Устройство для регулирования натяжения разматываемого рулонного материала Советский патент 1985 года по МПК B65H77/00 

Изобретение относится к текётильпой промьшшенности и может быть примнено во всех областях, где приходится иметь дело с перемоткой рулонного полотна, ленты из бумаги, текстильного, полимерного или любого другого материала, при перемотке которых необходимо создавать определенное натяжение.

Известно устройство для натджения гибкого элемента, в котором гибкий элемент, сматываясь с катушки, барабана или рулона, на оси которых установлен шкив ленточного фрикционного тормоза, обегает три ролика. Оси двух из них закреплены неподвижно, а ось третьего соединена рычагом с лептой фрикционного тормоза. Величина натяжения ленты определяется весом этого ролика или приложенной к нему силой. В процессе сматывания гибкого элемента с катушки ролик вместе с рычагом будет занимать такое положение, при котором натяжение от веса ролика равно натяжению, создаваемому ленточньм фрикционным тормозом Г }

Таким образом, в этом устройстве создается постоянное по величине натяжение, но так как материалы, используемые во фрикционном тормозе, несколько неоднородны, то коэффици-ент трения в процессе работы меняется и это требует частой его наладки. Кроме того, образуемые при работе тормоза продукты износа делают неприменимым это устройство при .производстве веществ повьшенной чистоты

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулировани натяжения разматываемого рулонного материала, содержащее натяжной плавающий ролик и датчик его крайних положений, связанный с приводом ходового винта.передачи винт-гайка 12,

Однако наличие гидроцилиндра в систене управления и фрикционной муфты снижает надежность работы известного устройства.

Цель изобретения - повышение надености работы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования натжения разматьшаемого рулонного материала, содержащее натяжной плавающий ролик и датчик его крайних положений, связанннй с приводом ходового винта передачи винт-гайка, дополнительно имеет центробежный регулятор, вал которого расположен параллельно оси винта и снабжен обоймой , установленной с возможностью скольжения вдол него и контактирования с рычагами регулятора, при этом гайка жестко соединена с обоймой, а вал регулятора с осью рулона.

Натяжение, создаваемое массой натяжного ролика, уравнивается натяже нием от инерции рулона и соединенного с ним передачей вала переменного момента инерции. Это позволяет создавать как очень малые, так и достаточно большие величины натяжения, отсутствие фрикционных устройств позволяет применять устройство при производстве веществ повышенной чистоты, отсутствие электрических устройств - во взрывоопасном производстве.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 3} иа фиг. 3 - устройство вид сверху.

Устройство состоит из рулона полотна 1, направляющих роликов 2 и 3, натяжного плавающего ролика 4, датчика 5 положения натяжного ролика (например, фотоэлемента), вала 6, параллельного ходовому винту 7, и привода 8 ходового винта. Ось 9 рулона 1 посредством передачи любого типа.10 соеданеиа с валом 6, на котором с помощью пальца 11 шарнирно установлены два рычага 12, образующие центробежный регулятор системы управления.,На ходовом винте 7 установлена каретка 13, состоящая из гай.ки 1-4 и обоймы 15, соединенных между собой ребром 16, причем в обойме 15 на шарикоподшипнике 17 смонтирова-. i но кольцо 18. Концы оси натяжного ролика 4 установлены в направляю-: :х щих 19.

Работа устройства основана на том, что при разматывании рулона полотна 1 с постоянной линейной скоростью (самый распространенный случай) он будет вращаться с некоторым угловым ускорением Е

6 ol(u))c(t-c/( ,

где К - радиус рулона,

W - угловая скорость вращения

рулона.

