电力电缆外保护套自动剥离装置的设计与应用*

文/刘毅 林彦霆 蒋建辉 余荣斌

0 引言

电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，主要由线芯（导体）、绝缘层、屏蔽层和外保护套等部分组成。在做电力电缆相关检测任务时，需要将电力电缆外保护套进行剥离，常规手段是通过人工进行操作，需要耗费大量的时间和劳动力，并且存在难以控制切割深浅、切削效果差的问题。

目前市面上的电力电缆剥皮装置主要有手动式和电动手持式两种类型。手动式电力电缆剥皮装置主要包括手柄、电缆夹紧装置和刀头组件等，电缆夹紧装置的导向滚轮沿圆周方向均布在电缆外壁上，刀头组件与电缆夹紧装置交错分布，通过调节螺栓控制刀头的切入角度和切入量；手柄一般为两个，连接在电缆夹紧装置的端部。工作时，先将电缆夹紧装置固定好，夹紧电缆，然后通过螺母调节刀片的位置和深度，固定刀片，最后转动刀柄，刀头一边旋转一边切入，电缆外皮被螺旋状剥下。电动手持式剥皮装置是在手动式电缆剥皮装置的基础上加装了电动马达，通过马达带动刀片进行旋转，并通过手持移动实现电缆外皮螺旋状剥下。手动式和电动手持式两种类型的电力电缆剥皮装置的使用都存在费时费工费力的问题，而且电力电缆外保护套的剥离质量差。

1 电力电缆外保护套自动剥离装置设计

针对现有技术的缺陷，本文设计了一种电力电缆外保护套自动剥离装置，采用直线和旋转复合运动的方式实现电力电缆外保护套与芯线的自动分离。该装置主要包括工作台（标号100）、压线机构（标号200）、送料机构（标号300）、旋转剥皮机构（标号400）以及电力电缆（标号500）组成，装置的进料端和出料端分别如图1和图2所示。

图1 电力电缆外保护套自动剥离装置进料端

图2 电力电缆外保护套自动剥离装置出料端

1.1 工作台

工作台100包括支撑框架110和固定板120，支撑框架110包括第一板111、第二板112、第三板113和第四板114，第一板111、第二板112、第三板113和第四板114分别连接并形成送料空间130，固定板120位于送料空间130的出口一侧。

工作台100下方设计了4个重载万向轮115以快速进行位置的改变，并且万向轮115具有自锁功能。

工作台的具体结构如图3所示。

图3 电力电缆外保护套自动剥离装置工作台

1.2 压线机构

压线机构200如图4所示，位于送料空间130内，包括两组压线辊轴210和用于调整压线辊轴之间间距的丝杆导向组件220。压线辊轴210为不锈钢辊轴，以提供更好的压着力，将电力电缆的芯线压平。送料空间130的入口和出口处均设有压线辊轴210，以在电力电缆500的长度方向上进行限位导向，形成具有较长长度的直线供料区间，保证电力电缆的直线度，便于提高后续外保护套剥离的质量。

图4 电力电缆外保护套自动剥离装置压线机构

两组压线辊轴210通过丝杆导向组件220滑动设置在第一板111和第二板112之间，丝杆导向组件220包括两个导向杆222、两个丝杆221和同步带组223；导向杆222和丝杆221两两一组分别位于电力电缆500的两侧，两组压线辊轴210分别与两个丝杆221之间螺纹连接，与两个导向杆222之间滑动连接。其中，丝杆221为具有正反牙的丝杆，包括第一段和第二段，第一段和第二段之间长度相等，牙型相反，以使得转动丝杆221时能够驱动两组压线辊轴210对向或者背向运动。同步带组223用于将两个丝杆221连接起来以进行同步运动，在其中一个丝杆221上设有手轮224，以通过转动手轮224进行丝杆221的正向或者反向转动。

1.3 送料机构

送料机构300位于两组压线辊轴210之间，包括两组送料辊轴310、用于调整送料辊轴之间间距的丝杆导向组件320和两个滑动支撑板330。两组送料辊轴310分别通过两个滑动支撑板330安装在第三板113和第四板114之间，如图5所示。

图5 电力电缆外保护套自动剥离装置送料机构

送料辊轴310上设有驱动机构340，为链轮式驱动机构，驱动送料辊轴310的转动以实现电力电缆500向前直线进料。送料辊轴310为包胶辊轴，在提供向前输送作用力的同时更好地保护电缆。丝杆导向组件320与丝杆导向组件220结构和功能相同，用于调整送料辊轴之间间距，这里不再赘述。在电力电缆左右上下四个方向的送料辊轴310和压线辊轴210，将所形成的送料空间130限位为内接圆与电力电缆直径相同的矩形送料空间，实现在对电力电缆压线以保证电力电缆的中心线和旋转架的中心线重合的同时，进行直线向前送料。

1.4 旋转剥皮机构

旋转剥皮机构400如图6所示，位于固定板120上，包括旋转架410、齿轮盘420、驱动齿轮430、旋转电机440、两个定心压板450、调整两个定心压板450位置的丝杆导向组件460、可锁紧的刮刀470、滚轴480。旋转架410通过齿轮盘420与固定板120之间转动连接，旋转电机440设置在支撑框架110上，驱动齿轮430位于旋转电机440的驱动末端并与齿轮盘420相啮合，通过旋转电机440控制驱动齿轮430进行转动，并通过齿轮盘420带动旋转架410进行回转运动。齿轮盘420采用回转轴承。

图6 电力电缆外保护套自动剥离装置旋转剥皮机构

两个定心压板450通过丝杆导向组件460滑动设置在旋转架410上，丝杆导向组件460与丝杆导向组件220结构和功能相同，用于调整两个定心压板之间间距，这里不再赘述。

滚轴480设置在两个定心压板450上，并且滚轴480的中心线与电力电缆500的中心线平行，4个滚轴480成组相对布置在电力电缆500的外周上，对电力电缆形成类似箍紧、抱紧的效果，便于剥离操作。

刮刀470可拆卸地设置在定心压板450上，刮刀470上具有长槽，定心压板450上设有连接用的孔，通过穿过长槽的锁紧螺栓将刮刀470锁紧在定心压板450上，刮刀470锁紧位置的不同可以改变刮刀470的剥离点，通过人工调整刮刀470至准确剥离点，进行后续自动旋转剥皮。

2 电力电缆外保护套自动剥离装置应用

按照上述设计思路，本文制作加工了电力电缆外保护套自动剥离装置，如图7所示。经过实际试验发现，该装置可进行电力电缆的自动化剥皮，在降低劳动强度的同时具有较高的剥离质量和效率。

图7 自动剥离装置送料机构

3 结束语

采用直线进给方式将电力电缆捋平齐并进行直线送料，电力电缆的规整度高；在压线辊轴和送料辊轴的联合作用下进行摩擦进给，保证经过压线机构和送料机构所输出的电力电缆具有较高的同心度，便于后续剥皮进程；通过定心压板将待剥皮的电力电缆进行再次定心处理，保持电力电缆的中心位置在旋转架（刮刀）回转过程中不产生变化，提高剥皮的质量和效率，减少对电力电缆芯线的损坏。设计的电力电缆外护套自动剥离装置可以实现连续的自动化作业，降低劳动强度。