Устройство для измерения натяжения движущихся гибких материалов Советский патент 1987 года по МПК G01L5/10 G01L5/04 

Изобретение относится к силоиз- мерительной технике и может-быть использовано в отраслях, где применяются движущиеся гибкие материалы, испы тьшайщие растягивающие усилия. . Целью изобретения является повышение точности и расширение области использования.

На фиг,1 представлено устройство, общий вид; на фиг,2 - схема расположения модулирующего блока.

Устройство представляет собой направляющий барабан 1 с кольцевыми канавками 2. Внутри барабана 1 расположен датчик 3 параметра, состоящий из модулирующего блока 4 и оптронйой пары 5.. Модулирующий блок 4 выполнен в виде конических секторов 5. Их количество равно количеству нитевидных элементов 7, натяжение которых измеряется , Секторы 6 выполнены коническими со сферическими основаниями для того, чтобы их профиль не изменялся даже в случае поворота секторов вокруг своей оси. Треугольный профиль позволяет Очень просто получить однозначную зависимость между натяжением и временем перекрытия сектором 6 луча 8 оптронной пары 5. Секторы 6 закреплены на цилиндрических толкателях 9, имеющих поршни 10, Поршни 10 могут перемещаться в цилиндрических отверстиях 11, из которых они выходят в канавки 2. Поршни 10 подпружинены цилиндрическими пружинами 12, размещенными в отверстиях 11 между толкателем 9 и кольцевыми выступами 13, Верхние поверхности поршней 10 контактируют с нитевидными элементами 7, Цилиндрические отверстия 11 распределены по барабану 1 равномерно. Диаметр отверстий 11 не должен превышать расстояния между нитями 7. Они выполнены в каждой канавке 2 и смещены друг относительно друга по окружности на угол if 360 Vn где п - количество нитевидных элементов 7, Это необходимо для того, чтобы секторы 6 во всем диапазоне измерения н,е перекрывали друг друга, что возможно в том случае, если при максимальном перемещении поршня 10 вниз секторы 6 будут соприкасаться- своими основаниями (фиг,2). Тогда основания секторов 6 будут образовьгоать пра- вильньш п - угольник с центральным углом м. Сторона многоугольника равна диаметру шторки и определяется по

629682

формуле d 2R sin if/2 где R - радиус описанной около многоугольника окружности - величина смещения оптрон- ной пары.

Высота h сектора при выбранном диаметре определяется диапазоном измерения натяжения и требуемой чувствительностью. Для получения наиболь Q шей чувствительности высота сектора модулирующего блока должна быть равна величине перемещения поршня при изменении натяжения от минимального до максимального значения. Сектор 6

15 модулирующего блока 4 вращают вместе с барабаном 1. Оптронная пара 5, состоящая из источника 14 и приемника 15 излучения, во время вращения барабана неподвижна. Цри этом ось луча

20 8 оптронной.пары 5 расположена параллельно оси 16 вращения барабана 1 и смещена к его верхней образующей. Смещение луча 8 необходимо для получения поочередного, измерения на25 тяжения каждого нитевидного элемента 7 1 огда, когда верхний контактирующий с ним сектор 6 будет пересекать вертикальную плоскость, проходящую через ось луча 8 и ось 16 барабана 1.

10

5

0

При отсутствии контакта поршня с нитевидным элементом 7 сектор 6 - будет занимать крайнее верхнее положение, а ось луча должна находиться на острие вершины конуса шторки 6, (Положение I сектора на фиг.2), При максимальном натяжении элемента 7 на поршень 10 будет действовать максимальное усилие и сектор 6 будет занимать крайнее нижнее положение, а луч должен перекрываться сферической частью 17 сектора 6 (Положение II сектора на фиг,2), Таким образом, при минимальном натяжении приемник 15 будет воспринимать излучение источника 4, а при максимальном натяжении - луч должен быть затенен. Это .обеспечивает максимальную чувствительность измерения и возможно в том случае, если луч 8 будет смещен относительно оси 16 вращения барабана на величину R радиуса описанной окружности около п - угольника. При меньшей величине смещения ось 8 луча 5 будет находиться ниже вершины конуса сектора 6 при минимальном натяжении. Поэтому начальные смещения сектора под действием малых натяжений не будут фиксироваться датчиком параметра.

