МЕХАНИЗМ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ НАМОТКИ НА ТКАЦКОМ НАВОЕ ШЛИХТОВАЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2002 года по МПК D02H13/00 

Изобретение относится к текстильному машиностроению и может быть использовано на перегонной, сновальной и машинах такого же типа при подготовке основных нитей к ткачеству в текстильной промышленности.

Известен механизм для уплотнения намотки, реализующий способ формирования идентичных сновальных паковок, содержащий бесконтактный датчик числа оборотов паковки, микропроцессор и исполнительный элемент /1/.

Однако для применения этого устройства необходима математическая модель намотки, закладываемая в память микропроцессора, которая заранее не известна. Кроме того, наличие микропроцессора и бесконтактного датчика числа оборотов усложняет конструкцию механизма и делает его дорогостоящим.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является техническое решение /2/, в котором механизм для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины содержит контактирующую с наматываемыми нитями скалку, установленную на каретке, связанной посредством рычага с мембраной пневмокамеры, соединенной с редуктором давления, имеющим регулировочный винт. При этом ось поворота рычага, соединенного с кареткой, кинематически связана с регулировочным винтом редуктора давления, например, посредством зубчатой передачи. Применительно к современным шлихтовальным машинам данный механизм обеспечивает практически линейную зависимость угла поворота рычага, соединенного с кареткой, от текущего радиуса намотки пряжи /3/.

Для повышения качества намотки пряжи на навое этот механизм автоматически увеличивает по мере возрастания диаметра намотки уплотняющее усилие скалки по определенному закону. Однако полного послойного выравнивания плотности намотки не происходит /4/, так как механизм не обеспечивает необходимого для этого /5/ отвода уплотняющей скалки за каждый оборот навоя на постоянную величину, равную толщине наматываемого слоя нитей, определяющего удельную плотность намотки. Другим недостатком данного механизма является использование для своего функционирования сжатого воздуха, что помимо повышенного потребления энергии приводит к необходимости иметь компрессорную установку.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение качества намотки за счет повышения точности послойного выравнивания ее удельной плотности, а также снижение энергоемкости устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в механизме для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины, содержащем контактирующую с наматываемыми нитями скалку, установленную на каретке, связанной с рычагом, обеспечивающим линейную зависимость угла его поворота от радиуса намотки, согласно изобретению оси вращения ткацкого навоя и поворота рычага кинематически связаны между собой, а механизм дополнительно содержит средство подъема и опускания скалки при смене наработанных ткацких навоев, включающий кинематически соединенные реверсивный электродвигатель и муфту сцепления, а также средство кинематического соединения муфты с рычагом. Кинематическая связь осей вращения ткацкого навоя и поворота рычага выполнена в виде передачи, содержащей зубчатые звездочки, шестерни и червячные редукторы, причем для настройки механизма на создание определенной плотности намотки одна из зубчатых звездочек выполнена сменной. Муфта сцепления средства подъема и опускания скалки выполнена из двух полумуфт, расположенных на одной горизонтальной оси, при этом правая полумуфта установлена на оси с возможностью свободного вращения и представляет собой выполненные как единое целое шестерню, зубчатую звездочку и втулку с профильной горкой, а левая полумуфта установлена на оси с помощью шлицевого соединения с возможностью перемещения вдоль оси и выполнена в виде втулки с упорным кольцом и профильной горкой, входящей в зацепление с профильной горкой правой полумуфты, соединение обеих полумуфт осуществлено с помощью пружины, расположенной на оси муфты между упорным кольцом и гайкой, навернутой на ось, справа муфта снабжена стопорным кольцом, закрепленным на оси. Средство кинематического соединения муфты с рычагом, несущим скалку, выполнено в виде зубчатой передачи, одна из шестерен которой кинематически связана с червячным редуктором и рычагом с помощью шлицевого соединения с возможностью перемещения вдоль своей оси и контакта с шестерней муфты сцепления посредством хомутика с двуплечим рычагом.

Технический результат достигается тем, что механизм для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины, осуществляя за каждый оборот навоя активный отвод уплотняющей скалки строго на определенную величину, обеспечивает в процессе наматывания постоянным отношение приращения радиуса намотки к соответствующему приращению числа оборотов паковки, вследствие чего происходит послойное выравнивание удельной плотности намотки пряжи на навое и, тем самым, повышается качество намотки. Отсутствие дополнительных источников энергии (например, сжатого воздуха) для создания уплотняющего усилия скалки на намотку снижает энергоемкость механизма.

На фиг.1 изображен механизм для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины (вид сверху); на фиг.2 - вид по стрелке А; на фиг.3 - муфта сцепления.

