Способ регулирования процесса обрезинивания корда и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B29C67/12 G05D5/02 

ны одну среднюю нить на длину 120-150 мм. Обрезанную часть полоски, из которой вынута нить, отрезают ножницами. Другой конец зтой нити, оставшийся в обрезиненной части полоски, надрезают лезвием режущего инструмента шириной 4 мм на расстоянии 50 мм от входа нити в обреэиненную часть, после чего образцы в количестве 30 штук подвергают растяжению до выдергивания кордной нити.,

Выдергивание нити производят на раз- рьтных машинах, имеющих механизм для записи величины усилия вздергивания на диаграммную бумагу.

Известен также способ контроля качества обрезиненного невулканизованного корда, заключающийся в том, что каждый раз из кордного полотна, идущего на обрезини- вание, вырезают два образца: первый - до обрезинивания (на раскатке рулона) по всей ширине полотна и длиной 1,5 м, второй - после обрезинивания (на закатке рулона) также по всей ширине и длиной 1,5 м.

После 2-х дневной вылежки образцам придают прямоугольную форму площадью 1 кв. м, взвешивают, подсчитывают частоту нитей корда в необрезиненном кбрдТэ, оп- ределяют диаметр нитей пропитанного корда и по этим данным рассчитывают толщину, резиносодержание и коэффициент прессовки в обрези ненном нейулканизо- ваннсм корде.

Эти способы не являются оперативными и не позволяют использовать результаты лабораторного анализа качества обрезиненного корда для управления качеством в ходе технологического процесса обрезинивания корда на каландрах.

Известен способ регулирования процесса обрезинивания корда, при котором измеряют мощность, потребляемую валковым оборудованием, например, каландром и сравнивают ее с номинальной, потребляемой мощностью, рассчитанной по корреляционному уравнению

Y aX4-b,

где Y - величина потребляемой мощности каландром, кВт;

X - величина удельного резинопотреб- ления каландра;

а и b - коэффициенты, постоянные для данной марки корда, резиновой смеси, температуры и скорости.

Однако, описанный способ не обеспечивает достаточно полной информации о качестве обрезиненного невулканиэованного корда, так как не позволяет оценить один из главных показателей качества - степень затекания резиновой смеси в межниточное пространство кордного полотна, которая характеризуется коэффициентом прессовки.

Известно устройство для регулирования процесса обрезинивания корда на каландре, содержащее блок управления, входы которого соединены соответственно с выходом датчика толщины обкладочного слоя, установленного до прессующего зазо0 ра каландра, и с выходом датчика толщины обрезиненного корда, установленного после прессующего зазора, а выходы блока управления е соответствующими исполнительными механизмами для изменения за5 зоров между валками, каландра/ а также исполнительный блок, соединенный с дат- чиком массы обрезиненного корда, и вычислительный блок, соединенный с выходом датчика толщины обрезиненного корда, и

0 датчики верхнего и нижнего калибрующих зазоров.

Недостатком этого устройства является то, что при его работе возможны неконтролируемые нарушения внутренней

5 структуры и ухудшение качества резино- кордного полотна.

Этот дефект вызывается колебаниями в количестве обкладочного материала, запрессованного в межниточное пространст0 во корда, и объясняется действием причин, нарушающих стабильность ведения технологического процесса каландрования.

К таким причинам относятся неконтролируемые отклонения характеристик пла5 стичности (вязкости) обкладочного материала, вызванные широким диапазоном допусков при его изготовлении, самопроизвольное нарушение температурного режима, приводящее к изменению пласто0 эластичных свойств обкладочного материала, большое транспортное запаздывание Сигналов датчиков в процессе регулирования из-за значительного удаления их от зон переработки (калибрующих и прессующего

5 зазоров), где формируется качество структуры резинокордного полотна.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа и устройства.

0 Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования процесса об- резинивания корда, при котором измеряют мощность, потребляемую валковым оборудованием, и сравнивают ее с номи5 нальной потребляемой мощностью, в произвольный момент времени, одновременно с измерением потребляемой мощности, измеряют величину прессующего зазора скорость обрезинивания корда, определяют толщину, резиносодержание и коэффициент прессовки обрезиненного корда затем вычисляют текущее значение коэффициен- та прессовки по следующей формуле:

Кпр Ко + aihnp + asN

где hnp - величина прессующего зазора, см;

V - скорость обрезинивания корда, м/мич;

N - потребляемая мощность, кВт;

Ко, ai, 32, аз - коэффициенты, постоянные для данного типа корда, резиновой смеси, температуры.