В соответствии с законами механики рулон при вращении с угловым ускорение будет обладать инерцией, которую и должно преодолеть натяжение полотна, определяемое по формул -Пйгде -i - момент инерции} 6 - угловое ускорение, 0. - натяжение, необходимое для преодолевания инерции Так как в нашем случае ось 9 рулона 1 соединена передачей 10 с валомю 6, который вследствие этого тоже пр ходит во вращение, то момент инерции будет равен ,.Э.„)«. . j - момент.инерции рулона; 2 - момент инерции вала 6$ m - масса рулонаi m - масса рычагов 12j R - расстояние рычагов 12 от. т оси вала 6. Поскольку m и R в процессе размотки уменьшаются, то, соответственно, уменьшается и Э, . В то же т остается постоянным, а R можно изменять, перемещая каретку 13 в ту или иную сторону Изменение массы рупоиа mi, , его радиуса R и углового ускорения однозначно определяю ся скоростью размотки V , Управлять моментом инерции рулона J невозможно. В то же время приближая рычаги 12 к оси вала 6 или удаляя их от нее, можно менять момент инерции вала 6 Dj и, в конечном счете, натяжение от сил Инерции С другой стороны, поскольку полот но при своем движении обегает направляющие ролики 2 иЗ и натяжной ролик 4 (фиг. t), то натяжение полотна будет определяться весом натяжного ролика 4 р где uj натяжение полотна от веса ролика; Р - вес натяжного ролика. Задача устройства, таким образом. состоит в::том, чтобы натяжение от веса ролика сделать равньм натяжению, необходимому для преодоления инерции рулона 1 и вала 6, В этом равновесном состоянии ось натяжного ролика 4 будет сохранять в наиравлякнпих 19 .55 постоянное положение.

Устройство работает следующим образом.

перемещением каретки посредствен ходового винта, то данное устройство является простым и надежным для автоматического регулирования натяжения рулонного полотна. Кроме того, поскольку массу натяжного ролика н массу и геометрические размеры вала 6 с рычагами -12 можно варьировать 44 В начальный момент натяжной ролик 4 и рычаги 12 регулятора занимают положение, показанное на фиг. 1 и фиг. 3 пунктиром. Когда же начинается размотка рулона 1 с линейной скоростью V, то рулон 1 приходит во вращение с угловым ускорением , которое через передачу 10 передается валу 6. При вращении вала 6 центробежная сила отбрасывает рычаги 12 к периферии до упора в кольцо 18 и вал 6 получает наибольший момент инерции. Параметры устройства подобраны таким образом, что в этом случае натяжение от сил инерции больше натяжения от веса натяжного ролика 4, поэтому ролик 4 начинает- подниматься. Его подъем регистрируется датчиком 5 и, когда ролик пройдет положение, показанное на фиг. 1 сплошными линиями, и начнет подниматься выше, датчик дает команду на включение привода 8 ходового винта 7. Ходовой винт 7 начинает вращаться и перемещает каретку 13 таким образом, что рычаги 12 приближают ся к оси вала 6 и его момент инерции 2 уменьшается. Движение винта 7, вызывающее уменьшение момента инерции вала 6 и, соответственно, натяжение от сил инерции, происходит до тех пор, пока натяжной ролик 4 не вернется в положение, показанное на фиг. 1 сплошными линиями, что свидетельствует о равенстве натяжения от сил инерции и от натяжного ролика 4. Датчик 5 и привод 8 взаимодействуют таким образом, что смещение ролика 4 от равновесного положения в ту или иную сторону, происходящее по каким-либо причинам (например, уменьшение момента инерции рулона 1 в процессе его размотки) вызывает такое смещение каретки 13, которое возвра- i щает ролик 1 в исходное положение. Так как величина натяжения-определяется массой натяжного ролика « геометрическими размерами и массой вала 6 и рычагов 12, а регулирование натяжения происходит только лишь

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ РАЗМАТЬГОАЕМОГО РУЛОННОГО МАТЕРИАЛА, содержащее натяжной плавающий ролик и датчик его крайних положений, связанный с приводом ходового винта передачи винт-гайка, отличающееся тем, что, с целью повьшеяия надежности работы, оно дополнительно имеет центробежный регулятор, вал которого располо- . жен параллельно оси винта и снабжен обоймой, установленной с возможностью скольжения вдоль него и контактирования с рычагами регулятора, при этом гайка жестко соединена с обоймой, а вал регулятора - с осью рулона. (Л 4 а 05 4