Устройство для намотки магнитопроводов Советский патент 1992 года по МПК H01F41/02 

вым в устройстве является введение магни- топровода с обмоткой с выполненным внутри него регулятором магнитного потока, с расположенным на регуляторе контактом. В устройство также введена траверса, кинематически связанная с роликом ленты, от- счетная рейка кинематически связанная с траверсой и статором потенциометра, группа переключателей настройки на сечение ленты, кинематически связанная с траверсой и отсчетной рейкой. Регулятор передаточных отношений выполнен в виде группы мзгнитопроводов с обмоткзми, якорями, расположенными на общем валу, механически соединенном с ротором потенциометра и переключателями передаточного отношения, электрически соединенными с обмотками, а кинвматически с указателем диаметра отдающей бобины, 3 ил.

Использование: электротехническая промышленность, изготовление магнито- проводов при повышении качества изделий и повышении производительности. Сущность изобретения: устройство содержит каркас, на котором расположены электродвигатель, редуктор, механизм поджима, задняя бабка, приемная и отдающая бобины, потенциометр, электрически связанный с электромагнитной муфтой, которая кинематически соединена с отдающей бобиной, указатель диаметра отдающей бобины. Ногз зоя а 32 3 hO xi

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления 0- образных витых магнйтопроводов и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Известно устройство, содержащее станину, на котором расположены электродвигатель с редуктором, механизм поджима яе ггы, задняя бабка, прием ная и отдающая бооина и блок натяжения ленту, содержащий потенциометр, электрически связанный с электромагнитной муфтой, которая кинематически связана с отдающей бобиной.

Недостатком этого устройства является отсутствие равномерности натяжения ленты магнитопровода, что отрицательно сказывается на качестве магнитопроводов.

Наиболее близким является устройство, содержащее станину, на которой установлены электродвигатель с редуктором, кинематически связанным со шпинделем для приемной бобины, механизм поджима ленты, задняя бабка, приемная и отдающая бобина, блок натяжения ленты, включающий потенциометр, электрически связанный с электромагнитной муфтой, соединенной кинематической связью с отдающей бобиной, указатель диаметра отдающей бобины с сельсином-датчиком, регулятор передаточных отношений с сельсином-приемником, причем ротор селься- нэ-приемника через регулятор передаточных отношений соединен с потенциометром, а сельсин-датчик и сельсин- приемник соединены между собой электрически.

Недостатком этого устройства является грубая ручная настройка на первоначальную (исходную) силу натяжения ленты, так как настройка осуществляется путем визуального считывания на шкале, изображенной на ручке относительно указателя. Положение указателя зависит от положения

указателя диаметра отдающей бобины, при этом между этими указателями имеются следующие связи: сельсинная связь (ротор сельсин-датчика соединен с указателем диаметра отдающей бобины, сельсин-приемник соединен с регулятором передаточных отношений), механические связи (фрикци- онные связи), посредством которых устанавливается передаточное отношение

между ротором потенциометра и ротором сельсин-приемника, имеющего электрическую связь с сельсин-датчиком. Таким образом, имеют место погрешности: сельсинной

связи (погрешности передачи угла), механических связей (проскальзывание между фрикционными поверхностями), погрешности самой шкалы и ее положения относительно указателя, жестко соединенного с

ротором потенциометра.

Настройка на передаточное отношение (между ротором потенциометра и ротором сельсина-датчика, соединенного с указателем диаметра отдающей бобины) в зависимости от сечения ленты осуществляется посредством механического фрикционного вариатора. Эта настройка груба, так как осуществляется визуально путем считывания показаний на шкале, изображенной на ручке относительно указателя, имеющего кинематическую связь с подвижным роликом фрикционного вариатора. Имеют место погрешности, обусловленные люфтами механических деталей, посредством которых

осуществляется кинематическая связь между указателем и подвижным роликом фрик- ционного вариатора, погрешности фрикционной связи (проскальзывание между фрикционными поверхностями), погрешмости самой шкалы и ее положения относительно указателя, имеющего кинематическую связь с подвижным роликом вариатора.