Устройство для регулирования процесса обрезинивания корда на каландре, содержащее блок управления, входы которого соединены соответственно с выходом датчика толщины обкладочного олоя, установленным до прессующего зазора каландра, и с выходом датчика толщины обрезикенного корда, установленным после прессующего зазора, а выходы блока управления - с соответствующими исполнительными механизмами для изменения калибрующих и прессующего зазоров между валками ка- ландрз, исполнительный блок, соединенный с датчиком массы обрезиненного корда, вычислительный блок, соединенный с датчиком толщины обрезиненного корда, и датчики верхнего и нижнего калибрующих зазоров. Для расширения технологических возможностей устройства, оно снабжено датчиками потребляемой мощности, скорости вращения зал ков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах, сумматорами сигналов, определяемых вязкостью материала, входы которых соединены с выходами датчиков калибрующих зазоров и средством формирования сигнала опоеделяемого текущим значением коэффициента прессовки, входы которого соединены с выходами датчиков потребляемой мошности, скорости вращения валков к энпрс и величины запаса материала в калибрующих зазорах и с выходами сумматоров сигналов, определяемых вязкостью на еризпэ.

Кроме того, средство формирования сигнала определяемого текущим значени- ер-1 коэффициента прессовки, выполнено в виде сумматоров сигналов, определяемых кассой материала в калибрующих зазорах, элемента усреднения сигналов, определяемых вязкостью материала, вход которого соединен с выходами сумматоров сигналов, определяемых массой материала В калибрующих зазорах, сумматора сигналов, определяемых текущим значением коэффициента прессовки обрезмненного корда, вход которого соединен с выходами сумматоров сигналов, определяемых массой материала в калибрующих зазорах, и сумматоров сигналов, определяемых массой материала в прессующем зазоре, выходы которых соединены

с входами сумматора сигналов, определяемых текущим значением коэффициента прессовки обрезиненного корда, а один из входов соединен с выходом датчика толщины обрезиненного корда.

Причем входы элемента усреднения сигналов, определяемых вязкостью материала, соединены с выходами датчиков величины запаса материала в калибрующих зазорах, с выходами датчиков потребляемой мощности и с выходами датчиков скорости вращения валков каттанд ра.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена блок-схема Способа регулирования процесса обрезинизания корда и устройства для его осуществления. На фиг. 2 - структурная средства формирования сигнала, определяемого текущим значением коэффициента прессовки.

Устройство для осуществления способа обрезинивания корда (фиг. 1) содержит:

блок 1 управления и соединенные с ним датчик 2 толщины обкладочного слоя, установленный до прессующего зазора, датчик

3 толщины резинокордного полотна, установленный после прессующего зазора каландра, датчик 4 массы, датчик 5 верхнего калибрующего зазора, датчик 6 нижнего калибрующего зазора, исполнительный механизм 7 верхнего калибрующего зазора, исполнительный механизм 8 нижнего калибрующего зазора, датчики мощности 9, 10, 11, 12, потребляемой электродвигателями привода вращения валков соответственно 13,14,15,16, датчики скорости 17,18,19, 20 вращения валков соответственно 13, 14, 15,16, датчик 21 запаса обкладочного мзтериала я верхнем калибрующем зазоре, датчик 22 запаса обкладочного материала в

нижнем калибрующем зазоре каландра, сумматор 23 формирования сигнала, определяемого вязкостью обкладочного матери- ала о рерхнем калибрующем зазоре, который представляет собой микросхему

аналогового операциог ого усилителя, на инверсный вход которого подаются для суммирования электрические унифицированные сигналы от 0 до 5 миллиампер от датчиков: верхнего калибрующего зазора

