專利名稱：柔性力矩軸驅(qū)動式絞臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于生產(chǎn)光纜的高速成纜機(jī)，特別是高速成纜機(jī)的絞臺。
背景技術(shù)：
隨著信息化時代的到來，光通信產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，一方面光纜的需求量逐年遞增，另一方面光纜銷售市場的競爭也愈演愈烈，光纜生產(chǎn)廠家為了降低生產(chǎn)成本、盡可能多地獲取利潤和占領(lǐng)市場份額，不斷要求提高生產(chǎn)線速度。而影響光纜成纜生產(chǎn)線速度的主要瓶頸之一就是光纜元件的絞合速度。目前大多數(shù)光纜生產(chǎn)采用SZ絞合工藝，所謂SZ絞合工藝就是將構(gòu)成光纜的元件(松套管、填充繩)以一定的節(jié)距正反絞合在中心加強(qiáng)構(gòu)件上。根據(jù)各光纜廠的生產(chǎn)工藝，正反絞合圈數(shù)在4～10圈不等，生產(chǎn)線速度越高，要求絞合轉(zhuǎn)速及換向頻率越高，如何實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動，滿足用戶對高速度的追求，各光纜設(shè)備生產(chǎn)廠家為此不斷改進(jìn)設(shè)計，尋找更佳的解決方案。目前應(yīng)用較多的可歸納為以下兩種方案第一種方案中心管式絞臺，其結(jié)構(gòu)及其工作原理為如圖1、2、3所示，它包括絞臺頭部機(jī)座8、絞臺尾部機(jī)座6、驅(qū)動電機(jī)1、由軸承支承在絞臺頭部機(jī)座8上的轉(zhuǎn)盤3，電機(jī)1通過同步帶2、同步帶輪13帶動轉(zhuǎn)盤3；轉(zhuǎn)盤3為具有中心孔12的圓盤，它的周邊均布有6～12個孔9。工作時，絞合元件5(松套管、填充繩)和中心加強(qiáng)構(gòu)件10從絞臺尾部機(jī)座6進(jìn)入絞臺，經(jīng)絞臺頭部機(jī)座8被牽引出絞臺。絞合元件5穿過轉(zhuǎn)盤3上的孔9，中心加強(qiáng)構(gòu)件10穿過中心孔12。電機(jī)1帶動轉(zhuǎn)盤3高速正反向旋轉(zhuǎn)，使絞合元件5以SZ螺旋方式絞合在穿過中心孔12的中心加強(qiáng)構(gòu)件10上；絞合后的纜芯4通過扎紗機(jī)捆扎，圖1中的箭頭方向?yàn)槔|芯4的運(yùn)動方向。
為克服絞合元件在高速旋轉(zhuǎn)中的離心運(yùn)動，在絞臺頭部機(jī)座8、絞臺尾部機(jī)座6之間等距裝置了若干支承套管7，對絞合元件5起支承和約束作用。
為避免絞合元件5在絞臺段旋轉(zhuǎn)過程中扭絞在一起，而無法通過絞臺作直線運(yùn)動，絞臺頭部機(jī)座8和絞臺尾部機(jī)座6之間設(shè)有中心管11，中心管11和轉(zhuǎn)盤3同步高速旋轉(zhuǎn)，其作用是將絞合元件5和中心加強(qiáng)構(gòu)件10隔開。由于中心管11只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，絞合元件5除了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動外，同時還沿著中心管11表面作直線運(yùn)動，于是，在絞合元件5和中心管11表面之間必然會產(chǎn)生摩擦，摩擦的結(jié)果是使絞合元件5受力加大，松套管中的光纖衰減增大，另外，因?yàn)橐话阒行墓?1的長度為4～6米，而其直徑不宜太大，一般為30毫米左右，在機(jī)械加工中，這種零件稱作細(xì)長軸。因中心管11需作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，故對其加工和安裝時的同軸度、直線度等提出了較高的要求，鑒于以上幾點(diǎn)原因，中心管式絞臺方式很難超過每分鐘60米的成纜速度。