5

0

31

Если смещенир больше R, то устройств не будет фиксировать перемещение сектора в зоне максимальных натяжений .

Устройство работает следующим образом.

При вращении направляющего барабана вращаются и секторы модулирующего блока. Когда канавки барабана . заполнены нитевидными элементами 7, они поочередно будут нажимать на поршни 10, которые, преодолевая усилие сжатия пружины 12, сместят вниз секторы 8. Величина перемещения сектора будет пропорциональна натяжению При этом сектор будет пересекаться лучом по дуге окружности радиуса R, Длина этой дуги будет зависеть от- величины перемещения сектора относительно неподвижного луча. Так как скорость вращения направляющего барабана 1 постоянна, то время пересечения сектором луча будет пропорцио

нально перемещению этого сектора от- 25 жиненных конических секторов, соединосительно луча или пропорционально натяжению элемента, с которым контактирует порщень соответствующего сектора.

В процессе вращения барабана 1 поршни 10 будут поочередно приближаться к лучу 8 и пересекать его. Таким образом, на выходе оптронной пары 5 появится последовательность импульсов различной длительности. Длительность каждого импульса или время пересечения каждым сектором 6 луча 8 будет фиксироваться измерительной схемой, которая выдаст информацию .о натяжении каждого из ните- видных элементов 7.

При отсутствии натяжения или обрыве нитевидного элемента 7 луч 8 оптронной пары 5 не будет пересекать

соответствующий сектор 6 модулирующего устройства 4 и в измерительную схему поступит импульс максимальной длительности.

При максимальном натяжении луч 8 оптронной пары 5 будет перекрываться сферической частью 17 сектора 6, что вызовет отсутствие соответствующего импульса.

Формула изобретения

1. Устройство для измерершя натя- жения движущихся гибких материалов, содержащее корпус, оптронную пару и моделирующий блок, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области использования, в него введен вращающийся барабан с канавками, параллельно оси вращения которого расположена со смещением оптронная пара, а моделирующий блок выполнен в виде подпру

ненных штоками с поршнями, на дне каждой канавки барабана выполнено по одному отверстию со смещением друг относительно друга на угол tf 360°/n где п - число канавок, при этом поршни расположены в отверстиях, диаметр которых не превышает ширину канавок.

2.Устройство П.1, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что величина смещения оптронной пары выбрана равной расстоянию от оси вращения барабана до вершины конических секторов.

3.Устройство пп,1 и 2, отличающееся тем, что величина основания d конического сектора выбрана из соотношения d 2R sin V/2, где R - величина .смещения оптронной пары.

У

X

хЧ

/ vj,

/ /

:.

N/ Ч И

1 U

i

0i/.2

X

-.

Изобретение относится к сило- измерительной технике и позволяет повысить точность и расширить область использования устройства. Внутри направляющего барабана 1 размещены модулирующий блок 4.в виде конических секторов 6. и оптронная пара 5.. При вращении барабана 1 нитевидные элементы 7, заполняющие его канавки 2, поочередно нажимают на поршни 10, которые посредством штоков 9 смещают секторы 6 пропорционально натяжению. Информацию о натяжении каждого элемента 7 выдает измерительная схема, фиксирующая длительность каждого импульса на выходе оптронной пары или время пересечения каждым сектором 6 луча 8. Выполнение на дне каждой канавки 2 отверстия 11 с взаимным смещением на угол 4 360°/п (п - число канавок) необходимо для того, чтобы , секторы 6 во всем диапазоне измерения не перекрывали друг друга. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Q (Л f Wf. оо 05 to ее о: ос

Редактор Ю.Середа

Составитель А.Экономов

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Заказ 6390/28 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государстенного комитета СССР

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

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