一种碳纤维复合芯电力电缆及其制备设备的制作方法

本发明涉及电缆制备，尤其涉及一种碳纤维复合芯电力电缆及其制备设备。

背景技术：

1、碳纤维复合芯电力电缆一般由碳纤维棒作为内心，在碳纤维棒外设置有玻璃纤维以及环氧树脂层，环氧树脂层外包覆正反双螺旋设置的第一铝带层、第二铝带层，为了使得第一铝带层、第二铝带层形成紧密层结构，第一铝带层、第二铝带层的截面形状为梯形截面，当第一铝带层、第二铝带层绕包于环氧树脂层外侧时，第一铝带层、第二铝带层的截面呈圆环形；

2、通过绞丝设备将第一铝带层绞合到环氧树脂层上时，水平将铝带送出，通过环绕碳纤维复合芯转动，使得铝带呈螺旋弧线绕卷在环氧树脂层外侧，在绞合过程中，铝带的边缘优先与环氧树脂层外侧接触，在绞合力的作用下使得铝带在环氧树脂层表面变形形成螺旋弧线形，铝带的边缘处于高应力状态，容易造成环氧树脂层破损。

技术实现思路

1、本发明提供了一种全自动开线压着机，解决了现有技术中存在铝带的边缘优先与环氧树脂层外侧接触，在绞合力的作用下使得铝带在环氧树脂层表面变形形成螺旋弧线形，铝带的边缘处于高应力状态，容易造成环氧树脂层破损的缺点。

2、本发明提供了如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种碳纤维复合芯电力电缆制备设备，包括依据线缆运动方向同轴设置的主轴以及绞丝器，所述主轴上固定安装有绞丝主体，所述绞丝主体上安装有多个滑轨，所述滑轨上滑动安装有前绞丝柱和后绞丝柱，所述前绞丝柱上安装有线筒以及绞丝模具，所述线筒上绕卷有截面形状为梯形的丝线，所述绞丝模具内设置有与丝线适配的成型通道，所述成型通道的扭转弧度与通过该成型通道的丝线绕卷在碳纤维复合芯外侧时的螺旋弧度适配，所述后绞丝柱上安装有调节丝线高度的张力调节机构，所述前绞丝柱、后绞丝柱以及绞丝器之间安装有菱形四连杆机构，所述菱形四连杆机构前部的约束轴与前绞丝柱连接，所述菱形四连杆机构中部下侧的约束轴与张力调节机构的升降端连接，所述菱形四连杆机构后部的约束轴与绞丝器上的第一轴承连接，所述滑轨、前绞丝柱、后绞丝柱以及菱形四连杆机构呈辐射状环绕主轴以及绞丝器设置，所述滑轨、前绞丝柱、后绞丝柱以及菱形四连杆机构的数量与用于绞合的丝线数量适配，通过绞丝模具将丝线预先进行扭转，使得丝线形成与绕卷在碳纤维复合芯外侧时适配的螺旋弧度，因此，丝线在绞合过程中，与碳纤维复合芯为面接触，相比于直接绞合，丝线的边沿优先与碳纤维复合芯外侧接触，预先扭转的丝线增大了与碳纤维复合芯外侧的接触面积，减小了与碳纤维复合芯外侧的接触时的应力集中，降低了碳纤维复合芯外侧环氧树脂层损坏的几率；

4、且前绞丝柱、后绞丝柱能够沿滑轨滑动，后绞丝柱上安装有调节丝线高度的张力调节机构，当需要增大丝线的张力时，升高丝线高度，此时菱形四连杆机构中部的两个约束轴相互靠拢，由于后部的约束轴与绞丝器上的第一轴承连接，位置不发生前后移动，因此形四连杆机构中部的约束轴和前部的约束轴都远离后部的约束轴，使得后约束轴始终处于丝线出口和绞合位置的中部，减小对丝线形状的影响。

5、作为上述方案的进一步改进。

6、优选地，所述主轴转动安装于第一安装座上，所述第一安装座上安装有驱动电机，所述驱动电机通过联轴器与主轴连接，所述主轴上安装有制动机构，主轴通过驱动电机驱动转动，通过制动机构能够对主轴进行制动，使得主轴停止转动。

7、优选地，所述绞丝器固定安装于第二安装座上，所述第二安装座与第一安装座对齐设置，所述第二安装座与第一安装座之间的间距可调。

8、优选地，所述前绞丝柱下部固定有第一滑块，所述第一滑块与滑轨滑动连接，所述前绞丝柱顶部固定安装有安装板，所述安装板上固定安装有船架，所述船架上通过转动轴安装有线筒，所述船架一端固定安装有绞丝模具，所述船架与绞丝模具贯通设置便于线筒上的丝线穿过绞丝模具，通过设置第一滑块使得前绞丝柱能够沿滑轨滑动，通过线筒供应绕卷的丝线，通过绞丝模具对丝线进行塑形，从而增大丝线与碳纤维线芯的初始接触面积，降低应力集中。

