Устройство для контроля обрыва пряжи Советский патент 1992 года по МПК D01H13/14 

Изобретение относится к текстильному оборудованию, а точнее к датчикам и устройствам контроля обрыва пряжи, преимущественно на кольцепрядильных машинах.

Известно устройство контроля обрыва пряжи на кольцевой планке по патенту Японии № 60-30372 кл.D 01 Н 13/14,принятое за прототип. Датчик содержит катушку с магнитной системой, усилитель и формирователь сигнала в виде детектора и фильтра и передатчик информационного сигнала по радио или оптической линии связи. Контроль обрыва пряжи осуществляется по вращению бегунка с помощью бесконтактного индукционного чувствительного элемента. Сигнал с чувствительного элемента усиливается, детектируется и фильтруется. Далее информационный сигнал по линии связи передается на центральный пульт контроля для регистрации обрыва пряжи на веретенах и управления машиной.

К недостатку прототипа следует отнести неудобство обслуживания из-за неопределенности положения бегунка после обрыва пряжи.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно обеспечение однозначного положения бегунка после обрыва, что ускоряет его поиск при

автоматической и ручной заправке кольцеп рядильной машины и повышает удобство обслуживания.

Это достигается в устройстве для контроля обрыва пряжи за счет выполнения магнита прямоугольной формы, расположения его плоскостью полюса по касатепьной к траектории движения бегунка и выбора длины I стороны плоскости полюса по траектории движения в зависимости от параметров массы m бегунка, диаметра D кольца, высоты h полюса магнита и индукции В э зазоре между кольцом и магнитом не менее

0,03 .АтГЕГ h

На фиг. 1 показана конструктивная схема устройства для контроля обрыва пряжи на фиг. 2 изображено сечение по магниту и расположение его относительно кольца с бегунком: на фиг 3 показан пример принципиальной схемы реализации устроиства на операционных усилителях на фиг 4 изображены эпюры напряжений поясняющие работу устройства для контроля обрыва пряжи.

Устройство состоит из катушки . намотанной на магните 2. последовательно соединенных усилителя 3. одновибрагора 4 интегратора 5 и компаратора 6 и включенXI XI

О

Јь

VI

ного между входами усилителя и одновибра- тора, диода 7, Все элементы устройства располагаются в корпусе 10, закрепляемом, например, на кольцевой планке машины. Магнит выполнен прямоугольной формы и располагается в непосредственной близости от ферромагнитного бегунка 8, установленного на кольце 9 прядильной машины. Пряжа проходит под бегунком (на фиг. 1 не показана), Плоскость полюса магнита N и S располагается по касательной к траектории движения бегунка. Длина I стороны плоскости полюса магнита, расположенная вдоль траектории движения бегунка, и высота h полюса магнита располагается на уровне бегунка (фиг. 2). Все это обеспечивает при рабочем вращении бегунка с угловой скоростью а) необходимую длительность и амплитуду наводимого в катушке электрического импульса и, с другой стороны, при обрыве пряжи в процессе торможения бегунка требуемую силу притяжения Nnp его к.магниту, для гарантированной обстановки в зоне магнита.

Такая конфигурация, размеры и расположение магнита создают определенную концентрацию магнитного поля (индукцию В) у бегунка практически постоянную по длине I магнита. Для однозначной остановки бегунка у магнита необходимо выполнить условие энергетического баланса - робота сил трения бегунка о кольцо на пути I (длина магнита) должна быть равна или больше остаточной энергии бегунка массой m при его торможении, т.е.

fNnpl JTfmn4gD

где пц

0)2Р

2д

- перегрузка, действующая

на бегунок при его замедленном движении по кольцу диаметром D с угловой скоростью ОД

g- ускорение свободного падения;

f - коэффициент трения скольжения бегунка по кольцу.

Учитывая, что сила МПр притяжения бегунка к магниту зависит от квадрата индукции В магнитного поля у бегунка в зазоре Д площади полюса 3 1 h и магнитной

постоянной

для воздуха,

т.е. Nnp

В

g 9,8 м/с , а по результатам эксперимента перегрузка в конце торможения бегунка составляет 10, получаем минимальную длину магнита, обеспечивающую фиксированную остановку бегунка в пределах полюса.

0.03 t/mP В V h

I

Например, для машины кольцепрядиль- ной с диаметром кольца D 50 10 м, массой бегунка m 6 кг, высоте полюса магнита h 4 м при расположении

магнита на расстоянии мм от кольца индукция магнитного поля в зоне бегунка В 0,05 Тл имеем минимальную длину стороны полюса магнита вдоль траектории движения бегунка

, 0,03 f Q ю б -50 10

1

0.03 0,05

Т

4 10

v3

5,2-10 м 5,2 мм. Период Те следования импульсов с катушки определяется рабочей скоростью бегунка

О 77

ЗД : Тб . а длительность и форма

ft/б

импульса параметрами магнита, бегунка и катушки. Конкретный пример выполнения

схемы устройства на аналоговых интегральных микросхемах приведен на фиг. 3. Интегратор выполнен в виде конденсатора С3 и резистора R, причем конденсатор С3 подключен ко входу компаратора, а резистор

