Устройство для натяжения ленточного материала Советский патент 1990 года по МПК B65H77/00 

Изобретение относится к полиграфической промышленности, в частности к устройствам для регулирования натяжения рулонного материала на бобинорезателоных машинах флексографской печати, и может быть использовано на картонажно-полигра- фических предприятиях.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, об- щий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 - схема сил, действующих на рычаг.

Устройство для натяжения ленточного материала содержит направляющие 1 и 2, смонтированные на станине машины (не показана). В направляющих 1 и 2 установлены тормозные ролики 3 - 5 с возможностью взаимного контактирования и перемеще-. ния друг относительно друга (расхождения). Оси роликов 3-5 параллельны между собой. Ролики 3-5 обладают возможностью совершать как вращение вокруг своей оси, так и поступательное перемещение здоль оси направляющих. Двуплечие рычаги 6 и 7 шарнирно установлены на осях 8 и 9, смонтированных соосно (с целью облегчения конструкции ось качания рычагов 6 и 7 выполнена в виде двух частей) на станине машины, В рычагах 6 и 7 выполнены пазы В, в которых размещены оси 8 и 9 качания рычагов, Оси 8 и 9 установлены с возможностью наладочного перемещения вдоль пазов В с помощью устройства перемещения, выполненного в виде винтов 10 и 11, смонтированных на станине. На одном конце каждого из рычагов 6 и 7 смонтирован верхний тормозной ролик 3, а на другом конце - верхний обводной ролик 12. Рычаги 6 и 7 и верхний ролик 3 подпружинены посредством пружин 13 и 14 соответственно. Устройство регулирования усилия пружин выполнено в виде регулировочных винтов 15 и 16, взаимодействующих с пружинами 13 и 14 соответственно, таким образом, что действие пружин направлено на сжатие тормозных роликов 3-5. Под верхним обводным роликом 13 размещен на станине второй обводной ролик 17. Ролики 12 и 17 установлены с

возможностью вращения вокруг своей оси.

Ленточный материал 18 сматывается с

рулона 19, который базируется на опорных

роликах 20.

Устройство работает следующим образом.

Ленточный материал 18 проводят по обводным1 роликам 17 и 12, а затем между тормозными роликами 3-5, сжатыми посредством пружин 13 и 14, и закрепляют на намоточном валу (не показан), получающему вращение от двигателя (не показан). Наматываясь на намоточный вал, ленточный материал перемещается в направлении,

указанном стрелкой на фиг. 1,

Натяжение ленточного материала создается силой трения качения между материалом и тормозными роликами 3 - 5, а также силой сопротивления размотке рулона 19, вызванной трением рулона о ролики, инерцией рулона и прочими факторами:

Ркач-nk ,(1)

где Ркач - сила трения качения;

п - количество поверхностей трения между тормозными роликами и ленточным материалом;

k - коэффициент трения качения; р - сила нормального давления (сила

пружин 13 и 14);

г -- радиус ролика.

Для данного обрабатываемого матери- 0 ала при постоянном количестве участвующих в работе тормозных роликов

1 1

nk - const. Обозначим nk - f, тогда

Ркач f FN . (2)

Силу сопротивления размотке рулона обозначим Q, силу натяжения ленточного материала - Р. Следовательно

Р Ркач + Q. (3)

Так как при размотке масса и диаметр рулона меняются, то 0 const и Р const.

Для обеспечения Р const необходимо, чтобы вместо Ркач на материал действовала тормозящая сила G:

С Ркач.-0. (4)

тогда р G + О Ркач. - Q + Q Ркач. const.

(5)

- Данное требование выполняется за счет воздействия рычагов б и 7 на пружины 13 и 14 с силой N. противоположной по направлению силе FN . В результате уменьшается сила сжатия тормозных роликов 3 - 5, а значит, и сила трения качения.

Если под воздействием силы N сила трения качения уменьшается на величину Q, равную

Q fN.

значит сила

„-.

(6) (7)

Q

Для создания силы N у необходимым условием является установление оси качания рычагов б и 7 в таком положении, когда соотношение длин плеч каждого из рычагов позволило бы силу, действующую на ролик 12, преобразовать на плече I в усилие N. равное

N. Согласно схеме, приведенной на фиг. 4,

N. (8) Из Д HSC находят L L.2 cos у, из Д НСЕР Оcosa

Тогда

и изД UST находят I Li cos /J.

м QLacosy eoscr Licos/if

(9)

Если при переналадке устройства ось качания S двуплечих рычагов 6 и 7 перемещать вдоль паза В, т.е. не меняя углов о,уиД то

cosa cos/S

cosy„ L К const.

(Ю)

(11)

Если ось S качания рычагов б и новить в положение, при котором Li

L-2

Kf,

(12)

TO

N. из) N Kf f I)

Таким образом, доказано, что при определенном соотношении длин плеч в течение всего процесса перемотки сохраняется постоянная зависимость

тДля обеспечения намотки в режиме постепенного ослабления натяжения материала нужно установить ось S качания рычагов б и 7 в таком положении, при котором соотношение плеч рычагов (фиг.4) удовлетворяет условию

4-..

