑件上且活塞杆朝向执行位设置，升降气缸的活塞杆伸出或缩入升降气缸中以使得推拉气缸上升或下降。

当待加工管被固定在执行位中时，升降气缸驱动推拉气缸下降，直至推拉气缸的活塞杆与待加工管处于同轴，升降气缸的活塞杆停止运动。此时推拉气缸推动焊头朝向执行位中的待加工管运动，直至进入执行位并抵接于待加工管上。焊头具有较高的温度，抵接于待加工管时能够融化待加工管端部的塑料条，使得塑料条端头连为一体，降低待加工管上的塑料条松开而导致整体散架的风险。相比于人工烫接待加工管，自动化烫接能够有效节省人力，提高工作效率。

剪断机构包括设置于工作台上的固定架、铰接于固定架上并向下倾斜设置的剪断气缸、铰接于剪断气缸的活塞杆的主动剪杆、以及铰接于工作台上的从动剪杆，主动剪杆和从动剪杆的中部相互铰接且相互配合形成用于与待加工管一端对位的剪口，剪口位于执行位的一端。

待加工管经过上料并进入执行位后进行固定，待加工管的一端与剪口对位。当穿杆进行穿管后，有部分塑料条被带出待加工管。当穿杆复位后，该部分塑料条留在了待加工管外。此时剪断气缸推动主动剪杆，剪口缩小直至消失，从而剪断露出待加工管的塑料条。

3、结语

电缆冷缩附件支撑管穿管机的出现，可以不用再用多种工具分别对支撑管进行穿管、裁剪和烫接，减少了人力和时间，并且该装置可以大批量生产，提高了工作效率。

参考文献：

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