АДАПТИВНОЕ РАЗМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2008 года по МПК B65H16/00 

Изобретение относится к машиностроению для легкой и текстильной промышленности и может быть использовано в перемоточном и контрольно-мерильном оборудовании.

Известно устройство (а.с. СССР №1801911, опубл. 15.03.93) для размотки рулонных материалов, содержащее приводные валики, соединенные пластинчатой цепью, замкнутые эластичные ремни, охватывающие попарно в "шахматном" порядке валики, и привод для их вращения, причем пластинчатое крепление приводных валиков обладает возможностью изменять типоразмер опорной поверхности в зависимости от формы и размеров рулона.

Недостатком этого устройства является то, что в конце процесса размотки при малом диаметре рулона окружное усилие, передаваемое ему за счет сил трения, уменьшается до значений, не обеспечивающих его вращение. Размотка в этом случае осуществляется в основном за счет сил натяжения материала, развиваемых рабочими органами последовательных механизмов, установленных на технологическом тракте машины. Это обстоятельство создает неравномерное напряженно-деформированное состояние материала в ходе процесса, которое затем влияет на точность измерения длины, время отлежки материала перед раскроем, размерные характеристики деталей кроя и качество готовых изделий.

Известно размоточное устройство (патент РФ №2191152, опубл. 20.10.2002 - прототип), содержащее установленные на консолях перекатные валики и приводной барабан, охваченные в "шахматном" порядке гибкими рабочими органами, при этом перекатные валики с гибкими рабочими органами установлены с возможностью их совместного синхронного поворота вокруг приводного барабана, а механизм синхронного изменения положения замкнутых приводных ремней выполнен с условием обеспечения постоянства сил их сцепления с разматываемым рулоном и баланса разматываемого и отводимого материала из зоны размотки, обеспечиваемого соответствующим движением консолей.

Недостатком этого устройства является конструктивная сложность, определяемая наличием дополнительного привода и громоздкостью системы передачи движения консолям, несущим опорные валики с гибкими рабочими органами.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства с сохранением постоянства напряженно-деформированного состояния легкодеформируемого материала в течение всего процесса размотки.

Поставленная задача решается адаптивным размоточным устройством, содержащим приводной барабан, консоли с перекатными валиками, охваченные в "шахматном" порядке гибкими рабочими органами, и механизм синхронного изменения положения гибких рабочих органов, которое, в отличие от известного, дополнительно включает скалку, при этом механизм синхронного изменения положения гибких рабочих органов содержит кольцевые диски с кольцевыми желобами, попарно установленные с двух сторон консолей, шарнирно соединенные с валом приводного барабана и жестко закрепленные на вильчатых опорах, причем диаметр окружности, образованной средней линией кольцевого желоба, равен межосевому расстоянию приводного барабана и скалки, при этом вдоль каждого кольцевого желоба на его дне размещена роликовая цепь со звеном, несущим шарнирный палец, установленный с возможностью его поворота относительно оси кольцевого диска с одновременным перемещением в сквозном канале, выполненном в дне желоба, и в сквозных продольных пазах, выполненных в консолях, при этом упомянутое перемещение обеспечивается посредством подвешенных к роликовой цепи грузов, опирающихся на регулируемые упругие элементы, а ось скалки совпадает с продолжением линии пересечения вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось приводного барабана, и условной цилиндрической поверхности, окружностью основания которой является средняя линия кольцевого желоба, при этом скалка закреплена в пространстве между гибкими рабочими органами посредством двух связанных с вильчатыми опорами шарнирных центров, подвижных вращательно относительно собственной оси и поступательно относительно кольцевых дисков.

На фиг.1 показана конструктивно-кинематическая схема адаптивного размоточного устройства; на фиг.2 - механизм синхронного изменения положения гибких рабочих органов; на фиг.3 - общий вид кольцевого диска управления консолью (вид спереди); на фиг.4 - общий вид механизма синхронного изменения положения гибких рабочих органов (вид сбоку).