Электродвигатель Д, редуктор 1, спаренные зубчатые звездочки 2, 3, 4 и 5, соединенные цепями на фиг.1 представляют собой привод ткацкого навоя 6 на шлихтовальной машине типа ШБ-11/140 /6/.

Механизм для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины содержит закрепленные на соответствующих валах зубчатые звездочки 7 и 8, соединенные цепью, и шестерню 9, входящую в зацепление с шестерней 10, закрепленной на оси червяка 11, входящего в зацепление с червячным колесом 12. На оси червячного колеса 12 с возможностью совместного вращения закреплена шестерня 13, установленная с возможностью зацепления шестерни 14. Последняя с помощью шлицевого соединения установлена с возможностью горизонтального перемещения на оси червяка 15 и может вращаться вместе с ним. Червяк 15 находится в зацеплении с червячным колесом 16, закрепленным на оси 17. На этой же оси закреплен одноплечий рычаг 18, другой конец которого жестко соединен с кареткой 19, несущей скалку 20, контактирующую с наматываемыми на навой нитями 21. Ось 17 установлена в подшипниках с возможностью вращения вместе с червячным колесом 16 и одноплечим рычагом 18. Длина этого рычага 18 и расположение его оси вращения относительно ткацкого навоя 6 обеспечивают (как это сделано, например, на современных шлихтовальных машинах /3/) линейную зависимость угла β (фиг.2) поворота рычага 18 от текущего радиуса ρ намотки пряжи:
β = к(ρ-ρ_o), рад, (1)
где ρ₀- радиус ствола ткацкого навоя, см;
к - постоянный коэффициент.

Для подъема и опускания уплотняющей скалки 20, каретки 19 и рычага 18 при смене наработанных ткацких навоев в данном механизме предусмотрено специальное средство.

Оно содержит реверсивный электродвигатель Д1 с закрепленной на его оси зубчатой звездочкой 22, соединенной цепью 23 с другой зубчатой звездочкой 24 муфты сцепления 25.

Муфта сцепления (фиг. 3) состоит из двух частей (полумуфт). Правая ее часть представляет собой выполненные как единое целое шестерню 26, звездочку 24 и втулку 27, имеющую профильную горку 28 с выступом. Все они посажены на ось 29 с возможностью свободного вращения и упираются в стопорное кольцо 30, закрепленное на этой оси Левая часть муфты содержит втулку 31, изготовленную совместно с упорным кольцом 32, и имеет на правом конце профильную горку 33 со впадиной. Втулка 31 с упорным кольцом и горкой закреплена с помощью щлицевого соединения 34 на оси 29 муфты с возможностью горизонтального перемещения и вращения вместе с осью, установленной в подшипниках 35. В целом муфта сцепления является упругим звеном, так как ее левая часть прижимается к правой с помощью пружины 36, одетой на ось 29 и упирающейся одним концом в кольцо 32, а другим - в гайку 37, навернутую на ось 29 и определяющую ее сжатие. При этом выступ профильной горки 28 входит во впадину другой профильной горки 33. При разъединении муфты 25 во время работы устройства упорное кольцо 32 имеет возможность контакта с конечным выключателем 38 электродвигателя Д1. Другой конечный выключатель 39 этого электродвигателя установлен (фиг. 2) с возможностью контакта с рычагом 18 при его нижнем положении.

Для кинематического соединения муфты сцепления 25 с рычагом 18, несущим скалку 20, средство подъема и опускания уплотняющей скалки при смене наработанных ткацких навоев имеет зубчатую передачу, содержащую шестерни 14 и 26.

Для перевода шестерни 14 в зацепление с шестерней 26 муфты сцепления и обратно, шестерня 14 имеет связанный с ней хомутик 40, в выточку которого входит верхняя часть рычага 41, выполненная в виде вилки. Нижняя часть рычага 41, имеющего ось вращения 42, шарнирно соединена с тягой 43, которая может перемещаться поступательно в горизонтальном направлении при воздействии на рукоятку 44.

Для настройки механизма (производится перед началом его работы) сначала рассчитывают необходимую величину δ_c отвода скалки 20 за каждый оборот навоя, которая равна приращению Δρ радиуса намотки или толщине наматываемого слоя нитей /7/

где m - число нитей, наматываемых на ткацкий навой;
T₀ - линейная плотность пряжи, текс;
П_в - видимый приклей пряжи, %;
Н - рассадка фланцев ткацкого навоя, см;
γ - задаваемый уровень выравненного значения удельной плотности намотки пряжи на навое, г/см³.