Таким образом, имеющие место погрешности ограничивают точность настройки потенциометра на сечение ленты, ограничивают точность настройки и регулировкипотенциометроммоментаэлектромагнитной муфты для обеспечения постоянной силы натяжения ленты в зависимости от изменения диа иетра отдающей бобины. Ограничивают область применения лент магнитопроводов, так как для лент малого сечения (для микропроводов) указанные погрешности исключают необходимую точность настройки потенциометра на сечение ленты, регулировки им момента электромагнитной муфты для обеспечения постоянной силы натяжения ленты микро- магнитопровода. Это объясняется тем, что погрешности носят постоянный характер и не зависят от сечения ленты, при больших сечениях ленты эти погрешности играют меньшую роль, так как в этом случае они могут быть компенсированы допуском на необходимую силу натяжения и поэтому коэффициент заполнения магнитопровода будет обеспечен. При малых сечениях ленты эти погрешности будут сказываться на точности настройки потенциометра на необходимое сечение ленты, регулировки им момента электромагнитной муфты, а в итоге и на коэффициент заполнения магнитопровода.

Практика производства магнитопроводов показывает, что коэффициент заполнения зависит от толщины ленты, при толщине 0,02 мм он составляет 0,6, а при толщине 0,05 мм от становится равным 0,8 (ширина ленты находится в диапазоне 5-40 мм). Чем меньше толщина ленты, тем меньше коэффициент заполнения, а следовательно, и хуже качество мзгнитопровода.

Недостатком устройства является также трудоемкость ручной настройки потенциометра на сечение ленты, ручной настройки регулятора передаточных отношений в зависимости от сечения ленты. Это отрицательно сказывается на производительности труда и, кроме того, может вызвать дополнительные ошибки при настройке, обусловленные невнимательностью или усталостью работающего с устройством навивки магнитопровода.

Цель изобретения - повышение качества магнитопровода путем стабилизации натяжения ленты и повышения производительности труда,

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для намотки магнитопроводов, содержащем станину, нг которой установлены электродвигатель с редуктором, кинематически связанным со шпинделем для приемной бобины, механизм поджима ленты, задняя бзбка, отдающая бобина и блок

натяжения ленты, включающий потенции метр, электрически связанный с элепро магнитной муфтой, соединенной кинематической связью с отдающей боби0 ной, указатель диаметра отдающей бобины м регулятор передаточных отношений, блок натяжения ленты снабжен магнитопрово- дом с обмоткой, внутри которого жестко за- креплена втулка, выполненная из

5 магнитопроводящих пластин, изолированных одна от другой немагнитными шайбами, регулятором магнитного потока, расположенными внутри втулки и состоящим из магнитопроводящих пластин, изолированных одна от другой немагнитными шайбами, элемента для контакта с лентой, расположенного на нем, и встроенного в него якоря, на котором установлен пакет пьезокерами- 5 ческих пластин, роликом для расположения ленты, траверсой, кинематически с ним связанной, двумя электромагнитами, расположенными на траверсе одноименными полюсами друг к другу, отсчетной рейкой,

0 кинематически связанной с траверсой и статором потенциометра, группой переключателей настройки на сечение ленты, кинематически связанных с траверсой и отсчетной рейкой, а регулятор передаточных

5 отношений выполнен в виде группы магнитопроводов с обмотками, якорями, расположенным на общем валу, механически соединенном с ротором потенциометра и переключателями передаточно отношения,

0 электрически связанными с обмотками и кинематически - с указателем диаметра отдающей бобины, при этом один из электромагнитов электрически связан с пакетом пьезокерамических пластин, а кине5 мзтически - с отсчетной рейкой.

Стабилизация натяжения ленты происходит за счет повышения точности регулирования момента электромагнитной муфты, которое обеспечивается точной настройкой

0 потенциометра и передаточного отношения в соответствии с сечением ленты и диаметром отдающей бобины. Информация о ширине и толщине (сечении) ленты преобразуется в угол поворота статора по5 тенциометра, точность поворота которого будет определяться точностью изготовления деталей механической связи, обеспечивающей угол поворота статора потенциометра. Повышение точности на0 стройки на передаточное отношение между ротором потенциометра и указателем диаметра отдающей бобины в зависимости от сечения ленты обеспечивается переключателями настройки на сечение ленты, сраба5 тывание которых соответствует определенному положению трлвррсы и отчетной рейки. Переключатели настройки а сечение ленты электрически соединены одним из концов обмоток, установпенных нутри группы магнитопроводов с якорями, асположенными на общем валу, который еханически соединен с ротором потенциоетра. Другие концы обмоток электрически . оединены с переключателями передаточного отношения и срабатывают при изменении диаметра отдающей бобины,

