УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ НИТИ Российский патент 1997 года по МПК B65H54/28 

Изобретение относится к производству кабельной продукции, требующей равномерной раскладки ее в процессе намотки на приемные изделия (шпули, бобины, катушки и т.п. далее бобины), а также может быть использовано на предприятиях по ремонту электротехнического оборудования, когда в процессе восстановления меди обмоток электрических машин необходимо перемотать их провода или шины на бобины.

Цель изобретения упрощение конструкции, снижение трудоемкости ее изготовления и упрощение процесса переналадки при изменении поперечного размера наматываемой продукции.

Цель достигается описываемым устройством, включающим приводной вал, связанный с приводом, кулачок с замкнутым винтовым пазом на его наружной поверхности и цилиндрической полостью, ось которой совпадает с осью кулачка, бобинодержатель и толкатель, входящий в зацепление с винтовым пазом кулачка.

В цилиндрической полости кулачка с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения размещен поршень, жестко закрепленный к корпусу или жестко связанному с ним элементу, в частности к корпусу подшипникового узла приводного вала, с калиброванным отверстием, сообщающим полость кулачка с наружной средой и клапаном, установленном в нем с возможностью осевого перемещения, и взаимодействующим с калиброванным отверстием, толкатель закреплен на приводном валу, а бобинодержатель установлен на кулачке жестко.

На фиг. 1 изображено продольное сечение устройства в варианте крепления поршня к корпусу устройства; на фиг. 2 вариант крепления поршня к корпусу подшипникового узла приводного вала.

Устройство состоит (фиг. 1) из полого приводного вала 1, кинематически связанного с приводом при помощи установленной на нем звездочки 2 (шкива, зубчатого колеса) и с закрепленным в нем толкателем 3, входящим в зацепление с замкнутым винтовым пазом 4 кулачка 5. Кулачок имеет внутреннюю полость 6, выполненную в виде глухого цилиндрического отверстия, в которой размещен поршень 7 с уплотнительным элементом 8, жестко закрепленный в корпусе 9 устройства (на фиг. 2 в корпусе 10 подшипникового узла приводного вала 1). В поршне 7 выполнены калиброванное отверстие 11 и отверстия 12, сообщающие полость 6 кулачка с наружной средой (в частности, с атмосферой) и установлен с возможностью осевого перемещения клапан 13, взаимодействующий с калиброванным отверстием 11. На кулачке 5 жестко закреплен с помощью шпонки 14 (может быть другой вариант закрепления) бобинодержатель 15.

Устройство работает следующим образом.

Крутящий момент привода через звездочку 2 вращает приводной вал 1 и далее через толкатель 3 кулачок 5, при этом, передающая крутящий момент сила в месте контакта толкателя с одной из боковых стенок паза 4 раскладывается на две составляющие, соотношение величин которых определяется углом подъема винтовой линии паза. Первая составляющая это осевая сила, заставляющая кулачок вместе с закрепленным на ней бобинодержателем 15 перемещаться вдоль продольной оси устройства, обеспечивая раскладку нити (кабеля, провода и т.п.) по ширине бобины, а вторая составляющая заставляет кулачок с бобинодержателем вращаться, преодолевая усилие натяжения нити, обеспечивая тем самым ее намотку на бобину; при этом, замкнутость винтового паза 4 делает перемещение кулачка с бобинодержателем вдоль продольной оси устройства возвратно-поступательным.

Таким образом, бобинодержатель 15 совершает сложное движение, состоящее из:
возвратно-поступательного осевого движения с определенной частотой;
вращательного движения вокруг своей оси с частотой приводного вала 1 за вычетом частоты возвратно-поступательного осевого движения, так как одно такое движение "вперед-назад" равносильно одному обороту приводного вала относительно кулачка.

При возвратно-поступательном движении кулачка 5 воздух из цилиндрической полости 6 прокачивается в наружную среду и обратно через калиброванное отверстие 11 и отверстия 12; причем, частота этого движения зависит от количества прокачиваемого воздуха в единицу времени и теоретически равна
,
где n частота возвратно-поступательного осевого движения кулачка (бобинодержателя), количество двойных движений в секунду;
Q_с количество прокачиваемого воздуха из полости 6 в наружную среду и обратно, м³/с;
D_п диаметр поршня, м.

Дросселируя клапаном 13 количество прокачиваемого в секунду воздуха, т. е. величину Q_с, можно получить любую необходимую частоту (в пределах от нуля до частоты вращения приводного вала), которая требуется для раскладки продукции с данным поперечным размером (необходимо, чтобы за один оборот бобинодержатель сдвинулся вдоль продольной оси на величину поперечного размера раскладываемой продукции).

Технико-экономическая эффективность при использовании предлагаемого устройства определяется следующими факторами:
упрощена конструкция, снижены ее материалоемкость и трудоемкость изготовления благодаря исключению из устройства одного приводного вала с элементами кинематической связи и одного классного отверстия, требующего высокой точности и чистоты обработки поверхности; упрощен процесс переналадки устройства при изменении поперечного размера наматываемой продукции в данном устройстве этот процесс сведен к повороту клапана для увеличения или уменьшения расхода воздуха через калиброванное отверстие, причем, эту операцию можно производить при работающем устройстве для корректировки раскладки нити на бобине.

Использование: производство кабелей. Задача изобретения: равномерная укладка кабелей при намотке на барабаны. Сущность использования: устройство состоит из полого вала 1, кинематически связанного с приводом. На валу закреплен толкатель 3, входящий в зацепление с замкнутым винтовым пазом 4 кулачка 5. Кулачок имеет внутреннюю полость 6, выполненную в виде глухого цилиндрического отверстия, в которой размещен поршень 7, жестко закрепленный в корпусе 9 устройства или в элементе, жестко с ним связанным. В поршне 7 выполнены калиброванное отверстие 11 и отверстия 12, сообщающие полость 6 с наружной средой (в частности с атмосферой) и установлен с возможностью осевого перемещения клапан 13, взаимодействующий с калиброванным отверстием 11, а на кулачке 5 жестко закреплен бобинодержатель 15. 2 ил.

Устройство для намотки нити, содержащее корпус, приводной вал, кулачок с замкнутым винтовым пазом на его наружной поверхности и осевой цилиндрической полостью, толкатель, входящий в зацепление с пазом кулачка, и бобинодержатель, установленный коаксиально кулачку с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем, что оно имеет размещенный в полости кулачка неподвижный поршень с калиброванным отверстием для сообщения полости кулачка с наружной средой и осевой регулировочный клапан, размещенный в поршне с возможностью взаимодействия с отверстием, при этом толкатель закреплен на приводном валу, а бобинодержатель установлен на кулачке жестко.