一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜，光單元和控制單元螺旋絞合在一起，接地線單元分布在光單元和控制單元之間的間隙中構(gòu)成內(nèi)層纜芯，在內(nèi)層纜芯的光單元、控制單元和接地線單元的間隙中進(jìn)行水密填充，在內(nèi)層纜芯外有繞包層；動力單元和填充芯螺旋絞合在內(nèi)層纜芯的周圍，接地線單元分布在動力單元和填充芯之間的間隙中構(gòu)成外層纜芯，在外層纜芯的動力單元、接地線單元和填充芯之間的間隙中進(jìn)行水密填充，在外層纜芯外有繞包層；在外層纜芯外部擠包有內(nèi)護(hù)層，內(nèi)護(hù)層外絞合有鎧裝層。本實用新型有效地解決了金屬鎧裝電纜鋼絲鎧裝層內(nèi)部層與層之間在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面存在的扭矩偏差，保證金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時無旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種金屬鎧裝電纜，具體涉及一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬鎧裝電纜作為深海ROV (Remotely Operated Vehicle)、水下拖曳系統(tǒng)與母船的重要連接載體，是深海R0V、拖體等水下探測系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，具有動力傳輸、光纖通信、銅纜通訊、遙控指令傳遞、視頻影像傳輸、ROV/拖體收放承載等綜合功能，具有較高的強(qiáng)度/重量比、靈活的彎曲特性、優(yōu)良的耐腐蝕、耐磨損和反復(fù)收放能力。金屬鎧裝電纜的鋼絲鎧裝層一般由2或3層超高強(qiáng)度鋼絲反方向絞合而成，使其具備滿足使用要求的機(jī)械強(qiáng)度。一般情況下，金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時容易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，即打扭，嚴(yán)重時金屬鎧裝電纜發(fā)生斷裂，導(dǎo)致深海R0V、拖體等水下探測系統(tǒng)丟失，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了避免金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時出現(xiàn)打扭的現(xiàn)象，鋼絲鎧裝層在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行扭矩平衡設(shè)計，消除鋼絲鎧裝層內(nèi)部層與層之間在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面存在的扭矩偏差，保證金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時無旋轉(zhuǎn)。
實用新型內(nèi)容
[0003]實用新型目的:為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜，可以有效的解決金屬鎧裝電纜鋼絲鎧裝層內(nèi)部層與層之間在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面存在的扭矩偏差，保證金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時無旋轉(zhuǎn)。
[0004]技術(shù)方案:一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜，包括光單元、控制單元、動力單元、接地線單元、填充芯、繞包層、水密填充、內(nèi)護(hù)層和鎧裝層，光單元和控制單元螺旋絞合在一起，接地線單元分布在光單元和控制單元之間的間隙中構(gòu)成內(nèi)層纜芯，在內(nèi)層纜芯的光單元、控制單元和接地線單元的間隙中進(jìn)行水密填充，在內(nèi)層纜芯外有繞包層；動力單元和填充芯螺旋絞合在內(nèi)層纜芯的周圍，接地線單元分布在動力單元和填充芯之間的間隙中構(gòu)成外層纜芯，在外層纜芯的動力單元、接地線單元和填充芯之間的間隙中進(jìn)行水密填充，在外層纜芯外有繞包層；在外層纜芯外部擠包有內(nèi)護(hù)層，內(nèi)護(hù)層外絞合有鎧裝層。
[0005]鎧裝層采用了扭矩平衡設(shè)計方法。
[0006]本實用新型的有益效果是:
[0007]一般情況下，金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時容易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，即打扭，嚴(yán)重時金屬鎧裝電纜發(fā)生斷裂，導(dǎo)致深海R0V、拖體等水下探測系統(tǒng)丟失，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。本發(fā)明可以有效的解決金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時出現(xiàn)的打扭現(xiàn)象，消除鋼絲鎧裝層內(nèi)部層與層之間在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面存在的扭矩偏差，保證金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時無旋轉(zhuǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖中:1_光單元、2-控制單元、3-動力單元、4-接地線單元、5-填充芯、6-繞包層、7-水密填充、8-內(nèi)護(hù)層、9-鎧裝層；
[0010]圖2為本實用新型的鋼絲扭矩示意圖；
[0011]圖3為本實用新型的鋼絲切向力示意圖；
[0012]圖4為本實用新型的鋼絲絞合角示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0014]實施例
[0015]如圖1所示，一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜，包括光單元1、控制單元2、動力單元3、接地線單元4、填充芯5、繞包層6、水密填充7、內(nèi)護(hù)層8、鎧裝層9。
[0016]光單元I和控制單元2螺旋絞合在一起，接地線單元4分布在光單元I和控制單元2之間的間隙中構(gòu)成內(nèi)層纜芯，在內(nèi)層纜芯的光單元1、控制單元2和接地線單元4的間隙中進(jìn)行水密填充7，在內(nèi)層纜芯外有繞包層6 ;動力單元3和填充芯5螺旋絞合在內(nèi)層纜芯的周圍，接地線單元4分布在動力單元3和填充芯5之間的間隙中構(gòu)成外層纜芯，在外層纜芯的動力單元3、接地線單元4和填充芯5之間的間隙中進(jìn)行水密填充7，在外層纜芯外有繞包層6 ;在外層纜芯外部擠包有內(nèi)護(hù)層8，內(nèi)護(hù)層8外絞合有鎧裝層9。
[0017]鎧裝層9由2層超高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲反方向絞合而成，其扭矩平衡設(shè)計方法:
[0018]根據(jù)圖2:
P* D
[0019]T =-