Таким образом, при изменении диаметра отдающей бобины и последовательном рабатывании переключателей передаточного отношения происходит последовательное включение тех обмоток, у которых сработали переключатели настройки на сечение ленты. Последовательное включение обмоток позволит якорям (а следовательно, и ротору потенциометра, механически соединенному с валом, на котором установлены якоря), совершать поворот на углы, величина которых соответствует передаточному отношению и, следовательно, зависит от сечения ленты. Чем меньше сечение ленты, тем меньше величина угла, а количество группы магнитопроводов больше. Это позволяет повысить точность регулировки мо- мента электромагнитной муфты в зависимости от сечения ленты и диаметра отдающей бобины.

Таким образом, точность регулировки электромагнитной муфты повышается путем точной настройки статора потенциомет- ра, передаточного отношения по фактическому сечению ленты. Ротор потенциометра механически связан с валом, на котором установлены якоря, а положение его определяется указателем диаметра отдающей бобины при включении обмоток в соответствии с передаточным отношением, Повышение точности регулировки электромагнитной муфгы в зависимости от фактического сечения ленты и диаметра отдающей бобины позволяет обеспечить стабилизацию натяжения ленты, а также по- высить производительность труда (настройка на фактическое сечение ленты и диаметр отдающей бобины осуществляется автоматически),

На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг.2 -узел настройки на сечение ленты; на фиг.З -узел настройки на передаточное отношение.

Устройство для намотки магнитопроводов содержит станину 1, на которой установлены электродвигатель 2 с редуктором 3, кинематически связанным со шпинделем 4 для приемной бобины 5, механизм 6 поджима ленты, задняя бабка 7, отдающая бобина 8 и блок натяжения ленты, включающий потенциометр 9, электрически связанный с электромагнитной муфтой 10, соединенной кинематической связью с отдающей бобиной 8. Устройство снабжено указателем диаметра отдающей бобины 11. Блок натяжения ленты снабжен мзгнитопрово- дом 12с обмоткой 13, внутри которого жестко закреплена втулка, выполненная из магнитопроводящих пластин 14, изолиро0 ванных одна от другой немагнитными шайбами 15. Внутри втулки расположен регулятор магнитного потока, состоящий из магнитопроводящих пластин 16, изолированных одна от другой немагнитными шай5 бами 17 и 18. элемента 19 для контакта с лентой, расположенного на нем. В регулятор магнитного потока встроен якорь 20, на котором установлен пакет пьезокерамиче- ских пластин 21. Под магнитопроводом 12

0 установлен ролик 22, на который элемент 18 имеет возможность опираться, а на ролике 22 расположена траведса 23, кинематически (например, как с направляющей) с ним связанная. На траверсе 23 расположены

5 электромагниты 24 и 25 одноименными полюсами друг к другу, отсчетная рейка 26, кинематически связанная с траверсой 23 (например, как с направляющей) и статором потенциометра 9 (посредством, например,

0 безлюфтовой зубчато-реечной передачи). Вблизи траверсы 23 и на самой траверсе 23 находится группа переключателей 27 на сечение ленты, кинематически связанная с траверсой 23 и отсчетной рейкой 26, т.е.

5 срабатывание переключателей 27 на сечение ленты соответствует определенному положению траверсы 23 и отсчетной рейки 26. Положение траверсы 23 и отсчетной рейки. 26 определяет сечение ленты. Электромаг0 нит 25 кинематически связан с отсчетной рейкой 26 посредством, например, безлюфтовой зубчато-винтовой передачи. Пакет пьезокерамических пластин 21 электрически связан с электромагнитом 25.