Затем, используя формулу (1), находят требуемый угол поворота рычага 18 за каждый оборот ткацкого навоя
Δβ = к•δ_c, рад. (3)
Передаточное отношение зубчатых звездочек, шестерен и червячных редукторов, осуществляющих кинематическую связь ткацкого навоя 6 с червячным колесом 16 и соединенным с ним рычагом 18, подобраны так, что две первые значащие цифры, полученные по формуле (3), равны числу зубьев сменной звездочки 7. Например, если Δβ = 0,00015 рад, то z₇=15. Для установки необходимого натяжения цепи, соединяющей сменную звездочку 7 со звездочкой 8, как и на других цепных передачах, предусмотрены натяжные звездочки (на схеме не показаны). После закрепления звездочки 7 с расчетным числом зубьев механизм готов к работе.

Работа механизма заключается в следующем.

После наработки ткацкого навоя шлихтовальщик с помощью рукоятки 44 сообщает тяге 43 поступательное перемещение влево, вследствие чего рычаг 41 поворачивается по часовой стрелке и шестерня 14 переводится в зацепление с шестерней 26 муфты сцепления, подготавливая средство подъема и опускания уплотняющей скалки 20, каретки 19 и рычага 18 к работе. Затем нажатием специальной кнопки "опускание скалки" (на схеме не показана) осуществляется запуск реверсивного электродвигателя Д1. При этом начинает вращаться зубчатая звездочка 22, передавая движение зубчатой звездочке 24 и соединенными с ней шестерне 26 и втулке 27 муфты сцепления. Вращение правой полумуфты происходит против часовой стрелки, если смотреть на муфту справа. Это вращение через горизонтальную часть выступа профильной горки 28 передается левой полумуфте, связанной с осью 29. Муфта вращаясь, приводит в движение шестерню 14, червяк 15 и червячное колесо 16 с рычагом 18 таким образом, что рычаг 18 с кареткой 19 и скалкой 20 отходит от навоя вниз. Когда рычаг 18 займет необходимое нижнее положение, он нажмет на конечный выключатель 39, и электродвигатель Д1 остановится. Тем самым создаются условия для смены ткацкого навоя.

После установки пустого навоя 6 и закрепления к нему нитей основы 21 шлихтовальщик путем нажатия кнопки "подъем скалки" включает электродвигатель Д1 во вращение в противоположном направлении. Муфта 25 начнет вращаться по часовой стрелке (если смотреть на нее справа), в результате чего рычаг 18 с кареткой 19 и скалкой 20 будет подниматься. После соприкосновения скалки 20 с намоткой сила давления ее на пряжу при продолжающейся работе электродвигателя Д1 будет возрастать. Это возрастающее усилие преодолевается правой частью муфты 25, которая, продолжая вращаться, надавит своей профильной горкой 28 на профильную горку 33 своей левой части, в результате чего муфта выйдет из зацепления. Левая полумуфта, преодолевая сопротивление пружины 36, переместится по шлицам 34 влево, кольцо 32 надавит на конечный выключатель 38 и электродвигатель Д1 остановится. Таким образом, при подъеме уплотняющей скалки данный механизм обеспечивает каждый раз постоянную силу давления скалки на намотку, обусловленную коэффициентом жесткости и величиной сжатия пружины 36.

Для последующего наматывания нитей на ткацкий навой шлихтовальщик с помощью поступательного движения рукоятки 44 вправо, поворачивает рычаг 41 против часовой стрелки и переводит шестерню 14 в зацепление с шестерней 13. При этом шестерня 26 освобождается и, за счет усилия пружины 36, левая полумуфта поворачивается так, что выступ ее профильной горки 28 входит во впадину правой профильной горки 33. Тем самым муфта сцепления 25 сжимается и приходит в исходное положение.

После нажатия кнопки "пуск" включается электродвигатель Д, вращательное движение которого через зубчатые звездочки 2, 3, 4 и 5 передается ткацкому навою 6. Благодаря кинематической связи, осуществляемой через зубчатые звездочки 5, 4, 3, 2, 7, 8, шестерни 9, 10, червяк 11, червячное колесо 12, шестерни 13, 14, червяк 15 и червячное колесо 16, вращательное движение ткацкого навоя 6 передается рычагу 18, который производит активный (принудительный) отвод уплотняющей скалки 20 в направлении возрастания радиуса намотки. При этом за каждый оборот ткацкого навоя в процессе его наматывания скалка автоматически отводится на постоянную расчетную величину, вследствие чего осуществляется послойное выравнивание удельной плотности намотки до заданного уровня.