第二種方案同步帶輪變速絞臺，其結(jié)構(gòu)及其工作原理為如圖4所示，圖中的C-C剖視圖同圖3，它包括絞臺頭部機(jī)座8、絞臺尾部機(jī)座6、兩個驅(qū)動電機(jī)1、由軸承支承在絞臺頭部機(jī)座8上的轉(zhuǎn)盤3。絞臺頭部機(jī)座8與絞臺尾部機(jī)座6之間還設(shè)有5個以上的轉(zhuǎn)盤3，各轉(zhuǎn)盤3的軸心線在同一直線上；絞臺頭部機(jī)座8與絞臺尾部機(jī)座6之間的轉(zhuǎn)盤3通過軸承由支承座16支承，并將絞臺分為6段。5個轉(zhuǎn)盤3和絞臺頭部機(jī)座8的轉(zhuǎn)盤3分別由兩個電機(jī)1通過驅(qū)動軸12帶動，每個電機(jī)1分別帶動3個轉(zhuǎn)盤3；驅(qū)動軸12的軸心線與轉(zhuǎn)盤3的軸心線平行，驅(qū)動軸12為剛性軸；工作時，絞合元件5和中心加強(qiáng)構(gòu)件10從絞臺尾部機(jī)座6進(jìn)入絞臺，經(jīng)絞臺頭部機(jī)座8被牽引出絞臺。絞合元件5穿過轉(zhuǎn)盤3上的孔9，中心加強(qiáng)構(gòu)件10穿過中心孔12。電機(jī)1帶動轉(zhuǎn)盤3高速正反向旋轉(zhuǎn)，使絞合元件5以SZ螺旋方式絞合在穿過中心孔12的中心加強(qiáng)構(gòu)件10上；絞合后的纜芯4通過扎紗機(jī)捆扎，圖4中的箭頭方向?yàn)槔|芯4的運(yùn)動方向。
驅(qū)動軸12上的同步帶輪14規(guī)格相同，各組以相同的速度高速旋轉(zhuǎn)，絞臺上的同步帶輪13通過計算，采用不同規(guī)格以滿足減速比的要求，由于增加了若干組轉(zhuǎn)盤3，力矩傳遞較為均勻，絞合元件5在中心管上的纏繞堆積現(xiàn)象有所改善，但仍然存在中心管的加工、安裝以及運(yùn)行中的摩擦問題。而且，這種絞合裝置還存在以下兩個弊端，一是需要根據(jù)絞臺上每個同步帶輪的位置確定其旋轉(zhuǎn)速度，并據(jù)此進(jìn)行同步帶輪的計算，有時不容易找到合適的減速比，二是與電機(jī)相連的同步帶輪高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較大的慣量，引起振動，影響速度的提高，鑒于以上幾點(diǎn)原因，同步帶輪變速絞臺方式也很難超過每分鐘60米的成纜速度。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以大幅度提高成纜生產(chǎn)速度的柔性力矩軸驅(qū)動式絞臺。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括絞臺頭部機(jī)座、絞臺尾部機(jī)座、驅(qū)動電機(jī)、由軸承支承在絞臺頭部機(jī)座上的轉(zhuǎn)盤；絞臺頭部機(jī)座與絞臺尾部機(jī)座之間還設(shè)有兩個以上的轉(zhuǎn)盤，各轉(zhuǎn)盤的軸心線在同一直線上；絞臺頭部機(jī)座與絞臺尾部機(jī)座之間的轉(zhuǎn)盤通過軸承由支承座支承；轉(zhuǎn)盤均由電機(jī)通過驅(qū)動軸帶動，驅(qū)動軸的軸心線與轉(zhuǎn)盤的軸心線平行；驅(qū)動軸為柔性力矩軸，電機(jī)向驅(qū)動軸的靠絞臺頭部的一端輸出力矩。
