一种超柔性高强度耐弯曲软电缆的制作方法

1.本实用新型涉及电线电缆技术领域，尤其是一种超柔性高强度耐弯曲软电缆。


背景技术：

2.传统的诸如升降机、电梯、机器人等电缆，既要求具有优异的柔软性还要求具有优异的抗拉、耐弯曲性能。传统该类产品加强件一般分为：缆芯外纤维编织加强、缆芯中央填充绞合软钢丝加强。
3.显然，缆芯外纤维编织加强在电缆作往复运动时对缆芯具有一定的束缚效应，柔软度下降。
4.绞合软钢丝加强时虽减少了纤维编织对缆芯的束缚效应，但相对于电缆本身的软铜导体来讲还是偏硬，影响了电缆的弯曲半径且电缆自身重量增加，以上这两种方式虽均能提高电缆的抗拉强度，但对电缆的柔性及抗弯曲性能具有一定的影响，长期使用效果不理想。
5.为此，本实用新型特此设计出一种超柔性高强度耐弯曲软电缆，用以更好地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型为解决上述技术问题之一，提供一种超柔性高强度耐弯曲软电缆，能使正常状态下的软电缆通过加强件结构的设计，保证软电缆更柔软，抗拉强度更强，弯曲半径更小、耐弯曲性能更优异，且使用性能更稳定，使用寿命更长，其所采用的技术方案是：一种超柔性高强度耐弯曲软电缆，包括绝缘线芯和外护层，所述绝缘线芯由内部导体和外部绝缘层组成，在内部导体的外侧挤包套设有绝缘层，所述绝缘层的外侧挤包套设所述外护层，所述内部导体包括内部加强芯和绞合导线，在所述内部加强芯的外部绞合有多股的所述绞合导线。
7.在上述任一方案中优选的是，所述内部加强芯由芳纶纤维绳和挤包设置在其外围的半导电弹性体层组成。
8.在本实用新型中，芳纶绳由芳纶丝组成，芳纶丝具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。
9.芳纶14的最大抗拉强度为2800mpa,断裂伸长率为15-25％。而普通镀锌钢丝的搞拉强度为315-495mpa。如采用芳纶丝为加强件并挤包一层半导电弹性体层(在此挤包半导电弹性体层的目的是均衡电场)分别放置在导体的中心。
10.软导体股线依附在挤包了芳纶丝半导电弹性体加强件的周围，在大大增加抗拉强度的基础上，从而使电缆导体更加柔软，从而实现电缆优异的抗拉性能和最佳弯曲半径，耐折、耐弯曲性能。同理，在缆芯的中央和绝缘线芯绞合的缝隙之中填充该结构的加强件(挤包层为非半导电材料的弹性体材料)也能实现以上优异的性能。
11.在上述任一方案中优选的是，所述绝缘层采用辐照交联高强度乙丙橡胶制成，所述外护层采用辐照耐候高强度cpe弹性体制成。
12.在本实用新型中，绝缘层和外护层均为辐照交联材料，辐照交联电缆，经高能电子束辐照后，材料的分子结构从线形变成三维网状分子结构，耐温等级从非交联的70℃提高到90℃、105℃、125℃、135℃、甚至150℃，比同规格的电缆的载流量提高15-50％；由于辐照交联电缆避免了采用氢化物作为阻燃物，因此防止了交联时出现的预交联和因绝缘层吸收空气中的水分而使绝缘电阻下降现象，从而保证了绝缘电阻值；由于辐照交联后材料的耐温等级高，老化温度高，所以延长了电缆在使用过程中循环发热的使用寿命；传统的水蒸汽交联电缆的质量受水温度、挤制工艺、交联添加剂等因素的影响，质量不稳定，而辐照交联电缆的质量取决于电子束的辐照剂量，辐照剂量是由计算机控制，少了人为的因素，所以质量稳定。
13.在上述任一方案中优选的是，各所述绞合导线均由六类绞合镀锡铜丝组成且紧密绞合在由由芳纶纤维绳和挤包半导电弹性体组成的加强芯上。
14.镀锡铜线是指在铜线表面镀上一薄层金属锡的铜线。镀锡铜线材质比较柔软，导电性能良好，与裸铜线相比，其耐蚀性、抗氧化性能更强，可大大延长弱电线缆的使用寿命。铜线镀锡主要是为了防止铜暴露在空气中而被氧化形成一层膜——铜绿。而铜绿的导电性很差，会增加电阻。镀锡的铜线可防止发生氧化还原反应，产生铜绿；可以增加散热；可以改善导电，改善导线性能；另外，铜导线镀锡还可以防止绝缘发粘，线芯发黑变脆，并提高其可焊性能。六类铜线较常规铜线直径小，相同电阻情况下绞合导线抗拉强度高，相同截面情况下弯曲半径小，抗弯曲能力强。
15.在上述任一方案中优选的是，在各所述所述绞合导线之间、半导电弹性体层及绝缘层之间的空隙内均填充有加强件。
