Устройство для стабилизации натяжения гибкой заготовки Советский патент 1987 года по МПК D07B7/06 

113

Изобретение относится к метизному производству, преимус;ественно к уст- ройствам для обеспечения постоянного натяжения стальных проволок, свивае- мых на канатовьющей машине.

Цель изобретения - повышение качества получаемого витого изделия. На фиг. 1-3 изображены возможные схемы реализации устройства; на фиг. 4 - установка устройства в кана товьющей машине.

Устройство состоит из двух или трех располагаемых в одной плоскости шкивов. Шкив 1 установлен с возможностью перемещения в плоскости шкивов вдоль -линии расположения их осей, а шкивы 2 и 3 неподвижны. Шкив 1 соединен с двумя противоположно установленными упругими элементами 4 и 5, имеющими различные жесткости С и С,. Один из упругих элементов, например 5, соединен с одним из шкивов посредством тормоза 6.

Устройство работает следутащим образом.

Вначале гибкую заготовку 7, например канат, выходящую из свивальны плашек 8 (фиг. 4) канатовьющей ма

шины с натяжением N, огибают вокруг шкивов, затем, используя динамометр . (не показан), устанавливают на выходе из устройства требуемое натяжение N 5 равное натяжению в конце свивкИ каната, путем регулировки вел1|,чины тормозного усилия i3N за счет поджа- тИя тормоза 6 к тормозному диску одного из шкивов, что можно обеспечить например, регулировкой начального усилия в упругих элементах 4 и 5. При этом величина началь-ного- тормозного усилия 4N соответствует перемещению (/ шкива 1 о Величину натяжения заготовки на входе приводят к величине :натяжения на выходе путем создания дополнительного осевого усилия jPf в огибающем, например, шкив 3 витке заготовки за счет наличия между ними сил трения при торможении шкива.

В процессе свивки при движении заготовки через систему вращаемых ею натяжение в ее входящей ветви изменяется в сторону увеличения, что немедленно выявляется подвижным шкивом 1, которьй отреагирует на это изменение соответствующим перемещением в сторону з еньщения тормозного усилия из-за перераспределения ве ЛИЧИНЫ сил в заготовке за счет изме-

0

764

5

2

нения ее длины. При этом расстояние между шкивами 1 и 3 изменяется, уменьшая величину перемещения и ослабляя тем самым тормоз 6. Следовательно, создаваемое за счет притормаживания шкива 3 дополнительное натяжение уменьшится и составляет разность между натяжениями- заготовки на входе и на выходе из устройства.Причем эта разность к концу свиваемой длины заготовки стремится к нулю и, таким образом, на выходе всегда поддерживается постоянное натяжение заготовки.

Для исключения возможного проскальзывания заготовки ею огибают несколькими витками, например, шкив 3.

Соотношение между жесткостями С и Cj упругих элементов 4 и 5, обеспечивающее эффективную стабилизацию натяжения,, в случае использования ленточного тормоза (фиг, 1) определяют из следующих соображений.

Приращение натяжения на входе устройства вызывает смещение с/ шкива I и уравновешивается возникающими в упругих элементах дополнительными усилиями ifC и (fC

c()2dNo,(1)

Прира1 4ение натяжения N в выходящей ветви заготовки определяют как

4N 4No+jN,

35 ),(Л;,е или окончательно

-fo

0

5

fj

jN dN +rf C,( l-e ),

(2)

0

о 2 где 4Р,4Р - приращения усилий в

сбегающей и набегающей ветвях ленточного тормоза;

с/ - угол охвата тормозного диска шкива 3, например, тормозной лентой,

С учетом формулы (1) зависимость (2) после преобразований представляют следующим образом:

4N,

1 +

2С2(1-е

(3)

Стабилизация натяжения достигается, если М,0, но Ng по условию возрастает и, следовательно, , Таким образом, сомножитель в скобках в формуле (З) должен быть равен нулю, откуда следует

Cj

с.

, -fc 1

2e -1

при этом

C,C()

Соотношение между жесткостями С и С. упругих элементов 4 и 5, обес-

печивающее эффективную стабилизацию натяжения, в случае использования колодочного тормоза (фиг, 2) определяют следующим образом.

Приращение натяжения /iN, на входе устройства вызывает tf шкива 1 и уравновешивается возникаюпдими в упругих элементах дополнительными

усилиями с/С и (/Сл.

(yc,,. (5)

Приращение натяжения dN, в выходящей ветви заготовки после шкива 3 определяют по формуле

4N, dNjj+JW, ,

где f

коэффициент трения между тормозом 6 и тормозным диском шкива 3.

С учетом соотношения (5) формулу (6) представляют как

М,Л№„(1+ ).

Стабилизация натяжения достигается, если , но NIJ по условию возрастает и, следовательно, ilNpT O. Таким образом, сомножитель в скобках в формуле (8 1 должен быть равен нулю, откуда следует

Cj.

l-2f

при этом .

Таким образом, зависимость (9 ) устанавливает необходимое соотношение между жесткостями С и С упругих элементов устройства.