各轉(zhuǎn)盤上均設(shè)有絞臺同步帶輪，驅(qū)動軸上設(shè)有相應(yīng)的驅(qū)動軸同步帶輪，驅(qū)動軸通過驅(qū)動軸同步帶輪、同步帶、絞臺同步帶輪帶動各轉(zhuǎn)盤。
絞臺上的各同步帶輪的直徑相等。
驅(qū)動軸上的各同步帶輪的直徑相等。
絞臺上的各同步帶輪和驅(qū)動軸上的各同步帶輪的直徑均相等。
絞臺頭部機(jī)座與絞臺尾部機(jī)座之間的轉(zhuǎn)盤為11～21個，各轉(zhuǎn)盤之間的距離相等或從絞臺頭部到絞臺尾部依次遞增。
絞臺驅(qū)動軸的長度為5-6米，各轉(zhuǎn)盤中，任意兩個相鄰轉(zhuǎn)盤之間的相對旋轉(zhuǎn)角度小于等于120度。
絞臺頭部機(jī)座和絞臺尾部機(jī)座之間設(shè)有固定的中心管，中心管從各轉(zhuǎn)盤的中心孔穿過，中心管的直徑為12-16毫米。
驅(qū)動軸上設(shè)有軸支承座。
本實(shí)用新型的驅(qū)動軸采用柔性力矩軸，它可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動從電機(jī)端以速度依次遞減的方式傳遞給其上的同步帶輪，并經(jīng)同步帶傳遞給對應(yīng)的絞臺同步帶輪，使絞臺同步帶輪從絞臺頭部至尾部同樣以依次遞減的速度正反向旋轉(zhuǎn)，有效控制了旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動慣量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)還有1、同步帶輪的逐級減速是通過柔性力矩軸完成的，因此，電機(jī)和絞臺同步帶輪的大小可分別或完全保持一致，而無需通過計算改變同步帶輪的大小來實(shí)現(xiàn)所需的傳動比，方便設(shè)計、制造和安裝。
2、可根據(jù)絞合圈數(shù)、相鄰兩個同步帶輪之間的相對旋轉(zhuǎn)角度，來確定絞臺頭部機(jī)座與絞臺尾部機(jī)座之間轉(zhuǎn)盤的數(shù)量，避免絞合元件在絞合中心出現(xiàn)扭絞現(xiàn)象，有利于提高生產(chǎn)線速度。
3、柔性力矩軸上設(shè)有軸支承座，且柔性力矩軸具有抗拉、抗扭轉(zhuǎn)、抗疲勞、耐摩擦等特性，因此這種驅(qū)動方式安全、穩(wěn)定、可靠、壽命長。
因?yàn)榫哂幸陨蟽?yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型絞臺方式可使最高成纜速度達(dá)到120米/分鐘。


圖1為中心管式絞臺結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1的A-A剖視圖圖3為圖1的B-B剖視圖圖4為同步帶輪變速絞臺結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實(shí)用新型絞臺實(shí)施例1、2的結(jié)構(gòu)示意圖圖6為圖5實(shí)施例1的D-D剖視圖圖7為圖5實(shí)施例2的D-D剖視圖圖8為圖5軸支承座15的調(diào)節(jié)孔示意圖具體實(shí)施方式
如圖5、6所示的本實(shí)用新型絞臺實(shí)施例1，它包括絞臺頭部機(jī)座8、絞臺尾部機(jī)座6、2個驅(qū)動電機(jī)1、由軸承支承在絞臺頭部機(jī)座8上的轉(zhuǎn)盤3；絞臺頭部機(jī)座8與絞臺尾部機(jī)座6之間還設(shè)有兩個以上的轉(zhuǎn)盤3；各轉(zhuǎn)盤3的軸心線在同一直線上；轉(zhuǎn)盤3為具有中心孔12的圓盤，它的周邊均布有4～12個孔9；絞臺頭部機(jī)座8與絞臺尾部機(jī)座6之間的轉(zhuǎn)盤3通過軸承由支承座支承；轉(zhuǎn)盤3均由電機(jī)1通過驅(qū)動軸17帶動，驅(qū)動軸17的軸心線與轉(zhuǎn)盤3的軸心線平行，驅(qū)動軸17為柔性力矩軸，它由聚氨酯等橡膠彈性體材料制成，2個電機(jī)1同時向驅(qū)動軸17的靠絞臺頭部的一端輸出力矩。