АВТОРЕГУЛЯТОР НАМОТКИ Российский патент 1996 года по МПК B21C47/02 

Авторегулятор намотки относится к обработке металлов давлением и может быть использован при производстве проволоки.

Известен регулятор намотки проволоки на разъемную катушку, содержащий виткоукладчик, привод вращения катушки, состоящий из электродвигателя, индукторной муфты скольжения, коробки скоростей, клиноременной передачи и тормоза. (Авт. св. N 837447, М.кл. В21С 47/04, 1981 г.).

Это устройство сложно по конструкции. Регулирование намотки на изменяющийся диаметр катушки производят за счет муфты скольжения. Этим устройством трудно обеспечить качественную намотку из-за нестабильности передачи вращения муфтой.

Известно наматывающее устройство, содержащее вал, ведущую втулку и расклинивающий механизм в виде секторов с жестко закрепленными на них пальцами. Расклинивание производится за счет обратного вращения вала. (Авт.св. 272257, М.кл. В21С 47/04, 1968).

Известен наиболее близкий к предложенному авторегулятор намотки, содержащий ведущий и ведомый валы, установленную на ведомом валу катушку и приводной механизм. Приводной механизм содержит электродвигатель, приводной ролик, соединенный с фрикционным диском посредством обратной механической связи, выполненной в виде регулируемой пары винт-гайка, зубчатого колеса, установленного на винте, зубчатого сектора, связанного зацеплением с зубчатым колесом и системы передач, связывающей ведомый вал с фрикционным диском и зубчатым сектором.

Винт установлен с возможностью вращения, а гайка установлена с возможностью контакта с ведущим валом и фрикционным диском. (Авт.св. N 766700, М.кл. В21С 47/02, 1980 г.).

Это устройство сложно по конструкции и трудоемко в изготовлении и обслуживании. Фрикционные диски ограничивают диапазон регулировки с переходом с одного технологического режима на другой при изменении скоростей намотки, кроме того требуется использование дополнительных сменных шестерен, установка которых требует остановки агрегата и последующей их дополнительной настройки. Использование в устройстве сдвоенной муфты обгона снижает стабильность работы.

Целью изобретения является упрощение конструкции, облегчение обслуживания и повышение надежности намотки с обеспечением постоянства линейной скорости вращения катушки при изменении угловой скорости и диаметра намотки на катушке.

Эта цель достигается тем, что в авторегуляторе, содержащем ведущий и ведомый валы, катушку, установленную на ведомом валу и приводной механизм, приводной механизм выполнен в виде силового цилиндра и связанного с ним узла преобразования возвратно-поступательного движения цилиндра во вращательное движение ведомого вала, включающего жестко установленное на ведомом валу зубчатое колесо и систему двух параллельно установленных зубчатых реек жестко связанных между собой на расстоянии большем диаметра зубчатого колеса и установленных в шлицевом элементе с возможностью вертикального перемещения реек, при этом шлицевой элемент соединен со штоком силового цилиндра, а зубчатые рейки снабжены копиром для поочередного введения реек в зацепление с зубчатым колесом при изменении направления движения штока.

На чертежах изображено:
фиг. 1 общий вид предложенного авторегулятора, установка его на намоточном устройстве (вид сверху),
фиг.2 разрез А-А предложенного авторегулятора при движении вправо,
фиг.3 тоже, при движении влево,
фиг.4 свободное расположение упорного элемента на направляющей балке.

Авторегулятор (фиг. 1) содержит ведущий вал 1, ведомый вал 2, катушку 3 установленную на ведомом валу 2 и приводной механизм 4. Приводной механизм 4 выполнен в виде силового, например пневматического, цилиндра 5 и связанного с ним узла 6 преобразования возвратно-поступательного движения цилиндра 5 во вращательное движение ведущего вала 1.

Узел 6 содержит зубчатое колесо 7 жестко установленное на ведомом валу 1 и систему двух параллельно установленных зубчатых реек 8, 9, концы которых с одной стороны жестко связаны между собой планкой 10, а с другой стороны установлены в шлицевом элементе 11 с возможностью их совместного вертикального перемещения, фиг.2,3. Шлицевой элемент 11 соединен со штоком 12 силового цилиндра 5. Зубчатые рейки 8, 9 расположены на расстоянии L большем диаметра Д зубчатого колеса 7.

Зубчатые рейки 8, 9 снабжены копирами 13, 14 для поочередного введения реек 8, 9 в зацеплении с зубчатым колесом при изменении направления движения штока 12.

Копиры 13, 14 могут быть выполнены в виде упорных элементов 15, 16 и системы вырезов 17, 18. При этом в нижнем копире 14 упорные элементы 16 закреплены на нижней зубчатой рейке 9, а в верхнем копире 13 в направляющей балке 19. Вырезы 18 нижнего копира 14 расположены в направляющей балке 20, а вырезы 17 верхнего копира 13 в верхней зубчатой рейке 8.