В схеме реализации устройству, представленной на фиг. 3, средний шкив отсутствует, а его роль выполня ет один из двух оставшихся - шкив 1, который устанавливают с возможностью перемещения в плоскости шкивов вдоль линии расположения их осей за счет наличия противоположно установленных упругих элементов 4 и 5 с жесткостя- ми С и С , один из которых (элемент 4) связывают с осью шкива 1, а другим (элементом 5) обеспечивают под

15

20

25

30

тормозному диску шкива 1 тор- создавая на шкиве тормозное Шкив 2 устанавливают непод-

362764

жатие к моза 6, усилие.

.- вижно. о

Заготовку 7, выход яп ую, например, из свивальных плашек 8 канатовьющей машины, огибают витком вокруг шкивов 2 и 1 .

10 Используя динамометр, устанавливают на выходе из устройства требуемое натяжение заготовки N. В

„. и процессе свивки заготовки входное натяжение ее растет, величина с/уменьшается и расстояние между шкивами 2 и 1 сокращается, ослабляя тем самым тормоз 6 и уменьшая тормозное усилие на шкиве 1.

Дня исключения возможного проскальзывания заготовки ее огибают несколькими витками, например, вокруг шкива 1 или витками , охватывающими одновременно шкивы 1 и 2.

Соотношение между жесткостями С и С, упругих элементов 4 и 5, обеспечивающее эффективную стабилизацию натяжения, отличается от предыдущего случая и зависит от количества витков п, одновременно охватывающих шкивы 1 и 2, которое определяют из следующих соображений.

По аналогии приращение натяжения NP на входе устройства вызывает смещение / шкива 1 и уравновешивается возникающими в упругих элементах дополнительными усилиями сУС, и

п с/С,-(/С , ,(10)

40

1 0

где Л N - приращение натяжения в

1-м витке.

Приращение натяжения в первом и втором витках определяют соответственно как

+ ,WC2f, согласно формуле

dN, N«+2c/ C,f,

(11)

(11)

(12)

Таким образом, в выходящей ветви заготовки приращение натяжения определяют по формуле

4Nf, No+nJ Cjf.

(13)

Правую часть равенства но представить как

21 M.JK +N.,+2 1N. ,

Uu о f ;, 1

«.1

I 4Г1,

i- 1

2 - - (2JN..+n(/C2f)(n-l)

(15)

n-1

где 4Nj - сумма арифметической

- прогрессии. Подставив формулу (14) с учетом (15) в (Ю) и выполнив соответствующие преобразования, находят смещение шкива 1

10

л

c c-n+fn 7.

С учетом зависимости (13) представляют как

(16) (16) формулу

15

витков п заготовки, одновременно ох- ватывающих шкивы 1 и 2.

Релазиация любой из схем в уст- ройстве, устанавливаемом после свивальных плашек маршны, позволяет обеспечить в выходной ветви заготовки 7 постоянное натяжение не только заготовки в целом, но и ее составляющих частей, например проволок в прядях, за счет выравнивания их длин и перераспределения напряжений по сечению, обусловленных наличием зф- фекта обтяжки, возникающих из-за создания натяжения заготовки в начале свивки, равного конечному. Это позволяет существенно повысить качество свиваемого изделия без ужесточе- . ния требований к качеству регулировки натяжения свиваемых элементов.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации натяжения гибкой заготовки, содержащее по меньшей мере два размещенных в одной плоскости и огибаемых заготовкой шкива, один из которых установлен с возможностью перемещения в собственной плоскости и .связан с упругим элементом, соединенным с тормозом, контактирующим с одним из шкивов, отличаю пдеес я тем, что, с целью повьшения качества,оно снабжено дополнительным упругим эле- устанавливает необходимое соотношение 35 ментом, связанным с подвижным шкивом г-{Ьвду жесткостями С и С , упругих со стороны, противоположной основно- элементов 4 и 5 с учетом количества му упругому элементу.

1 +

2n Cif

(17) 20

c c rT+fH i7j

Стабилизация натяжения достигается, если

,

но NO по условию возрастает и, следовательно, .

Таким образом, сомножитель в скобках в формуле (17) должен быть равен нулю, откуда следует

25

1 l-fn -- -i-iii ,

2

18)

30

при этом

C. Таким образом, зависимость (18)

Х

Фие.г

фие.З

77777/77/7/777/7/777

Фue.if

- 7/7/77///////

Изобретение относится к метизному производству, а именно к устройствам для обеспечения постоянного натяжения стальнь1х проволок, свиваемых в канат, и позволяет повысить качество этого каната. Устройство может быть установлено как на пути каждой из свиваемых проволок, т.е. перед свивальными.плашками, так и на пути уже свитой заготовки, т.е. после свивальных плашек. На своем пути заготовка огибает шкивы 1, 2 и 3. При возрастании натяжения во входящей ветви заготовки подвижный шкив 1 перемеща- ется, уменьшая воздействие тормоза 6 так, чтобы приращение натяжения уравновешивалось изменением жесткости упругих элементов 4 и 5. 4 ил. (Л со о: ю СП 4 Фи.1

Составитель И.Хоптяная Редактор М.Недолуженко Техред М.Дидык

Заказ 6350/18

Тираж 347Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор В.Гирняк