各轉(zhuǎn)盤3上均設(shè)有絞臺同步帶輪13，驅(qū)動軸17上設(shè)有相應(yīng)的驅(qū)動軸同步帶輪14，驅(qū)動軸17通過驅(qū)動軸同步帶輪14、同步帶2、絞臺同步帶輪13帶動各轉(zhuǎn)盤3。絞臺同步帶輪13和驅(qū)動軸同步帶輪14的直徑均相等。絞臺頭部機(jī)座8與絞臺尾部機(jī)座6之間的轉(zhuǎn)盤3為11～21個，各轉(zhuǎn)盤3之間的距離相等。驅(qū)動軸17上設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的軸支承座15，驅(qū)動軸17通過法蘭支撐在軸支承座15上；為使各同步帶輪14使同步帶2保持適當(dāng)?shù)膹埦o度，軸支承座15上用于通過螺栓固定法蘭的孔和供驅(qū)動軸17穿過的孔均為調(diào)節(jié)孔，以方便調(diào)節(jié)法蘭在軸支承座15上的上下位置。
本實(shí)用新型絞臺的驅(qū)動軸17也可由1個或同時由2-3個電機(jī)1驅(qū)動。
本實(shí)用新型絞臺的絞臺上的各同步帶輪13的直徑相等，驅(qū)動軸上的各同步帶輪14的直徑相等，但同步帶輪13和同步帶輪14也可以不相等。
本實(shí)用新型絞臺，它的絞臺頭部機(jī)座8與絞臺尾部機(jī)座6之間的轉(zhuǎn)盤3之間的距離，也可以從絞臺頭部到絞臺尾部依次遞增。
如圖5、7所示的本實(shí)用新型絞臺實(shí)施例2，絞臺頭部機(jī)座8和絞臺尾部機(jī)座6之間還設(shè)有固定的中心管11，中心管11從各轉(zhuǎn)盤3的中心孔12穿過，中心管11的直徑為12-16毫米。使用時，絞合元件5穿過轉(zhuǎn)盤3上的孔9，中心加強(qiáng)構(gòu)件10穿過中心管11，中心管11不隨轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)動。本實(shí)用新型絞臺實(shí)施例2，特別適用于在絞合圈數(shù)較大(8圈以上)情況，中心管11的作用是用來分隔絞合元件5和中心加強(qiáng)構(gòu)件10，以減少絞臺頭部機(jī)座8和絞臺尾部機(jī)座6之間的轉(zhuǎn)盤3的數(shù)量。
權(quán)利要求1.柔性力矩軸驅(qū)動式絞臺，它包括絞臺頭部機(jī)座(8)、絞臺尾部機(jī)座(6)、驅(qū)動電機(jī)(1)、由軸承支承在絞臺頭部機(jī)座(8)上的轉(zhuǎn)盤(3)；絞臺頭部機(jī)座(8)與絞臺尾部機(jī)座(6)之間還設(shè)有兩個以上的轉(zhuǎn)盤(3)，各轉(zhuǎn)盤(3)的軸心線在同一直線上；轉(zhuǎn)盤(3)為具有中心孔(12)的圓盤，它的周邊均布有4個以上的孔(9)；絞臺頭部機(jī)座(8)與絞臺尾部機(jī)座(6)之間的轉(zhuǎn)盤(3)通過軸承由支承座(16)支承；轉(zhuǎn)盤(3)均由電機(jī)(1)通過驅(qū)動軸(17)帶動，驅(qū)動軸(17)的軸心線與轉(zhuǎn)盤(3)的軸心線平行；其特征在于驅(qū)動軸(17)為柔性力矩軸，電機(jī)(1)向驅(qū)動軸(17)的靠絞臺頭部端輸出力矩。
