Способ определения напряжений в теле намотки Советский патент 1992 года по МПК D01H13/32 G01N3/44 

СП

С

Изобретение относится к текстильной промышленности, может быть применено, в частности, при контроле качества паковок и позволяет повысить достоверность результатов определения напряжений в теле намотки. Способ заключается в том, что в тело намотки, сформированное на текстильной машине, вдавливают игольчатый элемент до заданной глубины внедрения, измеряют усилие вдавливания в момент достижения заданной глубины и длину образовавшейся щели, а затем с учетом геометрических и фрикционных параметров игольчатого элемента рассчитывают величину напряжения. 4 табл., 3 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть применено при контроле качества паковок.

Известен способ приблизительной оценки напряженного состояния паковок волокнистого материала по их плотности, реализованный в устройстве. Согласно данному способу чувствительным элементом измерительного устройства служит полая эллиптическая в поперечном сечении игла. В направлении малой оси этого сечения с одной стороны иглы выполнены отверстия. К полости иглы подсоединен выход пневматического делителя сопротивлений, состоящего из постоянного и переменного пневморезисторов, а к соединительной линии между пневморе- зисторами - контрольный прибор манометрического типа.

Способ реализуют следующим образом.

Заглубляют иглу в тело намотки на определенную глубину, подсоединяют устройство к магистрали сжатого воздуха определенного и постоянного давлений, измеряют давление в линии, соединяющей пневморезисторы, Величина измеренного давления функционально связана с плотностью намотки, а значит и с напряженным состоянием тела намотки.

Недостатком этого устройства и соответствующего ему способа оценки напряженного состояния и плотности тела намотки является то, что при контроле этих параметров в достаточно плотных паковках в месте ввода иглы в тело намотки образуется щель, через которую истекает часть потока сжатого воздуха, что снижает точность измерения. При низкой плотности намотки направление истечения потока сжатого воздуха становится неопределенным. В этом случае снижается чувствительность устрой-vl

СО

м о

4 О

ства и соответствующему ему способа контроля напряженного состояния и плотности тела намотки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в котором в тело намотки вводят иглу круглой формы, которая связана с поворотной рукояткой посредством пружины кручения, прикладывают к этой рукоятке момент нарастающей по величине силы и фиксируют ее величину в момент начала прокручивания иглы относительно окружающих ее слоев тела намотки. Величина этой силы служит оценкой напряжений в теле намотки.

Этому способу измерения напряже- ний присущи следующие недостатки. При определении напряжений не учитывается изменение площадки контакта из-за образования щели, размеры которой между витками варьируются с переходом к другой точке контроля. Чувствительность способа существенно снижается при измерении напряжений в телах намотки небольшой плотности, так как в измерительной системе компенсируется минимальное по величине энергии противодействие, возникающее при вращении иглы.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов определения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля напряжений в теле намотки, заключающемуся в приложении к сформированному телу намотки контрольного воздействия с помощью игольчатого элемента, измерении величин выходных параметров и определении по ним напряжения, контрольное воздействие прикладывают путем внедрения игольчатого элемента в тело намотки под действием возрастающего усилия на задан- ную глубину, в качестве выходных параметров измеряют величину усилия и длину щели, а величину напряжения определяют с учетом геометрических и фрикционных параметров игольчатого элемента.

На фиг. 1 изображена паковка (тело намотки); на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Способ осуществляют следующим образом.

В тело намотки 1 (фиг, 1) внедряют под действием возрастающего усилия игольчатый элемент 2, контролируют величину усилия внедрения FB и соответствующую ей глубину погружения игольчатого элемента в тело намотки, а также измеряют длину щели щ. При применении игольчатого элемента с поперечным сечением в виде круга определяют его диаметр oV Измеряют коэффициент трения нити по игольчатому элементу fTp

с учетом направления внедрения его в тело намотки. При измерении радиального напряжения игольчатый элемент внедряют параллельно образующей элементарного слоя и перпендикулярно радиусу тела намотки. При контроле окружных напряжений направление внедрения выбирают вдоль радиуса тела намотки и нормали к его поверхности, (направления внедрения игольчатого элемента 1 показаны на фиг. 1 стрелками).

При известных диаметре игольчатого элемента и длине щели рассчитывают фактическую площадь контакта. Из условия равенства работы по преодолению силы трения игольчатого элемента о слои тела намотки (с учетом нормальной составляющей напряжения, способствующей проявлению силы трения) энергии, например, сжатия пружины, через которую вдавливают игольчатый элемент, рассчитывают величину напряжения по формуле

4 frp arcsm (- - ) d U ros 0 1 - cos ( ) 1

Щ|щ

где о- напряжение в теле намотки, Н/м2;

Fa-усилие внедрения игольчатого элемента, Н;

fip - коэффициент трения;

- диаметр игольчатого элемента, м;

щ - длина щели, м;

IK - длина образующей конуса игольчатого элемента на заглубленном участке, м;

0-угол при вершине конуса игольчатого элемента, рад.

При намотке комплексной капроновой нити 15,6текс получены следующие данные.

В табл. 1 приведен закон регулирования намоточного натяжения по диаметру паковки.

В табл. 2 и 3 представлены значения радиальных напряжений в паковке (для торцов 1 и 2 соответственно), полученные при внедрении игольчатого элемента по торцам паковки (dn 1,6 мм; I 10 мм; fTp 0,277).

В табл. 4 приведены данные, полученные при исследовании аксиальных напряжений по образующей паковки (е)и 1,6 мм; 1к ЗОмм;Г 0,277).

Измерение напряжений в теле паковки позволяет учесть влияние на напряженное состояние паковки нитей не только намоточного натяжения, но и укатывающего воздействия мотального валика, геометрических особенностей веера раскладки, влияния механизма рассеивания витков и механизма сокращения хода нитеводителя.

Формула изобретения

Способ определения напряжений в теле намотки, заключающийся в приложении к сформированному телу контрольного воздействия с помощью игольчатого элемента, измерении величин выходных параметров и определении по ним напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов определения,

контрольное воздействие прикладывают пу- тем внедрения игольчатого элемента в тело намотки под действием возрастающего усилия на заданную глубину, в качестве выходных параметров измеряют величину усилия, длину образовавшейся между витками щели на поверхности тела намотки, а величину напряжения определяют с учетом геометрических и фрикционных параметров игольчатого элемента.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Продолжение табл. 4

Продолжение табл.4

t

ттт гтттт

Фиг.1

Б-Ј

ЖЛМЧШГ

Фиг.З