L2 L2

Это видно из следующего вывода. Силу, действующую на пружины 13 и 14 со стороны рычагов -6 и 7 при отношении

U

(14)

плеч

L2

обозначим N

Тогда из формул (11) и (14) следует

N JQKLL QKL2

Li Обозначим

г

Li

1UJ

Ј

. (15)

(16)

откуда

30

L2

(17)

тогда из формулы (15)

(18)

Kf f

Сила трения качения тормозных роликов о материал при этом уменьшится на величину

fQ

Q fN f

(19)

Из формул (17) и (14) следует К f f; f f. (20)

значит

45

Q .

(21)

Сила натяжения ленточного материала в этом случае

f

0

Р - Ркач Q

Ркач + Q (1 - уг). f

+ Q Ркач-- -U3+O f

(22)

так как -р- 1 (см.формулу 20), то выраже5 ние в скобках величина положительная.

Усилие Q по мере размотки рулона 19 уменьшается, Следовательно, как видно из формулы (22), сила Р натяженич ленточного материала изменяется в режиме постепенного ослабления.

При условии соотношения длин (фиг.4) рычагов 6 и 7, равного

K f, 23)

L2

намотка происходит в режиме постепего увеличения натяжения материала Это видно из следующего вывода, Силу, действующую на пружины 13

со стороны рычагов б и 7 при соотнош

//

U

,длин плеч -гг , обозначим N .

U

Тогда из формул (11) и (23) следует

. N. (24) UL1

Обозначим

ч

f

KL2 откуда

Li

-и L2

Kf

(25) (26)

(27)

тогда из формулы (24) Q

Kf iT Сила-трения качения роликов материал при этом уменьшится на ну

fQ

Q f N

(28)

Из формул (26) и (23) следует

Kf Kf; f f. (29) Значит

fn Q 2Ј- Q , (30)

Сила натяжения ленточного материала в этом случае

Р Ркач-Q +Q Ркач - Дг Q + Q

f

FKa4-Q(), (31)

так как -п- 1 (см.формулу (29)), то выражение в скобках величина положительная.

Усилие Q по мере размотки рулона 19 уменьшается, Следовательно, как видно из

формулы (31), сила Р натяжения ленточного материала изменяется в режиме постепенного увеличения.

Для обеспечения автоматического ре- гулирования натяжения ленточного материала по требуемому закону в течение всего процесса перемотки необходимо выполнить условия: FN N; FN N ; FN N .

В противном случае пружины 13 и 14 не сжимают тормозные ролики 3 - 5. До того момента, когда начнется сжатие роликов 3 - 5, автоматическая регулировка натяжения по требуемому закону отсутствует. Сила натяжения материала равна силе сопротивления размотке рулона и, следовательно, ослабевает по мере уменьшения веса рулона.

Таким образом, перемещением осей 8,9 качания рычагов 6 и 7 вдоль паза В может быть всегда обеспечено необходимое соотношение длин плеч рычагов, при котором соблюдается конкретное условие получения оптимального усилия натяжения материала, наматываемого на намоточный вал. Наладочное перемещение оси качания рычагов 6 и 7 вдоль паза В осуществляется с помощью винтов 10 и 11, а усилие сжатия тормозных роликов 3-5 регулируется с помощью винтов 15 и 16.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для натяжения ленточного материала, содержащее направляющие с установленными в них по меньшей мере двумя тормозными роликами, верхний из которых подпружинен и снабжен регулирующим средством прижатия его к нижнему ролику, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено двуплечим рычагом, закрепленным одним концом на верхнем тормозном ролике, и расположенными один над другим двумя обводными роликами для проводки материала, верхний из которых закреплен на другом конце рычага, при этом рычаг выполнен с пазом, а ось его поворота установлена в пазу с возможностью регулирования ее положения.

Вид А

Изобретение относится к полиграфическому оборудованию, а именно к машинам бобинорезальным, машинам флексографской печати, и может быть использовано на картонажно-полиграфических предприятиях. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет обеспечения автоматической регулировки усилия натяжения материала. Ленточный материал 18 с рулона 19 проводят по обводным роликам 17 и 12, потом между тормозными роликами 3 - 5, сжатыми посредством пружинами 13 и 14, а затем закрепляют на намоточном валу. Натяжение материала 18 создается силой трения качения между материалом и тормозными роликами, а также силой сопротивления размотке рулона 19, вызванной трением рулона об опорные ролики 20. Благодаря регулируемому перемещению оси качания двуплечих рычагов 6 и 7 вдоль паза В, притом, что на одном конце каждого рычага смонтирован крайний ролик 3, на другом - верхний обводной ролик 12, а пружина, воздействующая на рычаги 6 и 7, установлена с возможностью обеспечения контакта между роликами 3 - 5, можно установить требуемое соотношение длин плеч рычагов. При этом сила, действующая на ролик 12, уменьшает силу сжатия роликов 3 - 5 таким образом, что сила трения качения постоянно уменьшается на величину, связанную постоянной зависимостью с силой сопротивления размотке рулона 19. В результате этого обеспечивается автоматическая регулировка усилия натяжения. 4 ил.

б-в

75

Фиг.З

Фиг А