5 Блок натяжения ленты снабжен также регулятором передаточных отношений, выполненным а виде группы магнитопроводов 28 с обмотками 29, якорям 30, расположенными на общем валу 31, механически соеди0 ненном с ротором потенциометра 9. Вал 31 изготовлен из немагнитного материала, якоря 30 - постоянные магниты. Вал 31 & якорями 30 находятся внутри магнитопро- водов 28. Количество якорей 30 равно числу

5 обмоток 29. На магнитопроаодах 28 расположены переключатели 32 передаточного отношения, которые кинематически {посредством, например, рычаги и зубчатой передачи) связаны е указателем диаметра отдающей бобины 11, а электрически - с

обмотками 29. Точность настройки на сечение ленты при срабатывании переключателей 27 определяется расстоянием между этими переключателями, которое должно быть не более 0,01 мм, так как минимальная толщина ленты 0,02 мм, последующие толщины лент равны 0,03 мм; 0,04 мм; 0,05 мм и т.д. Поэтому переключатели настройки на сечение ленты 27 должны располагаться в шахматном или ступенчатом порядке, так как настройка на сечение ленты производится с точностью до 0,01 мм, а габариты этих переключателей по сравнению с расстоянием 0,01 мм очень велики.

Отсчетная рейка 26 и траверса 23 в за- висимости от сечения ленты должны занимать свое положение относительно переключателей 27 настройки на сечение ленты с точностью не грубее 0,01 мм, так как механические связи отсчетной рейки 26 и траверсы 23 безлю { товые. Положение траверсы 23 определяет ширину ленты при срабатывании переключателей 27 настройки на сечение ленты, а положение отсчетной рейки 26 - толщину ленты также при срабаты- вании переключателей 27 настройки на сечение ленты.

Максимальное количество обмоток 29 определено из условия минимальной ширины и толщины ленты. При этом минимальная толщина ленты должна быть кратной применяемым толщинам лент: 0,02 мм, 0,03 мм, 0,04 мм, 0,05 мм... Эта минимальная толщина ленты принимается равной, например, 0,01 мм. Для этого сечения ленты количест- во обмоток 29 равно W. Положение траверсы 23 определяет ширину ленты, которой соответствует количество N переключателей 27 настройки на сечение ленты, расположенных вблизи траверсы 23. Положение отсчетной рейки 26 определяет толщину ленты, которой соответствует определенное положение переключателя 27 настройки на сечение ленты, установленного на траверсе 23.

При соответствующем положении траверсы 23 и отсчетной рейки 26 в зависимости от толщины ленты должно соблюдаться соотношение между W и N, обеспеченное электрической схемой: при толщине 0,02 мм

Wo,02 - |N, 0,03 мм: Wo.o3 - g- N,

0,04 мм: Wo см 4 N, 0,05 мм: Woos IN. 45

Реализовать такую электрическую схему возможно, например, о помощью коммутационного устройства 33, электрически связанного с переключателями 27 настройки на сечение ленты, установленными вбли510

15 0 5

0 5 0 5

0

5

зи траверсы 23 и на самой траверсе 23 таким образом, что определенной толщине ленты соответствует определенный переключатель 27 настройки на сечение ленты (установленный на траверсе 23), служащий для управления коммутационным устройством, посредством которого производится изменение количества подключаемых обмоток 29 к потенциалу + при соответствующем положении траверсы 23. Положение траверсы 23 определяет ширину ленты и количество переключателей 27 настройки на сечение ленты, это количество равно N. Переключатель 27 настройки на сечение ленты, установленный на траверсе 23, изменяет количество подключаемых обмоток 29 в зависимости от толщины ленты путем управления коммутационным устройством 33. Другие концы обмоток 29 электрически связаны с переключателями 32 передаточного отношения, причем эти переключатели кинематически (посредством, например, рычага и зубчатой передачи) связаны с указателем диаметра отдающей бобины 11, а электрически с потенциалом - источника постоянного тока. Переключатели 32 передаточного отношения установлены на маг- нитопроводах 28 таким образом, что при изменении диаметра отдающей бобины 8 от максимума к минимуму, указатель диаметра отдающей бобины 11 произведет (посредством рычага и зубчатой передачи) последовательное включение переключателей 32 передаточного отношения в соответствии с изменением диаметра отдающей бобины 8. Обмотка 13 электрически соединена с источником постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