Устройство содержит приводной секционный барабан 1 (фиг.1), жестко закрепленный на валу 1', два перекатных валика 2 и 3, установленных на консолях 4 и 5. Перекатные валики 2 и 3 и приводной барабан 1 в "шахматном" порядке охвачены гибкими рабочими органами 6, вращательное движение которым передается от электродвигателя 7 через червячный редуктор 8 и ременные передачи 9 и 9'.

Консоли 4 и 5 одним концом шарнирно опираются на вал приводного барабана 1, а их второй (верхний) конец удерживается в рабочем положении под действием грузов 10 и шарнирных пальцев 11, закрепленных на одном из звеньев роликовых цепей 12, при этом каждой из цепей соответствует один шарнирный палец и один груз (фиг.3). На валу 1' приводного барабана 1 шарнирно установлены кольцевые диски 13, попарно размещенные с обеих сторон консолей 4 и 5 и жестко закрепленные на вильчатых опорах 14 механизма синхронного изменения положения гибких рабочих органов 6, при этом каждый диск 13 связан только с одной консолью. В каждом из дисков 13 выполнен кольцевой желоб 15 с профилем (в поперечном сечении) прямоугольной или иной формы, в котором размещена одна роликовая цепь 12, при этом в днищах желобов 15 вдоль их средней линии (срединной окружности) проделаны сквозные пазы 16 таким образом, что они обеспечивают свободное перемещение в них шарнирных пальцев 11 роликовых цепей 12.

Конструктивно устройство выполнено таким образом, что под воздействием груза 10, опирающегося на регулируемый упругий элемент 17, палец 11 роликовой цепи 12 может одновременно перемещаться внутри сквозного паза 16 кольцевого желоба 15 и внутри сквозного продольного паза 18 соответствующей консоли, обеспечивая синхронный поворот консолей в противоположных направлениях.

Ось скалки 19 разматываемого рулона совпадает с продолжением линии пересечения вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось приводного барабана, и условной цилиндрической поверхности, окружностью основания которой является средняя линия кольцевого желоба 15 (любого). Таким образом, ось скалки 19 расположена параллельно продольной оси приводного барабана 1, при этом скалка 19 удерживается в пространстве между гибкими рабочими органами 6 с помощью двух шарнирных центров 20 конической формы с упругими элементами 21, закрепленных на вильчатых опорах 14, и двух стоек 22, установленных на раме 23, размещаемой на платформе 24 (фиг.1 и фиг.4).

Платформа 24, в свою очередь, установлена внутри тележки 25, к корпусу которой прикреплены кронштейны 26 с приводами для передачи вращательного момента барабану 1 и подающим валикам 27, 28. Прижим валика 28 к валику 27 осуществляется с помощью пружин 29 и нажимных болтов 30. Для обеспечения регулировки щелевого зазора, образуемого козырьками 31 и 32, принадлежащими соответственно корпусу платформы 24 и тележке 25, платформа 24 на дне тележки 25 установлена с возможностью поворота вокруг оси 33 посредством упругого элемента 34.

Оптоэлектронный датчик 35 предназначен для формирования команды отключения работы электродвигателя 7 после завершения процесса размотки и выхода материала из размоточной зоны.

Подвешиваемые грузы 10 связаны с регулируемыми упругими элементами 17, обеспечивающими диапазон сжатия (D и d - соответственно начальные диаметры рулона 36 и скалки 19), и предназначены для создания постоянного динамического взаимодействия консолей 4 и 5 с поверхностью рулона 36 в процессе его размотки.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении консоли 4 и 5 разведены на угол λ₀ (фиг.2). Рулон 36 укладывают на гибкие рабочие органы (ремни) 6, при этом скалку 19 фиксируют с помощью шарнирных центров 20 и упругих элементов 21 таким образом, чтобы ее ось была расположена параллельно продольной оси приводного барабана 1.