Отличительной особенностью данного механизма является то, что кинематическая связь ткацкого навоя 6 с рычагом 18 является односторонней, то есть вращение навоя приводит к отводу уплотняющей скалки, а обратное невозможно. Это обусловлено наличием в кинематической схеме механизма червячных редукторов 11, 12 и 15, 16. Указанное свойство кинематической связи позволяет предотвратить отход рычага 18 со скалкой от намотки под действием их собственного веса при останове шлихтовальной машины (в случае необходимости) в любой момент процесса наматывания.

Использование данного изобретения позволяет за счет повышения качества намотки пряжи на навое снизить обрывность основных нитей и количество отходов в процессе ткачества, улучшить качество вырабатываемой ткани и уменьшить загрузку проборно-узловязального отдела. Для создания силы давления скалки на намотку в данном устройстве отпадает необходимость в дополнительных источниках энергии (например, сжатого воздуха), что снижает энергоемкость шлихтовальной машины.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент СССР 1631923 A1, МКИ В 65 Н 77/00, D 02 Н 13/10. Способ управления намоткой паковок с одинаковой структурой и устройство для его осуществления / Ю.К. Кутьин, Н.И. Генварев. А.Н. Смирнов и др.

2. А. с. 770561 СССР, МКИ B 05 С 11/00, D 02 Н 13/00. Механизм для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины / В.Л. Маловер и Е.Д. Ефремов (СССР). - 2670466/23-12, Заявл. 02.10.78; Опубл. 15.10.80; Бюл. 38. - 1980. - С.25.

3. В. Л. Маховер. О механизме уплотнения основы на ткацком навое шлихтовальной машины // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности -1983 - 2 - С. 102-105.

4. Маховер В. А. Булыгин А.Н. Новый механизм для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины и его экспериментальное исследование Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1985. - 2. - С. 109-113.

5. М.А Меркурьев. В.Н. Егоров. Расчет оптимальных натяжений нитей основы в автоматизированных системах управления сновальных и шлихтовальных машин. Применение автоматики и устройств вычислительной техники в системах управления в текстильной промышленности: Межвузовский сборник научных трудов Ивановского энергетического института им. В.И. Ленина: издание Ивановского государственного университета: Иваново, 1981, с.35 (формула 1).

Изобретение относится к текстильному машиностроению и может быть использовано на перегонной, сновальной и других машинах такого же типа для подготовки основных нитей к ткачеству в текстильной промышленности. Технический результат - механизм позволяет улучшить качество намотки за счет повышения точности послойного выравнивания ее удельной плотности, а также снизить энергоемкость устройства за счет того, что оси вращения ткацкого навоя и поворота рычага кинематически связаны между собой, а механизм дополнительно содержит средство подъема и опускания скалки при смене наработанных ткацких навоев и включает кинематически соединенные реверсивный электродвигатель и муфту сцепления, а также средство кинематического соединения муфты с рычагом. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Механизм для уплотнения намотки на ткацком навое шлихтовальной машины, содержащий контактирующую с наматываемыми нитями скалку, установленную на каретке, связанной с рычагом, обеспечивающим линейную зависимость угла его поворота от радиуса намотки, отличающийся тем, что оси вращения ткацкого навоя и поворота рычага кинематически связаны между собой, а механизм дополнительно содержит средство подъема и опускания скалки при смене наработанных ткацких навоев, включающий кинематически соединенные реверсивный электродвигатель и муфту сцепления, а также средство кинематического соединения муфты с рычагом. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что кинематическая связь осей вращения ткацкого навоя и поворота рычага выполнена в виде передачи, содержащей зубчатые звездочки, шестерни и червячные редукторы, причем для настройки механизма на создание определенной плотности намотки одна из зубчатых звездочек выполнена сменной. 3. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что муфта сцепления средства подъема и опускания скалки выполнена из двух полумуфт, расположенных на одной горизонтальной оси, при этом правая полумуфта установлена на оси с возможностью свободного вращения и представляет собой выполненные как единое целое шестерню, зубчатую звездочку и втулку с профильной горкой, а левая полумуфта установлена на оси с помощью шлицевого соединения с возможностью перемещения вдоль оси и выполнена в виде втулки с упорным кольцом и профильной горкой, входящей в зацепление с профильной горной правой полумуфты, соединение обеих полумуфт осуществлено с помощью пружины, расположенной на оси муфты между упорным кольцом и гайкой, навернутой на ось, справа муфта снабжена стопорным кольцом, закрепленным на оси. 4. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что средство кинематического соединения муфты с рычагом, несущим скалку, выполнено в виде зубчатой передачи, одна из шестерен которой кинематически связана с червячным редуктором и рычагом с помощью шлицевого соединения с возможностью перемещения вдоль своей оси и контакта с шестерней муфты сцепления посредством хомутика с двуплечим рычагом.