Лента с отдающей бобины 8 заводится в прорезь приемной бобины 5, при этом происходит перемещение траверсы 23 на ширину ленты. Траверса 23, перемещаясь совместно с отсчетной рейкой 26, производит поворот статора потенциометра 9 (посредством, например, безлюфтовой зубчато-реечной передачи), т.е. происходит настройка потенциометра $ на ширину ленты. Элемент 18, магнитопроводящие пластины 16, изолированные одна от другой немагнитными шайбами 17, перемещаясь в зависимости от толщины ленты, соответственно занимают определенное положение относительно магнитопроводящих пластин 14, изолированных одна от другой немагнитными шайбами 15. При подключении обмоток 13 к источнику постоянного тока возникает магнитный поток, пропорциональный сечению, образованному магнито- проводящими пластинами 16 и 14, а

следовательно, и толщине ленты. Если толщина ленты равна нулю, то магнитный поток отсутствует, так как сечение, образованное магнитопроводящмми пластинами 16 и 14, равно нулю. Магнитный поток, проходящий по сечению, пропорциональному толщине, вызывает перемещение якоря 20, который начинает сжимать пакет пьезокерамиче- ских пластин 21. Величина усилия сжатия пьезокерамических пластин 21 пропорциональна магнитному потоку. Электрический сигнал, образованный при сжатии пакета пьезокерамических пластин 21, пропорционален усилию сжатия, поступает на электромагнит 24 при подаче напряжения на электромагнит 25 от источника постоянного тока, имеет место взаимодействие одноименных полюсов этих электромагнитов, в результате чего происходит перемещение электромагнита 25. Величина перемещения электромагнита 25 пропорциональна току от пакета пьезокерамических пластин 21, возникающего при их сжатии якорем 20. Электромагнит 25, перемещаясь, обеспечивав г перемещение отсчетной рейки 26 посредством, например, безлюфтовой зубчато-винтовой передачи, Перемещение отсчетной рейки 26 производит поворот ста-- тира потенциометра 9 посредством, например, безлюфтооой зубчато-реечной передачи, т.е. происходит настройка потен- цйометра 9 на толщину ленты.

В процессе перемещения траверсы 23 (при настройке на ширину ленты) происходит срабатывание переключателя 27 настройки на сечение ленты, находящихся вблизи траверсы 23, а при перемещении отсчетной рейки 26 относительно траверсы 23 (при настройке на толщину ленты) происходит срабатывание переключателей 27 настройки на сечение ленты, установленных на траверсе 23, которые в зависимости от толщины ленты включают коммутационное устройство 33 (которое электрически связано с переключателями 27 настройки на сечение ленты, установленными вблизи траверсы 23 и на которые были поданы потенциалы + при срабатывании этих переключателей при настройке траверсы 23 на ширину ленты), и происходит подключение обмоток 29, количество которых определяется шириной и толщиной ленты.

Таким образом, производится автоматическая настройка потенциометра 9 на сечение ленты и передаточного отношения в зависимости от этого сечения ленты. На переключатели 32 передаточного отношения подается потенциал - от источника постоянного тока. Указатель диаметра отдающей бобины 11 занимает определенное положение, при котором посредством, например, рычага и зубчатой передачи производится соответствующее включение переключателя 32 передаточного отношения. При этом

произойдет подключение обмотки 29 к потенциалу -. Ток будет протекать в той обмотке 29, которая была предварительно подключена к потенциалу + при срабатывании переключателей 27 настройки на се0 чение ленты и соответствующего толщине ленты настроенного устройства.

Ток, протекая по обмотке 29, создает синхронизирующий момент у одного из якорей 30 {который выполнен э виде постоян5 ного магнита и находится у этой обмотки 29), стремящийся переместить его в положение максимального потокосцепления, т.е. якорь

30повернется на угол в соответствии с передаточным отношением. Повернется вал

0 31 (на котором установлен якорь 30) и ротор потенциометра 9. Таким образом, производится автоматическая настройка потенциометра 9 на необходимую силу натяжения ленты магнитопровода в зависимости от се5 чения ленты и диаметра отдающей бобины (исходного диаметра), т.е. указатель диаметра отдающей бобины 11 задает начальное положение ротора потенциометра 9, который регулирует момент электромагнитной

0 муфты 10 в зависимости от сечения ленты и исходного диаметра отдающей бобины 8.