Материал проводят по технологическому тракту на другие рабочие органы устройства (на чертежах не показаны) между козырьками 31 и 32 и далее между приводными транспортирующими валиками 27 и 28. Включают электродвигатель 7, который с помощью ременных передач 9 и 9' приводит в движение приводные подающие валики 27, 28 и приводной секционный барабан 1. Диаметры шкивов приводного секционного барабана 1 и приводных подающих валиков 27 и 28 конструктивно подбирают так, чтобы линейная скорость перемещения материала разматываемого рулона 36 была постоянной. Вращательное движение рулон получает благодаря движению гибких рабочих органов 6, перекатных валиков 2 и 3, подающих валиков 27, 28, а также за счет сил трения между рулоном и поверхностью гибких рабочих органов.

Угол развода консолей λ_i в ходе процесса размотки и уменьшения диаметра разматываемого рулона непрерывно уменьшается, при этом сохраняются постоянными углы α между нормальными составляющими N₁ или N₂ реакции поверхности рабочих органов на вес рулона и упомянутой поверхностью, поскольку эти углы равны 90° как углы, опирающиеся на диаметр, вершина которых лежит на окружности. Диаметр этой окружности равен расстоянию между осями скалки 19 и приводного секционного барабана 1.

Благодаря конструктивно заложенной адаптивности устройства это условие выполняется в течение всего процесса размотки рулона, сохраняя баланс между количеством разматываемого и отводимого материала из зоны размотки. Тем самым обеспечивается поддержание в ходе размотки напряженно-деформированного состояния материала на запрограммированном уровне, что особенно важно для легкодеформируемых материалов различного типа.

При завершении процесса размотки и прохождении среза разматываемого материала через оптоэлектронный датчик 35 формируется команда на останов привода и цикл работы устройства после загрузки его другим рулоном повторяется.

Таким образом, технический результат предлагаемого устройства заключается в упрощении его конструкции за счет использования более простого привода и менее громоздкой системы передачи движения рабочим органам при обеспечении постоянного заданного уровня напряженно-деформированного состояния материала.

Изобретение относится к машиностроению для легкой и текстильной промышленности. Адаптивное устройство содержит приводной барабан, перекатные валики, механизм синхронного изменения положения гибких рабочих органов и скалку. Механизм синхронного изменения положения гибких рабочих органов содержит кольцевые диски с кольцевыми желобами, попарно установленные с двух сторон консолей. Диаметр окружности, образованной средней линией кольцевого желоба, равен межосевому расстоянию приводного барабана и скалки. Ось скалки совпадает с продолжением линии пересечения вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось приводного барабана. Скалка закреплена в пространстве между гибкими рабочими органами посредством двух связанных с вильчатыми опорами шарнирных центров. Достигается упрощение конструкции устройства с сохранением постоянства состояния материала в течение процесса размотки. 4 ил.

Адаптивное размоточное устройство, содержащее приводной барабан, перекатные валики, охваченные в шахматном порядке гибкими рабочими органами, и механизм синхронного изменения положения гибких рабочих органов, отличающееся тем, что дополнительно включает скалку, при этом механизм синхронного изменения положения гибких рабочих органов содержит кольцевые диски с кольцевыми желобами, попарно установленные с двух сторон консолей, шарнирно соединенные с валом приводного барабана и жестко закрепленные на вильчатых опорах, причем диаметр окружности, образованной средней линией кольцевого желоба, равен межосевому расстоянию приводного барабана и скалки, при этом вдоль каждого кольцевого желоба на его дне размещена роликовая цепь со звеном, несущим шарнирный палец, установленный с возможностью его поворота относительно оси кольцевого диска с одновременным перемещением в сквозном канале, выполненном в дне желоба, и в сквозных продольных пазах, выполненных в консолях, при этом упомянутое перемещение обеспечивается посредством подвешенных к роликовой цепи грузов, опирающихся на регулируемые упругие элементы, а ось скалки совпадает с продолжением линии пересечения вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось приводного барабана, и условной цилиндрической поверхности, окружностью основания которой является средняя линия кольцевого желоба, при этом скалка закреплена в пространстве между гибкими рабочими органами посредством двух связанных с вильчатыми опорами шарнирных центров, подвижных вращательно относительно собственной оси и поступательно относительно кольцевых дисков.