каландоа; мощности, потребляемой электродвигателем привода вращения валка 13, скорости вращения валка 13. вращающегося запаса обкладочного материала в зазоре между валками 13 и 14, сумматор 24 формирооания сигнала, определяемого вязкостью обкладочного материала в нижнем калибрующем зазоре, аналогичный сумматору 23 верхнего зазора, на инверсный вход которого подаются для суммирования уни- фицирозанные сигналы от 0 до 5 мА от датчиков нижнего калибрующего зазора каландра, мощности, потребляемой электродвигателем привода вращения валка 16, скорости вращения валка 16, вращающего- ся запаса материала между валками 15 и 16, средство 25 формирования сигнала, определяемого текущим значением величины ко- эффицмента прессовки в резинокордном полотне, элемент сравнения 26, зздатчик 27 ручной установки величины коэффициента прессовки, пропорционально-интегральный регулятор 28. сумматор 29, задатчик 30 ручной установки скорости каландра, регуляторы 31 и 32 скорости вращения валков 20 и 21, регуляторы 33 и 34 заданного соотношения скорости вращения валков, соответ- ственно-16, 15 и 13, 14.

Средство 25 формирования сигнала, определяемого текущим значением величины коэффициента прессовки (фиг. 2), содержит: сумматоры 35 и 36 формирования сигналов, определяемых массой обкладочного материала, прошедшего, соответственно, через верхний и нижний калибрующие зазоры, сумматоры 37 и 38, формирующие сигналы, необходимые для определения суммарного сигнала, определяемого массой слоистого материала, прошедшей через прессующий зазор каландра, элемент 39 формирования сигнала, определяемого средней вязкостью обкладочного материала, поступающего в прессующий зазор, сумматор 40, формирующий сигнал, определяемый текущим значением коэффициента прессовки в резинокордном полотне.

В качестве датчиков толщины резино- кордного полотна зазора, запасов резиновой смеси, мощности, потребляемой электродвигателями привода вращения валков каландра, скорости вращения валков, запаса резиновой смеси, могут быть использованы любые известные устройства (электрические, радиационные, потенцио- метрические, пневматические, индуктив- ные, ультразвуковые, фотоэлектрические и т.д.). Конструкция датчиков 9. 10, 11, 12. 21 и 22 также не являются оригинальными, ими могут быть любые, выпускаемые промышленностью, серийные приборы.

Устройство для осуществления способа обрезинивания кордного полотна (фиг. 1) рэботгет следующим образом: при изменении толщины резинокордного полотна на выходе из каландра или обкладочного слоя

на входе в прессующий зазор, сигналы от соответствующих датчиков 2 и 3 для измерения толщины поступают в блок 1 управления.

По выходным связям этого блока регулирующие сигналы поступают к механизмам 7 и 8 для изменения верхнего и нижнего калибрующих зазоров, изменяя их в соответствии с величиной отклонения толщины.

При прохождения обкладочного материала через верхний калибрующий зазор на входе в валки 13 и 14 образуется вращающийся запас обкладочного материала, измеряемый датчиком 21. Величина этого запаса влияет на толщину обкладочного слоя. Отклонения толщины обкладочного слоя от заданного значения возникают также и при изменении пластоэластичных свойств материала. Для непрерывного измерения вязкости обкладочного материала в верхнем калибрующем зазоре дополнительно введен сумматор 23, который формирует унифицированный сигнал ц 1, определяемый вязкостью по алгоритму.

ft 1 Ц о + si д s + aaNg + aaVi + 34021, (1)

5; Ng; Qai -унифицированные сигналы ГСП стандартного уровня, определяемые соответственно величиной верхнего калибрующего зазора, мощностью, потребляемой электродвигателем привода вращения валка 13, скоростью вращения валка 13 и вращающимся запасом обкладочного материала в зазоре между валками 13 и 14;

/ о унифицировзнный сигнал, определяемый средним значением вязкости определенного перерабатываемого обкладочного материала;

at; 32, аз,4 a/j - постоянные коэффициенты.

Величины /г о; аи 32, аз; ЗА, являющиеся коэффициентами уравнения регрессии (1), определяются экспериментально и вводятся в элементы памяти устройства.

Для непрерывного измерения вязкости обкладочного материала в нижнем калибрующем зазоре дополнительно введен сумматор 24, который формирует унифицированный сигналу 2. определяемый вязкостью по алгоритму

/Л2 / о + ai дб + 3zNi2 + азУго + 34022 ,(2)

где de; N12; V2o; Q22 - унифицированные сигналы ГСП стандартного уровня, определяемые величиной нижнего калибрующего зазора, мощностью, потребляемой электродвигателем привода вращения валка 16 и

вращающегося-запаса обкладочного материала в зазоре между валками 16 и 15;

ju о - унифицированный сигнал, определяемый средним значением вязкости определенного перерабатываемого обкла- дочного материала,

Величины fi о: аи аг аз; а - определяются аналогично.