между выходом одновибратора и входом компаратора. Длительность т импульса одновибратора, выполненного на операционном усилителе Y2, определяется цепочкой CzRs. Причем длительность т импульса выбирается всегда меньше минимально возможного при эксплуатации машины периода Тб вращения бегунка. Обычно для кольцепрядильных машин по переработке хлопка вращение бегунка происходит в пределах 7000-22000 об/мин, что соответствует периоду Тб 8,5-2,7 мс, Поэтому длительность т импульса одновибратора выбирается менее 2,7 мс. Для обеспечения точного интегрирования с погрешностью

менее единиц процента импульсных сигналов с одновибратора необходимо выбирать соотношение длительности импульса одно- вибратора к постоянной времени интегратора менее 0,01. Усиление переменного

сигнала с катушки 1 производится операционным усилителем YI, а формирование од- нополярного отрицательного сигнала обеспечивается диодом DI, соединяющим входы Y2 и YL Коэффициент усиления YI

определяется резисторами R4 и RS, а выбор рабочей точки делителем RiR2. Компаратор выполнен на операционном усилителе Уз, порог срабатывания которого устанавливается делителем ReRg.

Устройство для контроля обрывг пряжи работает следующим образом.

При прохождении металлического ферромагнитного бегунка около магнита с периодом Тб наводятся в катушке двуполярные

синусоидальные импульсы (фиг, 4, а) с амплитудой пропорциональной угловой скорости ад вращения бегунка и расстоянию h датчика от бегунка. Этот сигнал усиливается усилителем и с помощью диода преобразуется в однополярный (фиг. 4,6). Далее посту- пает на вход одновибратора, где формируется прямоугольный импульс определенной длительности и амплитуды. Эти импульсы интегрируются (накапливаются) в интеграторе, обеспечивая среднее напряжение Ucp на конденсаторе С3, которое сравнивается с порогом на компараторе.

При отсутствии обрыва пряжи вращения бегунка происходит с постоянной угловой скоростью в зависимости от режима

работы машины fe р- 117-370 Гц и на

i б

интеграторе напряжение U3 превышает пороговое напряжение Un на компараторе (фиг, 4,г). В момент обрыва нить выходит из-под бегунка и он начинает останавливаться, импульсы с катушки прекращаются. Конденсатор С3 интегратора начинает разряжаться через резистор R и внутреннее выходное сопротивление Y2. Обычно выбирают время разряда НЭ.5-1 с для исключения случайных срабатываний устройства от кратковременных колебаний скорости вра- щания бегунка несвязанных с обрывом пряжи. При уменьшении напряжения на конденсаторе Сз менее Un срабатывает компаратор, на выходе которого появляется информационный сигнал, свидетельствующий на обрыве пряжи.

Благодаря интегратору появляется определенная задержка (в данном примере определяемая ВуСз), исключающая ложные информационные сигналы об обрыве пряжи в момент ее присучивания (0,5-1 с) и при возможных случайных кратковременных захватах оборванной нитью бегунка.. Это обеспечивается, поскольку угловая скорость бегунка при захвате всегда меньше за время интегрирования минимальной рабочей скорости бегунка, Помехи промышленной частоты (f 50 Гц) от мощных электромагнитных наводок при переключении в сети также не приводят к ложным

срабатываниям датчика ввиду амплитудной селекции сигнала с катушки и частотной в интеграторе.

Определенные размеры, прямоугольная форма и расположение магнита у бегунка позволяет получить короткие высокоамплитудные импульсы с катушки и распределенное тормозящее бегунок силовое поле в зоне магнита, обеспечивающие

однозначную остановку бегунка у магнита. В 1989 г. изготовлена опытная партия устройств контроля обрыва пряжи в количестве 20 шт., которая прошла с положительными результатами производственные

испытания на секциях кольцепрядильных машин ПА-70 по переработке хлопка и П- 75ШГ по переработке шерсти. Устройство, выполненное в габаритах 1 хВхН50х18х х9 мм и установленное на кольцевой планке

у бегунка, надежно регистрировало обрывы пряжи и фиксировало бегунок.

В 1990 г. изготовлена партия 2000 шт., в 1991 г. - испытание на опытных машинах на текстильных фабриках.

Формула изобретения Устройство для контроля обрыва пряжи преимущественно на кольцепрядильных машинах, содержащее катушку с постоянным магнитом, размещенную вблизи траектории движения бегунка и подключенную через усилитель к входу формирователя информационного сигнала, отличающее- с я тем, что, с целью повышения удобства

обслуживания путем фиксации бегунка после обрыва пряжи, постоянный магнит выполнен прямоугольного сечения и установлен плоскостью одного из полюсов по касательной к траектории движения бегунка, причем длина стороны плоскости полюса по траектории движения бегункя выбирается из выражения

I 0Ј3 ,/jrZnI ,

Вп

где m - масса бегунка- D - диаметр кольца: h - высота полюса магнита; В - индукция между магнитом и кольцом кольцепрядильной машины.

/2

A-A

цг.1

8,

f s //TiL/S/r/SSl

У /°

Ш

#$

fX-v. .. Д

X v y // S S

Сущность изобретения: индукционный датчик вращения бегунка за счет соответствующей формы и размеров постоянного магнита обеспечивает однозначное положение бегунка после обрыва пряжи, ч го облегчает его поиск при ручной и автоматической заправке. 4 ил

1

Л

Фиг. 2

AJilrbci -Al 3