Устройство для измерения толщины и неравномерности волокнистой ленты Советский патент 1990 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к текстильной промышленности, конкретно к средствам для измерения толщины и неравномерности полуфабрикатов продуктов прядения технологического оборудования.

Цель изобретения - повышение точности измерений, удобства и надежности при эксплуатации.

На фиг.1 показано устройство, продольное сечение, общий вид на фиг.2 - то же, вид со стороны выхода ленты; на фиг.З - то же, вид сверху; на фиг.4 - пластинчатая пружина J на фиг.5 - канальная часть измерительного узла, вид сверху; на фиг.6 - опорная часть измерительного узла, вид снизу; на фиг.7 - схема расположения тензодатчиков и электрическая схема моста , на фиг.8 - воронка для уплотнения ленты в ином выполнении, продольное сечение, на фиг.9 - вид А на фиг.8; на фиг.10 - ограничительная пасть измерительного узла воронки для уплотне ия ленты, вид сверху; на фиг.11 - сечение Б-Б на фиг.10; на фиг.12 - пластинчатая пружина с ее опорой, вид сверху; на фиг. 13 - сечение В--В на фиг. 12; на фиг. 14 - сечение ,(- на фиг. 13.

сл

OS СЛ

00 СП

ел.

ы

На фиг.1-3 показан первый пример .н .мнения уплотнительной воронки 1, (.г окащей для уплотнения ленты, со гтенкой воронки и входным и выходным отверстиями.

Воронка для уплотнения ленты может быть сопряжена с лентоукладчи- ком или она может быть предусмотрена для захвата прочеса чесальной машины,

Воронка 1 на выходе имеет уступ, на который устанавливается измерительный узел 2, имеющий измерительный канал о Этот узел состоит из двух частей, а именно из канальной части 3 и из ограничивающей (опорной) части 4 j между которыми зажата пластинчатая пружина 5. Последняя служит в качестве измерительного органа для измерения толщины волокнистой ленты, проходящей через воронку 1 для уплотнения ленты и измерительный канал.

Канальная часть 3 имеет приблизительно пластинчатую форму, а на свое зажимной поверхности имеет направляющий желоб; сопряженный с каналом уплотнительной воронки 1. На противоположной поверхности канальная часть 3 имеет центрирующее ребро 6, проходящее поперек к измерительному каналу и вставляемое в соответствующий паз в ступенчатой части воронки. Благодаря этому канальная часть 3, а вместе с ней весь измерительный узел 2 фиксируется в двух координатных направлениях относительно воронки 1. Фиксация в третьем координатном направлении, перпендикулярном к плоскости изображения (фиг.1), происходит с помощью двух болтов 7 5 части 4 и через прорези 9 и 10 в - пластинчатой пружине 5 или в каналь ной части 3 и ввинчиваемых в резьбовые отверстия 11 воронки 1. Так как болты 7 одновременно служат для закрепления измерительного узла 2 на воронке 1-, то измерительная часть может заменяться путем простого освобождения и вытягивания болтов, т.е. устройство, состоящее из воронки 1 и измерительного узла 2, может просто согласовываться с изменяющимися номерами ленты.

Пластинчатая пружина 1 согласно фиг,4 состоит из измерительной части балки 12 к двух торсионных стержней 13, с помощью которых измерительная

5

0

5

5

0

5

балка 12 закреплена на несущем элементе 14. Состоящая из названных частей пластинчатая пружина 1 выполнена монолитной и зажата между канальной частью 3 и ограничительной частью 4 по переходной зоне между несущим элементом 14 и торсионными стержнями 13 в двух местах, отмеченных на фиг.4 штриховкой. Измерительная часть - балка 12 пластинчатой пружины 5 расположена поперек измерительного каналаs а ее продольная ось перпендикулярна направлению движения ленты, при этом она ограничивается по перемещениям в измерительном канале на своих концах с помощью двух опорных поверхностей 15 ограничительной части 4

Выходящая из воронки 1 для уплотнения ленты и проходящая через измерительный канал волокнистая лента сжимается измерительной балкой 12 в измерительном канале, и возникает давление на измерительную балку 12, абсолютное значение которого возрастает с возможностью воспроизводства с увеличивающейся толщиной ленты. Каждое изменение толщины ленты приводит к соответствующему изменению этого давления, действующего на измерительную балку 12 усилия. Из-за опорных поверхностей 15 измерительная балка 12 не может отклоняться из измерительного канала, а прогибается, и в измерительной балке 12 на ее одной поверхности возникает положительное удлинение, а на ее другой поверхности - отрицательное удлинение, пропорциональное действующему усилию и являющееся мерой толщины ленты. Механическая величина удлинения с помощью установленных на измерительной балке 12 тензодатчиков 16-19 преобразуется в электрическую величину (фиг.7).