16.本实用新型中，芳纶纤维绳由芳纶1414组成；半导电层，在芳纶纤维绳外采用挤塑机挤包一层半导电弹性体材料，半导电屏蔽料起到均匀电场的作用；绞合导线，每股绞合导线由六类绞合镀锡软铜丝在束丝机上绞合而成，然后将由芳纶纤维绳和半导电弹性体层组成的内部加强芯与绞合导线在绞线机上绞合成内部导体，选择最优的绞合节距，提高成品的弯曲性能；绝缘层，采用挤塑机在内部导体外挤包一层绝缘层，绝缘料采用105℃辐照交联乙丙橡胶，螺杆采用专用螺杆；外护层，采用挤塑机在绝缘层外挤包一层外护层，外护层采用105℃辐照cpe弹性体护套料，螺杆采用专用螺杆；电缆挤包完外护层，采用ab型高频高压电子加速器对电缆进行辐照交联，提高绝缘护套的机械强度，耐弯曲性能，提高电缆的载流量，使用寿命。
17.本实用新型还提供一种超柔性高强度耐弯曲软电缆的加工生产方法，包括如下步骤：
18.s1：金属拉制：
19.在拉制的过程中采用往复多次拉丝的方式，且拉丝模具模孔的内径逐渐减小。
20.s2：针对上述拉丝完成的金属丝进行加热退火处理。
21.s3：将s2中处理后的拉丝进行绞制绞合处理。
22.s4：绞合多股芳纶形成芳纶绳束，同时在形成的芳纶绳束的外围挤包半导电弹性体材料，最终形成包覆有半导电弹性体的绝缘线芯。
23.s5：将上述制成的绞合导线附在绝缘线芯的外围，然后将整体绑扎，绑扎后填充加强件，同时在形成的捆绑件的外围挤包辐照交联乙丙橡胶，形成绝缘层。
24.s6：将上述形成的绝缘层在此进行挤包操作，采用挤塑机在绝缘层外挤包一层外护层。
25.s7：电缆挤包完外护层，采用ab型高频高压电子加速器对电缆进行辐照交联。
26.s8：将上述所得电缆，按所需长度打捆成卷，得电缆成品。
27.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
28.1、本电缆整体性能优异，整体更加柔软，而且抗拉强度更强，弯曲半径更小、耐弯曲性能更优异。
29.2、本电缆的使用性能更稳定，使用寿命更长。
30.3、采用芳纶绳配合半导电弹性体层结构，能够在使用的过程中有效地均衡电场；另外，增设的加强件在大大增加抗拉强度的基础上，从而使电缆导体更加柔软，从而实现电缆优异的抗拉性能和最佳弯曲半径，耐折、耐弯曲性能。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
32.图1为本实用新型的超柔性高强度耐弯曲软电缆的结构示意图。
33.图中：1、芳纶纤维绳；2、半导电弹性体层；3、绞合软导线；4、绝缘层；5、外护层。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
35.本实用新型具体结构如图1中所示，一种超柔性高强度耐弯曲软电缆，包括绝缘线芯和外护层，所述绝缘线芯由内部导体和外部绝缘层组成，在内部导体的外侧挤包套设有绝缘层，所述绝缘层的外侧挤包套设所述外护层，所述内部导体包括内部加强芯和绞合导线，在所述内部加强芯的外部绞合有多股的所述绞合导线。
36.在上述任一方案中优选的是，所述内部加强芯由芳纶纤维绳和挤包设置在其外围的半导电弹性体层组成。
37.在本实用新型中，芳纶绳由芳纶丝组成，芳纶丝具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。
38.芳纶14的最大抗拉强度为2800mpa,断裂伸长率为15-25％。而普通镀锌钢丝的搞拉强度为315-495mpa。如采用芳纶丝为加强件并挤包一层半导电弹性体层(在此挤包半导电弹性体层的目的是均衡电场)分别放置在导体的中心。
39.软导体股线依附在挤包了芳纶丝半导电弹性体加强件的周围，在大大增加抗拉强
度的基础上，从而使电缆导体更加柔软，从而实现电缆优异的抗拉性能和最佳弯曲半径，耐折、耐弯曲性能。同理，在缆芯的中央和绝缘线芯绞合的缝隙之中填充该结构的加强件(挤包层为非半导电材料的弹性体材料)也能实现以上优异的性能。
40.在上述任一方案中优选的是，所述绝缘层采用辐照交联高强度乙丙橡胶制成，所述外护层采用辐照耐候高强度cpe弹性体制成。