Авторегулятор намотки работает следующим образом: в исходном положении (принятом условно фиг. 2) элементы 16 нижнего копира 14 утоплены в вырезах 18, а зубчатая рейка находится в зацеплении с зубчатым колесом 7 и прижата упорным элементом 15.

При движении штока 12 вправо упорные элементы 16, скользя по боковой поверхности вырезов 18, выходят на верхнюю поверхность направляющей балки 20 (фиг. 4) и свободно располагаются на ней, на балке, не оказывая влияния на зацепление верхней рейки 8 с зубчатым колесом 7.

В это время рейка 8 перемещается вправо, находясь в состоянии постоянного распорного воздействия от верхнего упорного элемента 15, до крайнего правого положения с утоплением упорного элемента 15 в крайнем левом вырезе 17 зубчатой рейки 8. При этом происходит снятие распорного (прижимного) воздействия со стороны упорного элемента 15 на рейку 8. Одновременно нижние упорные элементы 16 утапливаются в вырезах 18.

При движении штока 12 влево упорные элементы 16 (фиг.3) выходят из вырезов 18 на поверхность балки 20 и располагаются в положение распорного воздействия на зубчатую рейку 9, введя ее в зацепление с зубчатым колесом 7, при этом обе зубчатые рейки 8, 9, будучи жестко связанными планкой 10, перемещаются в шлицевом элементе 11.

Таким образом, происходит поочередное изменение зацепления зубчатых реек 8, 9 с зубчатым колесом 7 с сохранением вращения колеса 7 в одном направлении. Вращение колеса 7 передается на вал 1 и с помощью вала 2 на катушку 3, а так же с помощью клиноременной передачи 21 на механизм виткоукладчика 22.

При изменении диаметра намотки проволоки на катушку 7 происходит изменение угловой скорости наматывания проволоки (при увеличении диаметра происходит уменьшение угловой скорости намотки) и т.к. натяжение проволоки между вытяжным барабаном 23 и намоточной катушкой 7 постоянно, силовой цилиндр 5 вынужден изменять режим своей работы (количество ходов штока в единицу времени).

Выполнение приводного механизма в виде силового цилиндра и связанного с ним узла преобразования возвратно-поступательного движения цилиндра во вращательное движение ведомого вала, выполненного в виде установленного на ведомом валу зубчатого колеса и системы двух параллельно установленных зубчатых реек, снабженных копиром для поочередного введения реек в зацепление с зубчатым колесом, позволяет упростить конструкцию и повысить надежность работы. Не требуется использование фрикционных дисков, дополнительных сменных шестерен и сдвоенных муфт обгона. Исключаются обрывы проволоки в виду того, что усилие силового цилиндра менее разрывного усилия проволоки. В случае запутывания проволоки механизм останавливается без разрыва проволоки.

Предложенный авторегулятор намотки обеспечивает использование в качестве рабочего хода оба направления движения штока и обеспечивает постоянство натяжения проволоки между вытяжным барабаном и намоточной катушкой независимо от изменяющегося диаметра намотки проволоки на катушке за счет изменения скорости хода штока силового цилиндра.

Использование: изобретение может быть использовано для производства проволоки. Существо: изобретение упрощает конструкцию, облегчает обслуживание и повышает надежность намотки. Авторегулятор содержит ведущий вал 1, ведомый вал 2, катушку 3 и приводной механизм 4 в виде силового цилиндра 5 и связанного с ним узла 6 преобразования возвратно-поступательного движения цилиндра 5 во вращательное движение ведущего вала 1 в виде зубчатого колеса 7 и системы двух параллельно установленных зубчатых реек 8, 9 и копиров 13, 14. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Авторегулятор намотки, содержащий ведущий и ведомый валы, установленную на валу катушку, приводной механизм, отличающийся тем, что приводной механизм выполнен в виде силового цилиндра и связанного с ним узла преобразования возвратно-поступательного движения цилиндра во вращательное движение ведомого вала, включающего установленное жестко на ведомом валу зубчатое колесо и систему двух параллельно установленных зубчатых реек, жестко связанных между собой на расстоянии, большем диаметра зубчатого колеса, и установленных в шлицевом элементе с возможностью вертикального перемещения реек и поочередного их сцепления с зубчатым колесом, при этом шлицевой элемент соединен с штоком силового цилиндра, и копир для поочередного введения реек в зацепление с зубчатым колесом при изменении направления движения штока, расположенных на расстоянии друг от друга, равном ходу штока. 2. Авторегулятор по п.1, отличающийся тем, что копиры выполнены в виде системы упорных элементов, а в торцевых зонах рейки выполнены соответствующие им вырезы.