9、优选地，所述船架上固定安装有第一支架，所述第一支架顶部固定安装有第一支座，所述第一支座与菱形四连杆机构的前部约束轴连接，当菱形四连杆机构发生形变时，能够驱动第一支架沿滑轨移动，从而驱动船架、前绞丝柱沿滑轨移动，从而改变丝线出口位置。

10、优选地，所述后绞丝柱下部固定有第二滑块，所述第二滑块与滑轨滑动连接，所述后绞丝柱上安装有升降机构，所述升降机构的输出轴上固定安装有第二支架，所述第二支架上安装有水平垂直于滑轨的位置调节机构以及第二支座，所述位置调节机构包括导轨以及导轨上能够调节横向位置以及固定的安装台，所述安装台上安装有能够转动角度以及固定的导向限位机构，所述第二支座与菱形四连杆机构的中部约束轴连接，当升降机构升降时会驱动导向限位机构沿滑轨方向移动，且导向限位机构的移动轨迹位于丝线绞合时的反向延长线上，通过升降机构以及菱形四连杆机构使得导向限位机构的移动轨迹始终处于丝线绞合时丝线的反向延长线上，使得丝线绞合过程中与碳纤维复合芯的夹角不发生变化，从而使得绞合位置不发生变化，通过安装台能够调节导向限位机构的横向位置，使得导向限位机构与整形后的丝线形状适配。

11、优选地，所述导向限位机构包括安装框，所述安装框上转动安装有第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮之间成型有与丝线适配的梯形过孔，所述第一滚轮和第二滚轮之间设有防跳脱结构，所述防跳脱结构包括位于过孔两侧的环形槽和环形延边，所述环形槽和环形延边分开设于第一滚轮、第二滚轮上，所述环形槽和环形延边适配，通过分开设置的环形槽和环形延边能够避免丝线跳线。

12、优选地，所述绞丝器外安装有第一轴承，所述第一轴承外安装有多个第三支架，所述第三支架上安装有第三支座，所述第三支座与菱形四连杆机构后部的约束轴连接，所述第三支座位于丝线绞合位置的圆周方向上，第一轴承外圈能够相对绞丝器转动，因此第三支架、第三支座能够相对绞丝器转动，且第三支架、第三支座不能沿主轴、绞丝器的轴线方向移动，当菱形四连杆机构发生形变时，前部的约束轴以及中部的约束轴会远离第三支座处的约束轴，从而推动前绞丝柱、后绞丝柱沿滑轨滑动。

13、优选地，所述第一支座、第二支座以及第三支座的结构相同，均包括u型座体，所述u型座体两内侧壁上设有用于容纳约束轴的轴承室，且两内侧壁上的轴承室对齐设置，当菱形四连杆机构发生形变时，通过第一支座、第二支座以及第三支座的设置，使得约束轴能够带动前绞丝柱、后绞丝柱沿滑轨滑动。

14、另一方面，本发明提供一种碳纤维复合芯电力电缆，包括碳纤维棒，所述碳纤维棒外设有玻璃纤维和环氧树脂层，所述环氧树脂层外正反双螺旋设有第一铝带层和第二铝带层，其中所述第一铝带层通过上述制备设备绞合而成，在不改变碳纤维复合芯电缆原本结构的情况下，通过改变制备设备，增加第一铝带层成型的致密性，由于预先对丝线进行了整形，因此增大了丝线与碳纤维复合芯外侧的初始接触面积，在避免丝线破坏环氧树脂层的情况下适当增大绞合力，使得第一铝带层绞合更加紧密，从而提高一种碳纤维复合芯电力电缆的综合性能。

15、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

16、本发明中，通过绞丝模具将丝线预先进行扭转，使得丝线形成与绕卷在碳纤维复合芯外侧时适配的螺旋弧度，因此，丝线在绞合过程中，与碳纤维复合芯为面接触，相比于直接绞合，丝线的边沿优先与碳纤维复合芯外侧接触，预先扭转的丝线增大了与碳纤维复合芯外侧的接触面积，减小了与碳纤维复合芯外侧的接触时的应力集中，降低了碳纤维复合芯外侧环氧树脂层损坏的几率；

17、且前绞丝柱、后绞丝柱能够沿滑轨滑动，后绞丝柱上安装有调节丝线高度的张力调节机构，当需要增大丝线的张力时，升高丝线高度，此时菱形四连杆机构中部的两个约束轴相互靠拢，由于后部的约束轴与绞丝器上的第一轴承连接，位置不发生前后移动，因此形四连杆机构中部的约束轴和前部的约束轴都远离后部的约束轴，使得后约束轴始终处于丝线出口和绞合位置的中部，减小对丝线形状的影响。