Как видно из фиг.2, опорные поверхности 15 находятся меньше, чем в 1 мм от соединяющей их перемычки ограничительной части 4. Тем самым ограничивается возможный максимальный прогиб измерительной балки 12 этой величиной, и названная перемычка между двумя опорными поверхностями 15 действует в качестве ограничителя против излишнего удлинения или перенапряжения.

Согласно фиг.2 и 3 в ограничительную часть 4 по двум боковым стенкам поперек к измерительному каналу канальной части 3 вставлено по трубочке или ниппелю 20. Трубочки закреплены каждая в одном из сверлений 21, пронизывающих соответствующую боковую стенку. Одна из трубочек 20 служит для подвода электрических соединений, другая обеспечивает простую очистку и простое охлаждение места измерения сжатым воздухом. При этом очистка производится путем периодической подачи сжатого воздуха, а охлаждение - путем постоянной подачи сжатого воздуха.

Оба торсионных стержня 13, позиционирующих измерительную балку 12 и имеющих стационарный центр поворота, дополнительно предотвращают эффект защелкивания при местком нагреве измерительной балки 12, проходящей волокнистой лентой, и, тем самым, предотвращают возникновение механических напряжений из-за температурных колебаний. Чтобы измерительная балка 12 не изнашивалась волокнистой лентой, она на контактирующей с волокнистой лентой стороне оснащается прижимной накладкой 22 из твердого металла или керамики, закрепляемой на измерительной балке 12. Дополнительно к тензодатчикам 16-19 на измерительной балке 12 или в ее зоне предусмотрен датчик температуры для учета возможных температурных колебаний (не показан).

На фиг.7 представлено принципиальное размещение тензодатчиков 16-19 на измерительной балке 12, а также схема оценки их сигналов. На указанном чертеже показана опирающаяся на опорные поверхности 15 измерительная балка 12, на прижимную накладку 22 которой как бы воздействует усилие F от волокнистой ленты. Для оценки возникающего из-за этого удлинения на двух поверхностях измерительной балки 12 установлено по два тензодат- чика на каждой из них.

Тензодатчики расположены симметрично к мысленной точке приложения усилия F в середине измерительного канала (фиг.5), Этим гарантируется полная компенсация помех, вызванных окружающей температурой или местным нагревом измерительной балки 12 за счет трения волокнистой ленты.

Каждый тензодатчик 16-19 имеет определенное электрическое сопротчв10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

ленпе R |( , причем iu e L о т пиления одинаковы. Так как н ясггчп, относительное изменение ч oi port нпя при прогибе измерительной банк,- 12 пропорционально удлинению теьзи- датчнк ь, то определение 7п, может производиться путем i ч--ерс- ния этого изменения сопро-игпенья Это происходят с помощью схемы сгч 1 нения по типу мостика Унтстонл, состоящей из четырех тетвен, образован ных включенными по форме кольца сопротивлениями с R (ь Д° R(9« -CJIF rcbejb прилагается к точкам сокгпнеьий ме-кду сопротивлениями R g и с одной cic- роны и R.J7 и R,g с РУ1 -1 пнтагацсе напряжение Ug, то на двух остальных точках соединения можно получить вьг ходное напряженке UA, пропорциоьааьш рассогласованию мое га, которое проп -ч - циональнс сумме учти-чечни отдельных тензодатчиков от 16 до 19.