41.在本实用新型中，绝缘层和外护层均为辐照交联材料，辐照交联电缆，经高能电子束辐照后，材料的分子结构从线形变成三维网状分子结构，耐温等级从非交联的70℃提高到90℃、105℃、125℃、135℃、甚至150℃，比同规格的电缆的载流量提高15-50％；由于辐照交联电缆避免了采用氢化物作为阻燃物，因此防止了交联时出现的预交联和因绝缘层吸收空气中的水分而使绝缘电阻下降现象，从而保证了绝缘电阻值；由于辐照交联后材料的耐温等级高，老化温度高，所以延长了电缆在使用过程中循环发热的使用寿命；传统的水蒸汽交联电缆的质量受水温度、挤制工艺、交联添加剂等因素的影响，质量不稳定，而辐照交联电缆的质量取决于电子束的辐照剂量，辐照剂量是由计算机控制，少了人为的因素，所以质量稳定。
42.在上述任一方案中优选的是，各所述绞合导线均由六类绞合镀锡铜丝组成且紧密绞合在由由芳纶纤维绳和挤包半导电弹性体组成的加强芯上。
43.镀锡铜线是指在铜线表面镀上一薄层金属锡的铜线。镀锡铜线材质比较柔软，导电性能良好，与裸铜线相比，其耐蚀性、抗氧化性能更强，可大大延长弱电线缆的使用寿命。铜线镀锡主要是为了防止铜暴露在空气中而被氧化形成一层膜——铜绿。而铜绿的导电性很差，会增加电阻。镀锡的铜线可防止发生氧化还原反应，产生铜绿；可以增加散热；可以改善导电，改善导线性能；另外，铜导线镀锡还可以防止绝缘发粘，线芯发黑变脆，并提高其可焊性能。六类铜线较常规铜线直径小，相同电阻情况下绞合导线抗拉强度高，相同截面情况下弯曲半径小，抗弯曲能力强。
44.在上述任一方案中优选的是，在各所述所述绞合导线之间、半导电弹性体层及绝缘层之间的空隙内均填充有加强件。
45.本实用新型中，芳纶纤维绳由芳纶1414组成；半导电层，在芳纶纤维绳外采用挤塑机挤包一层半导电弹性体材料，半导电屏蔽料起到均匀电场的作用；绞合导线，每股绞合导线由六类绞合镀锡软铜丝在束丝机上绞合而成，然后将由芳纶纤维绳和半导电弹性体层组成的内部加强芯与绞合导线在绞线机上绞合成内部导体，选择最优的绞合节距，提高成品的弯曲性能；绝缘层，采用挤塑机在内部导体外挤包一层绝缘层，绝缘料采用105℃辐照交联乙丙橡胶，螺杆采用专用螺杆；外护层，采用挤塑机在绝缘层外挤包一层外护层，外护层采用105℃辐照cpe弹性体护套料，螺杆采用专用螺杆；电缆挤包完外护层，采用ab型高频高压电子加速器对电缆进行辐照交联，提高绝缘护套的机械强度，耐弯曲性能，提高电缆的载流量，使用寿命。
46.本实用新型还提供一种超柔性高强度耐弯曲软电缆的加工生产方法，包括如下步骤：
47.s1：金属拉制：
48.利用拉丝器械通过拉伸模具模孔，使金属截面减小、长度增加、强度提高。
49.在拉制的过程中采用往复多次拉丝的方式，且拉丝模具模孔的内径逐渐减小，用
以实现拉制金属的截面逐渐减小，提高拉制强度效果以及表面的平滑度。
50.s2：针对上述拉丝完成的金属丝进行加热退火处理，通过再结晶来提高金属丝的韧性、降低金属丝的强度，同时防止金属丝的氧化。
51.s3：将s2中处理后的拉丝进行绞制绞合处理，绞合处理时导电线芯采取多根单丝绞合而成，采用先束绞在将束绞后的线束进行同心复绞后形成绞合导线，采用先束绞再同心复绞可以用以达到更好地强度与绞合紧密度，提高导线的性能，同时，提高电线电缆的柔软度，以便于敷设安装；在绞合金属丝的同时采用紧压形式，使普通圆形变异为半圆、扇形、瓦形和紧压的圆形，从而到达减少导线的占用面积、缩小电缆的几何尺寸的目的。
52.s4：绞合多股芳纶形成芳纶绳束，同时在形成的芳纶绳束的外围挤包半导电弹性体材料，最终形成包覆有半导电弹性体的绝缘线芯。
53.s5：将上述制成的绞合导线附在绝缘线芯的外围，然后将整体绑扎，绑扎后填充加强件，同时在形成的捆绑件的外围挤包辐照交联乙丙橡胶，形成绝缘层。
54.s6：将上述形成的绝缘层在此进行挤包操作，采用挤塑机在绝缘层外挤包一层外护层。
55.s7：电缆挤包完外护层，采用ab型高频高压电子加速器对电缆进行辐照交联，提高绝缘护套的机械强度，耐弯曲性能，提高电缆的载流量，使用寿命。
56.s8：将上述所得电缆，按所需长度打捆成卷，得电缆成品。
57.本实用新型设计的一种超柔性高强度耐弯曲软电缆，能使正常状态下的软电缆通过加强件结构的设计，保证软电缆更柔软，抗拉强度更强，弯曲半径更小、耐弯曲性能更优异，且使用性能更稳定，使用寿命更长。
58.以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
59.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。