2
[0020]根據(jù)圖3和圖4:
P
[0021]sin<9 =—
W
w_
[0022]

ε
[0023]P = Ε*Α* ε *sin θ
Γ ?Ε* Α*ε* D*SinO
[0024]T =-

2
「 ? -cp _ N* Ε* Α* ε* D* ?ηθ
[0025]2-,Τ =---
[0026]=

Yd Ti Ni * E1 * Ai * Si * Di * Oi
[0027]內(nèi)層鋼絲和外層鋼絲的E和ε相同，則:
_ N0*A0*D0*SinO0[00281 —-
L 」τ N * A* Di^smdi
A? 7
[0029]A=-A-「 nD Ar0 * * D0 * Sineti
[0030]Rr = —~2_O-L
τ N^?: ^D-1fSm0.
[0031]式中:Α——單根鋼絲面積；
[0032]d——鋼絲直徑；
[0033]D——銷裝層節(jié)圓直徑；
[0034]E——鋼絲彈性模量；
[0035]N——單層鋼絲根數(shù)；
[0036]P——鋼絲切向力；
[0037]Rt——扭矩系數(shù)；
[0038]T——扭矩；
[0039]W——鋼絲抗拉強(qiáng)度；
[0040]Θ——鋼絲絞合角度；
[0041]ε-鋼絲應(yīng)變；
[0042]ο——外層鋼絲；
[0043]i——內(nèi)層鋼絲。
[0044]采用了上述扭矩平衡設(shè)計方法，可以有效的解決金屬鎧裝電纜鋼絲鎧裝層內(nèi)部層與層之間在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面存在的扭矩偏差，保證金屬鎧裝電纜在承受工作載荷時無旋轉(zhuǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜，其特征在于:包括光單元(I)、控制單元(2)、動力單元(3)、接地線單元(4)、填充芯(5)、繞包層(6)、水密填充(7)、內(nèi)護(hù)層(8)和鎧裝層(9)，光單元(I)和控制單元(2)螺旋絞合在一起，接地線單元(4)分布在光單元(I)和控制單元(2)之間的間隙中構(gòu)成內(nèi)層纜芯，在內(nèi)層纜芯的光單元(I)、控制單元(2)和接地線單元(4)的間隙中進(jìn)行水密填充(7)，在內(nèi)層纜芯外有繞包層￠);動力單元(3)和填充芯(5)螺旋絞合在內(nèi)層纜芯的周圍，接地線單元(4)分布在動力單元(3)和填充芯(5)之間的間隙中構(gòu)成外層纜芯，在外層纜芯的動力單元(3)、接地線單元(4)和填充芯(5)之間的間隙中進(jìn)行水密填充(7)，在外層纜芯外有繞包層(6);在外層纜芯外部擠包有內(nèi)護(hù)層(8)，內(nèi)護(hù)層⑶外絞合有鎧裝層(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于扭矩平衡設(shè)計的金屬鎧裝電纜，其特征在于:所述鎧裝層(9)采用了扭矩平衡設(shè)計方法。
【文檔編號】H01B7/17GK204045243SQ201420400230
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】栗雪松, 蔡炳余, 張建民, 馬志金, 胡明 申請人:中天科技海纜有限公司