Устройство для натяжения провода Советский патент 1991 года по МПК H01F41/04 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических двигателей и аппаратов и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Цель изобретения - повышение производительности и качества изготовления обмоток путем стабилизации натяжения провода

На фиг.1 представлено устройство для натяжения провода к намоточным станкам, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.1; на фиг,5 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.6 разрез Д-Д на фиг.З, на фиг.7 - электрическая блок-схема; на фиг 8 и 9 - графики изменения усилия натяжения Р от времени при стабильном натяжении провода и при рывках провода.

Устройство для натяжения провода к намоточным станкам (фиг.1) содержит узел 1 предварительного натяжения и очистки провода 2 и узел 3 торможения, на оси 4 (фиг.З) которого посредством подшипника 5 с возможностью вращения установлен тормозной ролик 6, у торца которого расположен электромагнит с двумя магнитопро- водами 7 и электрическими катушками 8 с корпусами из электроизоляционного материала, закрепленный при помощи кронштейна 9 на корпусе 10 устройства. Форма магнитопроводов 7 и их расположение относительно тормозного ролика 6 приведены на фиг.5. Датчик 11 натяжения содержит электрическую катушку 12, установленную на корпусе 10 устройства. В центральном отверстии катушки 12 размещен с возможностью осевого перемещения подпружиненный пружиной 13 сжатия стержень 14, нижняя часть которого выполнена из ферромагнитного материала, например стали, и снабжена двумя выступами 15, входящими в пазы 16 центрального отверстия катушки 12 (фиг,1 и 6). Другой конец стержня 14 выполнен в виде вилки 17, в которой на оси. размещен ролик 18. Ниже вилки 17 шток выполнен в виде пластины 19 из парамагнитного металла, например алюминия. По стороны датчика 11 натяжения на двух опорах 20, жестко закрепленных на корпусе 10 устройства, установлены два узла 21 демпфирования, каждый из которых содержит подпружиненный пружиной 22 сжатия шток 23, имеющий возможность осевого перемещения в направляющей 24, установленной в подшипнике 25 опоры 20 с возможностью поворота. На верхнем конце штока 23 установлен направляющий ролик 26. Усилие, с которым пружина 22 воздействует на што 23, регулируется упором 27, сидящиг нз

резьбе штока 23, а также использованием сменных пружин 22 сжатия различной податливости.

Компенсатор колебаний содержит электрическую катушку 28, намотанную на сердечник 29, в прорези 30 которого расположена пластина 19 стержня 14 (фиг.2). Катушка 28 с сердечником 29 установлены на корпусе 10 устройства при по0 мощи кронштейна 31. На верхнем конце

каркаса катушки 12 на резьбе установлен

упор 32 для регулирования усилия поджатия

пружины 13 путем изменения ее длины.

Электрическая схема (фиг.7) устройства

5 состоит из усилителя-преобразователя 33, солеожашего поеобоаэователь 34, регулятор 35, сумматор 36, усилитель 37 и регулируемый источник 38 питания. Усилитель- преобразователь 33 электрически соединен

0 с тахогенератором 39 приводного электродвигателя 40, катушками 8 электромагнита и датчика 11 натяжения. Источник 38 питания электрически соединен с катушкой 28 компенсатора колебаний, причем величина

5 подаваемого на катушку 28 напряжения зависит от диаметра провода 2 и режимов намотки. Шаблон 41, на который наматывается привод 2 приводится во вращение приводным электродвигателем 40, который

0 одновременно вращает и якорь тахогенера- тора 39.

Усилие натяжения провода 2 складывается из трех слагаемых: усилия натяжения, задаваемого узлом предварительного натя5 жения и очистки; усилия торможения, зависящего от воздействия магнитного поля катушек 8 электромагнита на тормозной ролик 6 и определяемого электрическим напряжением, подаваемым от катушки 12

0 датчика 11 натяжения на преобразователь 34; усилия натяжения, зависящего от воздействия магнитного поля катушек 8 элект- ромагнита на тормозной ролик 6 и определяемого электрическим напряжени5 ем, подаваемым от тахогенератора 39 на регулятор 35,

Таким образом, на катушки 8 электромагнита подается электрический ток, сила и, следовательно, магнитное воздели, i вне ко0 торого на тормозной ролик 6 зависит от сум- марного напряжения, определяемого значениями электрического напряжения на катушке 12 и тахогенераторе 39. При этом, чем больше величина суммарного напряже5 ния, тем больше торможение ролика 6 и больше /силие натяжения провода 2,

Устройство работает следующим образом.

Провод 2 от смоточного устройства (не показано) пропускают через узел 1 предварительного натяжения и очистки, обводят петлей тормозной ролик 6, проводят через направляющий ролик 26 левого узла 21 демпфирования, ролик 18 датчика 11 нагя- жения, ролик 26 правого узла 21 демпфирования и подают на шаблон 41. Предварительно при помощи регулятора 35. сумматора 36, усилителя 37 и поджатия пружины 13 упором 32 в соответствии с заранее снятыми тарировочными кривыми. электрический ток в катушка 8 электромагнита устанавливают таким образом, чтобы при установившемся режиме намотки торможение ролика 6 магнитным полем катушек 8 обеспечивало номинальное значение Рном усилия натяжения провода 2 на шаблоне 41 при данном режиме намотки. На узлах 21 демпфирования, в зависимости от диаметра наматываемого прозода 2, скорости намотки и размеров и геометрии шаблона 41, устанавливают необходимые сменные пружины 22 сжатия и поджимают их упором 27, также в соответствии с тарировочными кривыми.