Так как измерительная относительно коротка и имеет больший коэффициент жесткости и не эолыщ т Mctcov то сна отпичается очьн высолон собственной частотой и делает возможна измерение коротчих иеравномер- ностей толшинь; ленты при высокой скорости прохождения волекгшгт MI ленты. Предложенное устройство i. necr.t- шн ет простое зонапьное cornacoj зпие воронки 1 для уплотнения лен ы путем замены направпяющен ло ;т- v нальной части 3), возмолнос , ь размещения измерительного органа очень близко к вытяжнo fy yc i-онству; возможность простой очистки ггзмерптель- ного органа} защиту измерчгельного органа против внешних мзханичссккх воздействийJ измерительной балки 12 от избыточного удлинения путем установки механического упора; измерительный орган практически независим от колебаний температуря и в значительной степени независим от колебаний линейной плотности вочок- на волокнистой ленты,

На фиг,8-14 представ IGHO гное выполнение воронки 1 (фиг.8,9) дпч уплотнения ленты, а также щ-кгодьзч для использования с этой торопкой олорная (ограничиваюшая4 часть 4 (фиг.10,11) и подогнанная пчастлн- чатая пру/чша 5 (фиг. 12-14).

В принципе воронка с воронкой, показанной на фиг.1-3, но имеет Вокодчое отрерстие ьрнОлизительно овального или продолговатого поперечного сечения. Эта форма ведет к соответствующей деформации поперечного сечения волокнистой ленты, так что пластинчатая пружина больше не прилегает к ней тангенциально, а прилегает вдоль боковой поверхности.

Воронка 1 также имеет в зоне за выходным отверстием уступ, на который устанавливается измерительный узел и фиксируется болтами (не показаны) , в нем канальная часть 3 находится вверху, а опорная часть 4 - внизу. Таким образом, непосредственно к уступу воронки 1 прилегает опорная часть 4 (фиг,10, 11), а выше нее расположена канальная часть 3. Пластинчатая пружина 5 (фиг. 12-14) зажата между этими двумя частями, причем несущественно, какая из двух частей - канальная или опорная - будет установлена непосредственно на уступ воронки 1 .

Пластинчатая пружина 5 (фиг.12-14 состоит из утолщенного несущего элемента 14, образующего ее краевую зон и из измерительной части балки 12, соединенной одним концом непосредственно, а другим концом - с помощью торсионного стержня 13 с несущим элементом частью 14. Так как и в этом случае пластинчатая пружина 5 изгото слово

товлена монолитной,

ненная в этом случае указывает

соедине

на соединение двух различных деталей а на границу двух зон одной и той же детали. Пластинчатая пружина 5 имеет два отверстия для болтов 7 (фиг.1) соответствующих болтовых соединений для грубой юстировки измерительного узла. Точная юстировка производится болтами, проходящими через вторую пару отверстий и ввинчиваемыми в соответствующие резьбы опорной части 4

Измерительная балка 12 на своем участке, контактирующем с проходящей и измеряемой волокнистой лентой, имеет утолщение 23 с нажимной накладкой 22. Четыре тензодатчика установлены на поверхности измерительной балки 12, противоположной нажимной накладке 22, преимущественно в зоне между утолщением 23 и торцом измерительной балки 12, переходящей в несущий элемент 14.

Опорная часть 4 (фиг. 10,. 11) согласована с пластинчатой пружиной 5

, 10

20

25

5653558

и имеет на своем краю приблизительно V-образную опорную поверхность 15 для пластинчатой пружины 5, а также имеет в зоне измерительной балки 12 уступ 24, смещенный относительно опорной поверхности 15. Уступ 24 разделен на две части ребром 25, расположенным в зоне нажимной накладки 22 (фиг.12). Ребро 25 выступает под уступом 24, но лежит глубже, чем опорная поверхность 15, и образует упор, ограничивающий прогиб измерительной балки 12.

Опорная часть 4 (фиг.10 и 11) имеет выфрезеровки 26 и 27 по типу камер. В камеры 26 и 27 входит по сверлению 21, выполненному в соответствующей боковой стенке опорной части 4, и по меньшей мере в одном из сверлений 21 закреплена трубочка 20; По этой трубочке 20 через камеру 26 и уступ 24 выводятся наружу электрические соединения тензодатчиков. В сверлении 21, входящем в камеру 26, закреплен ниппель (не показан), через который в опорную часть 4 вдувается извне сжатый воздух для очистки и охлаждения места измерения, который через камеру 26 и ребро 25 проходит над измерительной балкой 12.

Пластинчатая пружина 5 имеет защитный элемент 28, соединенный с несущим элементом 14, при этом оба элемента имеют L-образную форму. Измерительная часть 12 пластинчатой , пружины 5 размещена между элементами 14 и 28 с зазором и соединяется с одной стороны с несущим элементом 14 непосредственно, а с другой - посредством торсионного стержня 13.

