СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ТРЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ МЕЖДУ МОТАЛКОЙ И РУЛОНОМ Российский патент 2008 года по МПК B65H67/04 B23B31/00 B21C47/04 

Во многих областях производства комплектного оборудования в результате нежелательного трения сцепления возникают негативные эффекты, которые зачастую могут быть устранены лишь за счет больших технических издержек.

Например, при намотке холодной ленты барабан моталки гидравлически заклинен расположенными внутри клиновыми поверхностями. После намотки зажимные сегменты за счет давления на дуге обхвата свернутой в рулон полосы должны вновь вернуться в исходное положение и таким образом освободить барабан моталки. Однако в связи с тем, что наклон клиновых поверхностей близок к углу трения сцепления, то часто случается так, что вследствие недостаточной смазки сегменты не сжимаются и, следовательно, не освобождают рулон.

Из уровня техники известны примеры, когда эффект самоторможения распорных элементов снимается путем индуцирования колебаний.

Так, относящийся к другой области DE 2163976 А1 показывает способ уменьшения трения между нитью и нитенаправляющими элементами текстильных машин. При этом нить намотана тангенциально на барабан и в осевом направлении снимается с барабана тормозным кольцом, состоящим из охватывающего с зазором барабан базисного кольца и проходящих от него к поверхности барабана накопителя эластичных, разнесенных каждый в отдельности по окружности базисного кольца направляющих крючков, которые проходят внутрь от базисного кольца вдоль воображаемой конической поверхности и в направлении относительного прохождения нити вокруг барабана располагаются по диагонали, взаимно перекрывая друг друга в окружном направлении, и своими свободными концами опираются на заплечик барабана, так что в нити при проскальзывании направляющих крючков генерируются вибрационные колебания.

JP 60244764 А раскрывает устройство для укладки и удержания пустой катушки между держателем и захватом. Захват держателя при помощи привода отжимается книзу с тем, чтобы обеспечить контакт пустой катушки с фрикционным роликом. Полученное при этом колебание улавливается детектором колебаний, причем детектор расположен на кронштейне держателя. При этом детектор колебаний связан с компаратором формы колебаний с тем, чтобы в момент времени А и В сравнить амплитуду с заданной опорной амплитудой. Таким образом может быть установлено, прочно ли на кронштейне держателя закреплена пустая катушка или нет.

DE 2223195 А1 описывает способ и устройство для нетеплового размыкания механических соединений. Для этого одна из соединенных деталей до разъема соединения подвергается механическим колебаниям в диапазоне ультразвуковых частот. Предусмотрено зажимное приспособление для зажимания по меньшей мере одного отсоединяемого с плиты элемента. Зажимное приспособление жестко насаживается на конусообразную оправку, другой конец которой для передачи вибрационных колебаний жестко соединен с управляемым по амплитуде, работающим в диапазоне ультразвуковых частот механическим датчиком.

US 4,469,288 раскрывает вал, который может расширяться в радиальном направлении. Вал состоит из наружного пустотелого цилиндрического корпуса, в котором по центру коаксиально установлена рабочая штанга. На рабочей штанге закреплены клиновидные элементы, которые клиновыми поверхностями связаны с перемещающимися радиально наружу стержневыми соединителями. При осевом перемещении штанги клиновые поверхности клиновых элементов штанги скользят по клиновым поверхностям стержневых элементов и давят на них, в зависимости от направления движения штанги, либо радиально наружу, либо обеспечивают возврат стержневых соединителей внутрь корпуса. В этом смысле US 4,469,288 раскрывает тип намоточного барабана с распорными элементами, который служит для намотки полосы, при этом распорные элементы имеют внутренние клиновые поверхности для зажима намоточного барабана или для разгрузки зажатого намоточного барабана.

Исходя из вышеназванного уровня техники, задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ и устройство, которые при сматывании холодной полосы способны в такой степени разгрузить гидравлически заклиненный находящимися внутри клиновыми поверхностями намоточный барабан, что зажимные сегменты вновь возвращаются в исходное положение и таким образом ослабляют или снимают эффект самоторможения и обеспечивают практически беспроблемное удаление рулона с барабана при помощи этого сравнительно несложного и недорогого средства.

Задача решается тем, что способ согласно изобретению предусматривает, что эффект самоторможения распорных элементов снимается, по меньшей мере, частично или полностью, посредством прикладывания действующих в осевом направлении колебаний.

Устройство согласно изобретению предусматривает, что к торцу намоточного барабана прикреплен вибратор. Целесообразно через прикладывающее вращение устройство или через быстродействующее соединение на вибратор для его возбуждения подают сжатый воздух. Вибраторы могут представлять собой пневматический турбовибратор или пневмоударный вибратор.

В результате этой вибрации трение сцепления между клиновыми поверхностями распорных элементов превращается в трение скольжения с существенно меньшим коэффициентом трения, так что намоточный барабан освобождается от давления обхвата смотанной в рулон полосы, и распорные элементы, независимо от состояния смазки, сжимаются и освобождают рулон.

Ниже способ согласно изобретению описывается на основе примера осуществления посредством пригодного для его осуществления устройства. На чертеже показаны:

фиг.1 - графическое изображение хода сил трения с применением или без применения вибрации, хода веса в зависимости от тяговых усилий, а также хода сил вибрации в сравнении с имеющимися при этом силами сцепления или скольжения;

фиг.2 - намоточный барабан в разрезе в средней плоскости с установленным на конце вибратором;

фиг.3 - в разрезе прикладывающее вращение устройство для сжатого воздуха для привода установленного в продольном направлении вибратора V.