По мере навивки магнитопровода происходит уменьшение диаметра отдающей бобины 8, вследствие чего указатель диа5 метра отдающей бобины 11, изменяя свое положение, производит последовательное включение переключателей 32 передаточного отношения, которое подключает обмотки 29 к потенциалу -. Ток будет

0 протекать в тех обмотках 29, которые были предварительно подключены к потенциалу + при срабатывании переключателей 27 настройки на сечение ленты. Токи, протекая по обмотке 29, создают синхронизирующие

5 моменты у якорей 30, стремящихся переместить их в положение максимального пото- косцепле ния, т.е. якоря 30 начнут поворачиваться на углы, соответствующие передаточному отношению, т.е. сечению

0 ленты. Ротор потенциометра 9 начнет поворачиваться на углы, соответствующие передаточному отношению, и регулировать MOMeHt электромагнитной муфты 10 в соответствии с изменением диаметра отдающей

5 бобины 8, что обеспечивает постоянную силу натяжения, Величина угла поворота вала

31(при создании синхронизирующего момента якоря 30 в момент протекания тока в обмотках 29) соответствует передаточному

отношению и, следовательно, зависит от сеченмя ленты. Чем меньше сечение ленты, тем меньше величина угла поворота вала 31, а количество подключенных обмоток 29 больше. Это позволяет повысить точность регулировки момента электромагнитной муфты 10 в зависимости от сечения ленты и диаметра отдающей бобины 8. Таким образом, автоматически установленная при настройке сила натяжения ленты (по фактическому сечению ленты и соответствующему этому сеченмю передаточному отношению) по мере навивки магнитопровода с учетом исходного диаметра отдающей бобины 8 поддерживается автоматически, а точность настройки на силу натяжения ленты путем регулирования момента эле тромаг- нитной муфты 10 вследствие этого повышается.

Повышение точности настройки на силу натяжение ленты, точность регулирования момента электромагнитной муфты позволяет значительно повысить коэффициент заполнения магнитопроводов, имеющих малое сечение ленты. Например, при толщинах лент 0,02 мм вместо коэффициента заполнения 0,6 можно добиться коэффициента заполнения 0,8 и выше, что улучшает качество магнитопровода.

Повышение производительности труда по сравнению с известным устройством обеспечивается автоматизацией процессов настройки на первоначальную силу натяжения в зависимости от сечения ленты и передаточного отношения, которая позволяет сократить время настройки в 10 раз и более, исключить ошибки, обусловленные невнимательностью или усталостью рабочего.

Формула изобретения

Устройство для намотки магнитопроводов, содержащее станину, на которой установлены электродвигатель с редуктором, кинематически связанным со шпинделем для приемной бобины, механизм поджима

ленты, заднюю бабку, отдающую бобину и блок натяжения ленты, включающий потенциометр, электрически связанный с электромагнитной муфтой, соединенной 5 кинематической связью с отдающей бобиной, указатель диаметра отдающей бобины и регулятор передаточных отношений. отличающееся тем, что, с целью повышения качества магнитопроводов пу0 тем стабилизации натяжения ленты и повышения производительности, блок натяжения ленты снабжен магнитопрово- дом с обмоткой, внутри которого жестко закреплена втулка, выполненная из

5 магнитопроводящих пластин, изолированных одна от другой немагнитными шайбами, регулятором магнитного потока, расположенным внутри втулки и состоящим из магнитопроводящих пластин, изолированных

0 одна от другой немагнитными шайбами, элементом для контакта с лентой со встроенным якорем, на котором установлен пакет пьезокерамических пластин, роликом для расположения ленты, траверсой, кивемата5 чески с ним связанной, двумя злектромагнм- тами, расположенными на траверсе одноименными полюсами друг к другу, от- счетной рейкой, кинематически связанной с траверсой и статором потенциометра, груп0 пой переключателей настройки на сечение ленты, кинематически связанных с траверсой и отсчетной рейкой, регулятор передаточных отношений выполнен в виде группы магнитопроводов с обмотками, якорями,

5 расположенными на общем валу, механически соединенном с ротором потенциометра и переключателями передаточного отношения, электрически связанными с обмотками и кинематически - с указателем диаметра

0 отдающей бобины, при этом один из электромагнитов электрически связан с пакетом пьезокерамических пластин, а кинематически - с отсчетной рейкой.

25