Устройство работает следующим образом.

Волокнистая лента пропускается через воронку 1 и измерительный узел 2. При проходе ее через измерительный канал пластинчатая пружина 5 измерительной частью 12 контактирует с ней, при этом тензодатчики 16-19 регистрируют деформацию измерительной части 12, возникающую при проходе утолщений. Сжатый воздух, подаваемый по трубкам 20, выдувает пыль из измерительного канала и охлаждает зону измерений, что повышает точность измерений. Формула изобрете.ния

1. Устройство для измерения толщины и неравномерности волокнистой лен30

35

40

45

50

55

ты, содержащее уплотнительную воронку и смонтированную на ней с возможностью взаимодействия с волокнистой лентой пластинчатую пружину с закрепленными на ней тензодатчиками, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, удобства и надежности при эксплуатации, оно содержит съемный измерительный узел, смонтированный на уп- лотнительной воронке и имеющий измерительный канал для прохода волокнистой ленты, сопряженный с каналом уплотнительной воронки, и отверстие для подачи в измерительный канал сжатого воздуха, а пластинчатая пружина размещена в измерительном узле, причем вертикальная плоскость, проходящая через ее продольную ось, перпендикулярна направлению движения волокнистой ленты.

2. Устройство по п.отличающееся тем, что измерительный узел состоит из двух частей, одна из которых снабжена направляющим желобом для прохода волокнистой ленты, сопряженным с каналом уплотнительной воронки, причем пластинчатая пружина зажата между частями измерительного узла, а измерительный кайал образован с одной стороны поверхностью желоба, а с другой - пластинчатой пружиной.

3 Устройство по пп.1и2, отличающееся тем, что пластинчатая пружина состоит из измерительной части и несущего элемента,

при этом последний размещен кежду частями измерительного узла.

4.Устройство по пп. 1 и 3, о т. личающееся тем, что.тензо- датчики закреплены попарно с обг-их сторон измерительной части чатой пружины симметрично относительно продольной оси измерительно- Q го канала.

5.Устройство по п.З, отличающееся тем, что измерительная часть пластинчатой пружины соединена с несущим элементом по5 средством консольных упругих стержней.

6.Устройство по п.З, отличающееся тем, что измерительная часть пластинчатой пружины

0 одним концом соединена непосредственно с несущим элементом, а другим концом - посредством консольного упругого стержня.

5 7. Устройство по пп. 3-6, о т - личающееся тем, что измерительная часть пластинчатой пружины имеет накладку для взаимодействия с волокнистой лентой, выполненную

0 из износоустойчивого материала, например металла или керамики.

&. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что пластинчатая пружина имеет защитный элемент,

5 соединенный с несущим элементом, причем оба элемента имеют L-образную форму, а измерительная часть размещена между ними с зазором.

го

2t

12

Изобретение относится к текстильной промышленности, конкретно к средствам для измерения толщины и неравномерности полуфабрикатов продуктов прядения технологического оборудования, и позволяет повысить точность измерений, удобство и надежность при эксплуатации. Устройство содержит уплотнительную воронку и смонтированный на ней сменный измерительный узел, в котором зажата пластинчатая пружина с закрепленными на ней тензодатчиками и имеется измерительный канал, сопряженный с каналом уплотнительной воронки. Измерительный канал сообщен через отверстие с источником сжатого воздуха, который служит для удаления пыли и охлаждения зоны измерения. Пластинчатая пружина с тензодатчиками размещена в измерительном канале таким образом, что вертикальная плоскость, проходящая через ее продольную ось, перпендикулярна направлению движения волокнистой ленты. 7 з.п. ф-лы, 14 ил.

ft

11

Фиг.1

i/гпф

Ј1

&

С

Т

ог

I 77

т ог-пг - -t-

iz

eGf.5951

/

/

X

Г/

Ггтф

с

L

1

л

01

+

w

n

3/

.

n

l

1516 22

i JF

10

Q

Фиг. 5

21

15

Фиг, 5

19 П

L

19

18

15

(риг

/z

9-9

е/гп

6 зпф

СЛ b9fj

/

9 гпф

У

б

±.

21

Уу Ј/////

7////л Y

,/

Фиг.13

д-д

фиг. /4

№