2.如權(quán)利要求1所述的絞臺，其特征在于各轉(zhuǎn)盤(3)上均設(shè)有絞臺同步帶輪(13)，驅(qū)動軸(17)上設(shè)有相應(yīng)的驅(qū)動軸同步帶輪(14)，驅(qū)動軸(17)通過驅(qū)動軸同步帶輪(14)、同步帶(2)、絞臺同步帶輪(13)帶動各轉(zhuǎn)盤(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的絞臺，其特征在于絞臺上的各同步帶輪(13)的直徑相等。
4.如權(quán)利要求2所述的絞臺，其特征在于驅(qū)動軸上的各同步帶輪(14)的直徑相等。
5.如權(quán)利要求2所述的絞臺，其特征在于絞臺上的各同步帶輪(13)和驅(qū)動軸上的各同步帶輪(14)的直徑均相等。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的絞臺，其特征在于絞臺頭部機(jī)座(8)與絞臺尾部機(jī)座(6)之間的轉(zhuǎn)盤(3)為11～21個，各轉(zhuǎn)盤(3)之間的距離相等或從絞臺頭部到絞臺尾部依次遞增。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的絞臺，其特征在于絞臺驅(qū)動軸的長度為5-6米，各轉(zhuǎn)盤(3)中，任意兩個相鄰轉(zhuǎn)盤(3)之間的相對旋轉(zhuǎn)角度小于等于120度。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的絞臺，其特征在于驅(qū)動軸(17)上設(shè)有軸支承座(15)。
9.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的絞臺，其特征在于絞臺頭部機(jī)座(8)和絞臺尾部機(jī)座(6)之間設(shè)有固定的中心管(11)，中心管(11)從各轉(zhuǎn)盤(3)的中心孔(12)穿過，中心管(11)的直徑為12-16毫米。
10.如權(quán)利要求8所述的絞臺，其特征在于驅(qū)動軸(17)通過法蘭支撐在軸支承座(15)上；軸支承座(15)上用于通過螺栓固定法蘭的孔和供驅(qū)動軸(17)穿過的孔均為調(diào)節(jié)孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及柔性力矩軸驅(qū)動式絞臺，它包括絞臺頭部機(jī)座(8)、絞臺尾部機(jī)座(6)、驅(qū)動電機(jī)(1)、由軸承支承在絞臺頭部機(jī)座(8)上的轉(zhuǎn)盤(3)；絞臺頭部機(jī)座(8)與絞臺尾部機(jī)座(6)之間還設(shè)有兩個以上的轉(zhuǎn)盤(3)，絞臺頭部機(jī)座(8)與絞臺尾部機(jī)座(6)之間的轉(zhuǎn)盤(3)通過軸承由支承座(16)支承；轉(zhuǎn)盤(3)均由電機(jī)(1)通過驅(qū)動軸(17)帶動，驅(qū)動軸(17)為柔性力矩軸。本實(shí)用新型的驅(qū)動軸采用柔性力矩軸，它可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動從電機(jī)端以速度依次遞減的方式傳遞給其上的同步帶輪，并經(jīng)同步帶傳遞給對應(yīng)的絞臺同步帶輪，使絞臺同步帶輪從絞臺頭部至尾部同樣以依次遞減的速度正反向旋轉(zhuǎn)，有效控制了旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動慣量。
文檔編號G02B6/44GK2727764SQ20042001820
公開日2005年9月21日 申請日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者陳啟兵 申請人:武漢瑞通光電有限責(zé)任公司