Отклонение входных, выходных или режимных параметров процесса от номиналь- ных значений вызывает изменение степени затекания обкладочного материала в межниточное пространство корда, что приводит к неравномерности внутренней структуры резинокордного полотна, характеризуемой коэффициентом прессовки.

Для его вычисления в средстве 25 поступают унифицированные сигналы.

№. V17; 0.21,/Л; N10, Vie;

N11: Vig;/f 2; Q22I V20, N12, h2 и Ко,

которые после преобразования в сумматорах 35, 36, 37, 38 и элементе усреднения 39 поступают в сумматор 40, формирующий унифицированный сигнал, определяемый коэффициентом прессовки в слоистом материале по алгоритму;

КПр Ко + ai{Ni3 + Nu + N15 + Nie)a2h2 + азД,

(3)

где Мчз, N14, N15, N16- величина унифициро- ваных сигналов ГСП стандартного уровня, определяемых мощностью, потребляемой валками 13,14,15,16 определяемой массой обкладочного материала, прошедшего через калибрующие и прессующий зазоры каландра;

ha - унифицированный сигнал, определяемы толщиной слоистого материала;

ц - унифицированный сигнал, определяемый средней вязкостью обкладочного материала, поступающего в прессующий за- зор каландра;

аи 32; аз - постоянные коэффициенты.

Величины Ко; ai; 32; аз являются коэффициентами регрессии распределяются экспериментально и вводятся в элементы памяти устройства.

Некоторые значения коэффициентов прессовки, определенных по способу обре- зинивания корда на валковом оборудовании (каландре), приведены в таблице 1.

Далее сигнал, пропорциональный текущему значению коэффициента прессовки, подается на элемент сравнения 26, который для стабилизации коэффициента прессовки

5

10 15

0

5

0

5 0

5

0

5

вырабатывает воздействие, соответствующее требуемому превышению скорости вращения валка 14 над скоростью вращения валка 15. Последующее достигается в исполнительном блоке регулятором 31. поддерживающим скорость вращения валка 14 на уровне выходной величины сумматора 29 сигналов регулятора 28 и задатчикэ 30 скорости вращения ведущего валка 15 каландра.

При этом регулятор 32 поддерживает скорость вращения валка 15 на постоянном значении, а регуляторы 33 и 34 обеспечивают заданное соотношение скорости вращения валка 13 к скорости вращения валка 14 и скорости вращения валка 16 к скорости вращения валка 15 соответственно.

Достигнутое изменение скорости вращения валка 14 по сравнению со скоростью вращения валка 15 приводит к изменению степени прессования обкладочного материала в межниточное пространство, приводящее к восстановлению заданного значения коэффициента прессовки.

Однако при пояаленми изменений в скорости вращения валков 14 и 15, а следовательно и в скорости вращения валка 13, в режиме течения обкладочного материала в верхнем калибрующем и прессующем зазорах от прежнего значения, толщина слоистого материала на выходе из каландра также изме- няется. Изменение толщины вызывает процесс ее регулирования, в результате чего коэффициент прессовки вновь может отклониться от заданного значения, что в свою очередь вызывает процесс регулирования вращения валков 14 и 13 и т.д.

Процесс стабилизируется, когда автоматически устанавливается соответствие между верхним калибрующим зазором и скоростью вращения валка 14 при заданном соотношении к скорости вращения валка 13, которое приводит к требуемому значению коэффициента прессовки при заданной толщине обрезиненного корда.