После пуска при установившемся режиме намотки повышение усилия натяжения провода по сравнению с номинальным значением приводит к перемещению стержня 14 вниз в катушку 12. При этом уменьшается напряжение на выходе преобразователя 34, а также суммарное напряжение, подаваемое на катушки 8 электромагнита от усилителя-преобразователя 33. В результате магнитное поле катушек 8 электромагнита слабее тормозит ролик 6, что приводит к уменьшению усилия натяжения провода 2 и поднятию стержня 14 вверх.

Одновременно с движением стержня 14 вниз увеличение усилия натяжения провода 2 приводит- к сжатию пружины 22 сжатия. подъему роликов 26 узлов 21 демпфирования вверх и к повороту левого узла 21 в подшипнике 25 опоры 20 по часовой стрелке, а правого узла 21 против часовой стрелки, что увеличивает податливость системы: левый узел - компенсатор - правый узел и уменьшает интенсивность изменения усилия натяжения провода. Это позволяет смягчить рывки провода 2, предупреждать его обрыв и уменьшать повреждение изоляции во время намотки.

По мере уменьшения усилия натяжения провода оба узла демпфирования вращаются к первоначальному положению, соответствующему номинальному значению усилия натяжения РНом. При уменьшении усилия натяжения провода 2 стержня 14 под действием пружины 13 сжатия движется вверх, что вызывает увеличение электрического напряжения на выходе преобразователя 34,

а также суммарного н.шряч.енич. подан,ir мого на катушки 8 элемромагмшл. R pf эультате магнитное попе катушек П сипьнио тормозит ролик 6, и усилие нотяжеиич про 5 вода 2 увеличивается По-пому стержрнь 1-1 под действием увеличенною усилия натя жения движется вниз к ной-ральному поло жению, обеспечивающему заданное усилив натяжения провода при данной скорости

0 намотки. При этом узлы 21 поворачиваются в подшипниках 25: левый против часовой стрелки, а правый по часовой стрелке. Ролики 26 вместе со штокзми 23 дпи :утся вниз, увеличивая усилив натяуенич пронодг 2

5 Для более полной и быстрой стабилизации усилия натяжения проводя 2 используется компенсатор колебаний. Чем сильнее рывки провода 2, тем выше скорое п. движения стержня 14. При этом н пластине 19 стержня

0 14, движущейся в прорези ПО в магнитном поле электрической клтушки 28, возникают вихревые индукционные токи (токи Фуко) тем больше, чем выше скорость движения стержня 14, В соответствии с законом Лен5 ца взаимодействие этих токов с магнитным полем тормозит движение стержня 14 тем интенсивнее, чем больше скорость движения и, следовательно, изменение усилия натяжения. Это позволяет значительно

0 уменьшить амплитудное значение РА колебаний усилия натяжения, его наибольшее значение Р2 и стабилизировать натяжение провода при намотке.

Аналогичная картина наблюдается и

5 ри уменьшении усилия натяжения провода, возникающие в пластине 19 вихревые индукционные токи при взаимодействии с магнитным полем катушки 28 также тормозят движение стержня 14, уменьшая ампли0 тудное значение РА колебаний усилия натяжения.

Таким образом, применение узлов 21 демпфирования и компенсатора колебаний позволяет дополнительно стабилизировать

5 усилие натяжения провода при его изменениях, что приводит к повышению качества обмоток и увеличению производительности намоточного устройства благодаря возможности увеличения скорости намотки.

0Формула изобретения

1. Устройство для натяжения провода, содержащее узел торможения, усилитель- преобразователь, блок питания, компенсатор и датчик натяжения, отличающее5 с я тем, что, с целью повышения производительности и качества изготовления обмоток путем стабилизации натяжения провода, оно снабжено двумя узлами демпфирования, расположенными по обе стороны компенсатора и датчика натяжения

вдоль траектории движения провода, при этом каждый узел демпфирования выполнен в виде подпружиненного штока, имеющего возможность поворота и осевого перемещения.

2. Устройство поп 1.отличающее- с я тем, что оно снабжено подпружиненным стержнем, при этом компенсатор и датчик натяжения установлены на нем с возможностью взаимодействия, а датчик натяжения электрически связан с узлом торможения.

3. Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что один конец стержня выполнен из парамагнитного материала, а другой - из ферромагнитного материала.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в технологическом оборудовании для изготовления обмоток электрических двигателей, Цель изобретения - повышение производительности и качества изготовления обмоток путем стабилизации натяжения провода. Устройство содержит узел 3 торможения, на оси которого установлен тормозной ролик 6 с двумя магнитолроводами и электрическими катушками 8. Датчик 11 натяжения со 70 держит катушку 12, в которой размещен стержень 14. Конец стержня 14 входит в катушку с сердечником 29 и подпружинен. По обе стороны датчика 11 расположены два узла 21 демфирования с роликами 26 на поворотных штоках. С помощью регулятора и пружины 13сжатия всоответствиистарировочны- ми кривыми устанавливают шток в катушках 8, чтобы при установившемся режиме торможение ролика 6 обеспечивалось номинальное натяжение. На узлах 21 устанавливают сменные пружины в зависимости от диаметра наматываемого провода. При наматывании провода повышение усилия натяжения провода приводит к перемещению стержня 14 вниз в катушку 12, при этом уменьшается суммарное напряжение на чатушках 8, магнитное поле которых слабее тормозит ролик 6, что приводит к поднятию стержня 14. При движении стержня 14 вниз сжимаются пружины узлов 21 и поворачиваются опоры с роликами 26, что позволяет смягчать рывки провода 2 и стабилизировать его натяжение. 2 з.п. ф-лы, 9 ил, ,77 / -J8 (Л С о 00 а ел Сл пШ 15 20 Фиг

Фиг. 2

3 в

Видв

26

Вид 6 ЛЦ

Фиг.Э

Фиг. 5

Фиг.6

ном

Фие.7

Р,

Р2

ном