На фиг.1 показано тяговое усилие величиной в 140 Н согласно кривой А вследствие трения сцепления, а при трении скольжения тяговое усилие величиной в 100 Н согласно кривой В. Соответствующие тяговые усилия С уменьшаются со 140 или 100 Н максимум до 50 Н при вибрации. Во всех случаях задается вес Fg величиной в 425 Н.

В соответствии с фиг.1 кривая А (трение сцепления) имеет для отношения веса и полученных при этом тяговых усилий приблизительно линейный ход между примерно 115 Н и 250 Н с увеличением тягового усилия на 70 Н. При дальнейшем увеличении веса с 250 до 425 Н тяговое усилие увеличивается лишь на 30 Н.

Кривая В (трение скольжения) увеличивается в диапазоне веса между 115 и 250 примерно на 60 Н, в то время как в примыкающем диапазоне веса между 250 и 425 тяговые усилия увеличиваются лишь на незначительную величину 10 Н. Но и здесь коэффициент трения лежит явно выше μ=0,2.

В противоположность этому соответствующие значения кривой С (вибрация) показывают примерно линейный ход кривой, с почти постоянным коэффициентом трения μ=0,12.

На фиг.2 показан намоточный барабан 1 в полуоткрытом положении. В нем с каждой стороны показан ряд из, в данном случае, четырех клиновых поверхностей S, которые при осевом движении барабана вызывают эффект самоторможения. К торцу 2 намоточного барабана 1 прикреплен вибратор V.

Благодаря такой системе в осевом направлении на намоточном барабане 1 генерируемые им вибрационные колебания проходят по барабану 1 в продольном направлении вдоль оси х-х и вызывают при этом при соударении с наклонными поверхностями S снятие распорных усилий намоточного барабана. Подобная разгрузка обеспечивает то, что распорные элементы вновь возвращаются в исходное положение и таким образом ослабляют или снимают эффект самоторможения и обеспечивают практически беспроблемное удаление рулона с барабана при помощи сравнительно несложных и недорогих средств.

В качестве виброустройств предпочтительно используется пневмоударный вибратор. Его вибрация настолько снижает трение между клиновыми поверхностями S распорных элементов, что намоточный барабан 1 освобождается от давления обхвата смотанной в рулон полосы, и распорные элементы, независимо от состояния их смазки, сжимаются и освобождают рулон.

Показанный на фиг.3 в разрезе вибратор V имеет корпус 1' с концевым фланцем 9, которым он жестко закреплен на валу 4 намоточного барабана 1 посредством резьбового соединения. В данном случае речь идет о пневмоударном вибраторе для генерирования продольных ударных импульсов. Он действует примерно так же, как и так называемый пневматический молоток, причем свободно перемещающийся в корпусе инструмент, как например молоток, под напором воздуха осуществляет ударные воздействия в направлениях перемещения.

Вибратор включает в себя закрепленный с одной стороны поршень 2 с перекрывающимися кромками для переменного действия.

Внутреннее пространство вибратора закрыто крышкой 3. На ней находится клапанная система 5, 6, 7, которая для приведения в действие ударного тела 2 может открываться или закрываться.

Сжатый воздух протекает из подводящего канала 8 через корпус вибратора и после возбуждения ударного элемента 2, как показано на чертеже, удаляется через отверстие клапана 6 в атмосферу.

Способ согласно изобретению и соответствующее устройство идеальным образом решают поставленную задачу.

Изобретение относится к способу разгрузки намоточного барабана, гидравлически заклиненного под действием эффекта самоторможения расположенными внутри клиновыми поверхностями распорных элементов. Способ достигается тем, что эффект самоторможения распорных элементов снимается частично или полностью за счет подвода продольных колебаний, действующих в осевом направлении. Колебания создаются вибратором, установленным на торце намоточного барабана. Изобретение также раскрывает выполнение соответствующего устройства. Достигается снижение эффекта самоторможения в зажимных сегментах, обеспечивается беспроблемное удаление рулона с барабана. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ разгрузки намоточного барабана (1), гидравлически заклиненного под действием эффекта самоторможения посредством расположенных внутри клиновых поверхностей распорных элементов (S), отличающийся тем, что эффект самоторможения распорных элементов снимают, по меньшей мере, частично или полностью, за счет подведения действующих в осевом направлении намоточного барабана (1) продольных колебаний к торцу (2) намоточного барабана (1).2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения особенно подходящего диапазона частоты колебаний распорные элементы возбуждают в полосе частот между относительно низкой частотой и относительно высокой частотой колебаний до тех пор, пока не будет снят эффект самоторможения.3. Моталка с намоточным барабаном (1) для намотки полосы, при этом намоточный барабан (1) имеет распорные элементы с клиновыми поверхностями (S) для гидравлического заклинивания намоточного барабана (1) при намотке полосы под действием эффекта самоторможения между клиновыми поверхностями (S) распорных элементов, отличающаяся тем, что прикрепленный к торцу (2) намоточного барабана (1) вибратор (V) для, по меньшей мере, частичного снятия эффекта самоторможения между клиновыми поверхностями (S), выполнен с возможностью подведения действующих в осевом направлении намоточного барабана (1) продольных колебаний, когда намотанную полосу необходимо снять с барабана (1).4. Моталка по п.3, отличающаяся тем, что вибратор (V) через прикладывающее вращение устройство или через быстродействующее соединение подсоединен к подводу сжатого воздуха.5. Моталка по п.3, отличающаяся тем, что в качестве пригодных вибраторов могут использоваться пневматический турбовибратор или пневмоударный вибратор.