Формула изобретения 1. Способ регулирования процесса об- резинивания корда, при котором измеряют мощность, потребляемую валковым оборудованием, и сравнивают ее с номинальной потребляемой мощностью, отличающий- с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей способа, в произвольный момент времени одновременно с измерением потребляемой мощности измеряют величину прессующего зазора и скорость обрезинивания корда, определяют толщину, резиносодержан ие и коэффициент прессовки обрезиненного корда, затем

вычисляют текущее значение коэффициента прессовки по следующей формуле:

Кпр Ко + aihnp + aaV + asN,

где h - величина прессующего зазора, см;

V - скорость обрезинивания корда, м/мин;

N -.потребляемая мощность, кВт;

Ко. ai, 32, аз - коэффициенты, постоян- ные для данного типа корда, резиновой смеси, температуры,

2. Устройство для регулирования процесса обрсзинивания корда на каландре, со- держащее блок управления, входы которого соединены соответственно с выходом датчика толщины обкладочного слоя, установленным до прессующего зазора каландра и с выходом датчика толщины обрезиненного корда, установленным после прессующего зазора, а выходы блока управления - с соответствующими дополнительными механизмами для изменения калибрующих и прессующих зазоров между валками калан- дра, исполнительный блок, соединенный с датчиком массы обрезиненного корда, вычислительный бло(, соединенный с датчиком толщины обрезиненного корда, и датчики верхнего и нижнего калибрующих зазоров, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, оно снабжено датчиками потребляемой мощности, скорости вращения валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах, сумматорами сигналов, определяемых вязкостью материала, входы которых соединены с выходами датчиков калибрующих зазоров, и средством формирования сигнала, определяемого текущим значением коэффициента прессовки, входы которого соединены с выходами датчиков потребляемой мощности, скорости вращения валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах и с выходами сумматоров сигналов, определяемых вязкостью материала.

3.Устройство по п,2,отличающееся тем, что средство формирования сигнала, определяемого текущим значением коэффициента прессовки, выполнено в виде сумматоров сигналов, определяемых массой материала в калибрующих зазорах, элемента усреднения сигналов, определяемых вязкостью материала, вход которого соединен с выходами сумма- торов сигналов, опредепяемых массой материала в калибрующих зазорах, сумматора сигналов, определяемых текущим значением коэффициента прессовки обрезиненкого корда, вход которого соединен выходами сумма- торов сигналов, определяемых массой материала в калибрующих зазорах, и сумматоров сигналов, определяемых массой материала в прессующем зазоре, выходы которых соединены с входами сумматора сигналов, определяемых текущих значением коэффициента прессовки обрезиненного корда, а один из входов соединен с выходом датчика толщины обреэиненного корда.

4.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ о е- с я тем, что входы элемента усреднения сигналов, определяемых вязкостью материала, соединены с выходами датчиков величины запаса материала в калибрующих зазорах, с выходами датчиков потребляемой мощности и с выходами датчиков скорости вращения валков каландра.

Изобретение относится к технологии обрезинивания кордного полотна, может найти применение в шинной промышленности, в частности для непрерывного контроля и управления качеством обрезиненного невулканизованного корда в ходе технологического процесса обрезинивания его на каландрах. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Для этого в способе в произвольный момент времени одновременно с измерением потребляемой Изобретение относится к технологии обрезинивания кордного полотна, может найти применение в шинной промышленности, в частности, для непрерывного контроля и управления качеством обрезиненного невулканизированного корда в ходе технологического процесса обрезинивания его на каландрах, мощности измеряют величину прессующего зазора, скорость обрезинивания корда, определяют толщину, резиносодержание и ко- эффициент прессовки обреэиненного корда, затем вычисляют текущее значение коэффициента прессовки по следующей формуле: КПр Ко + ailinp + aaV + азМ, где hnp - величина прессующего зазора; V - скорость обрезинивания корда; N - потребляемая мощность; Ко, ai, az.аз- коэффициенты, постоянные для данного типа корда, резиновой смеси, температуры. Цель достигается в устройстве за счет того, что оно снабжено датчиками потребляемой мощности, скорости вращения валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах, сумматорами сигналов, определяемых вязкостью материала, входы которых соединены с выходами датчиков калибрующих зазоров и средством формиривания сигнала, определяемого текущим значением коэффициента прессовки, входы которого соединены с выходами датчиков потребляемой мощности, скорости вращения валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах и с выходами сумматоров сигналов , определяемых вязкостью материала, 2 с.и 2 з.п. ф-лы. 2 ил., 1 табл. Известен способ определения качества обрезиненного корда по усилию выдергивания одиночной нити из обрезиненного корда, заключающийся в том, что из обрезиненного корда вырезают три образца размером 300x300 вмм. Из каждого участка вырезают 10 полосок, шириной по 10 мм С любого конца полоски освобождают от рези(Л С vj ел ч о о Јь

Фиг.