Устройство для размотки нити Советский патент 1992 года по МПК B65H49/20 

Изобретение относится к области производства шин, а именно к оборудованию для изготовления обрезиненногО металло- кордного полотна, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где требуется размотка нитей, тканей и рулонного полотна с заданным натяжением.

Известно устройство, включающее неподвижную опору и расположенную на валу шпулю с тросом, тормозной диск, установленный на валу, фрикцион но взаимодействующий посредством пружины с неподвижной опорой, и промежуточный диск с шаровой опорой между шпулей и фрикционным диском, который должен обеспечить постоянное натяжение при затяжках троса на шпуле.

Однако, шаровая опора не может устранить дополнительное усилие защемления сходящего витка троса между соседними вйтка ми, кроме того отсутствует зависимость величины поджатия пружины от параметров устройства, что не позволяет считать его устройством с постоянным натяжением.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство для размотки нитевидного материала, содержащее ось, закрепленную на раме посредством рычага под углом 5...10° к вертикали, вращающийся на оси в подшипниках цилиндрический держатель шпули с тормозным диском, взаимодействующим посредством пружины с фрикционными накладками узла торможения.

ч VJ

CJ

ю ел

Сл

СА)

В этом устройстве неплоскопараллель- ное перемещение тормозного диска при из- носе фрикционных накладок создает неравномерный износ рабочих поверхностей и, как следствие, изменение радиуса трения, что приводит к изменению тормозного момента. Усилие поджатия пружины определяется элементарно, как разность между весом металлокорда и весом деталей без учета угла установки оси устройства, что влияет на стабилизацию натяжения при размотке нити. Кроме того, величина натя- хсения нити изменяется ступенчато по количеству фрикционных накладок, а применение устройства ограничено условием - соотношение диаметров намотки нити на шпуле должно быть равно двум.

Целью заявляемого технического решения является повышение стабилизации любого заданного натяжения нити при ее размотке.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем ось с опорным диском, закрепленную неподвижно на раме под углом к горизонтали, вращающийся на оси в подшипниках держатель шпули, на котором установлена шпуля с нитью и тормозной диск, взаимодействующий посредством пружины и осевой составляющей массы вращающихся частей с тормозными колодками, опорный диск шарнирно установлен на оси, перпендикулярной оси устройства, при этом в нем выполнены симметрично оси устройство два паза, в которых установлены тормозные колодки, а -усилие поджатия пружинь определяется в зависимости от параметров устройства (начальных и конечных радиусов размотки и массы вращающихся частей) ы угла установки оси устройства.

В этой конструкции опорный диск имеет возможность самоустанавливаться, обеспечивая равномерный прижим тормозных колодок к тормозному диску и отслеживает ото при всех отклонениях от соосности и плоскостности и наличии констругаивных зазоров в посадочных местах, чем устраняет возможные npt/ вращении шпули пульса ции натяжения, а усилие поджатия пружины, определенное по Формуле, приведенной ниже, повышает стабилизацию лю- богй натяжбнил, задаваемого по шкале перемещением и закреплением колодок в пазах опорного диска.

На фмг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - видна опорный диск с тормозными колодками; на фмг.З - вид на шкалу опорного диска; на фиг.4 - устройство в рабочем положении.

Устройство содержит неподвижную ось 1, на которой на подшипниках качения 2 и подшипниках скольжения 3 с войлочным сальником 4 установлен держатель шпули 5,

во фланце б которого жестко закреплен поводок 7 фиксации шпули 8 с нитью 9, пружину 10 с гайкой 11 и шплинтом 12 и тормозные колодки 13 с фрикционными накладками 14. Тормозные колодки 13 размещены между тормозным диском 15, закрепленным на фланце б держателя шпули 5, и опорным диском 16, в пазах 17 которого они закреплены болтами 18с шайбами 19. Опорный диск 16 шарнирно установлен

пазом 20 ча оси качания 21, закрепленной перпендикулярно оси устройства 1. Свободный конец держателя шпули 5 закрывается заглушкой 22. Ось устройства 1 крепится гайкой 23 с шайбой 24 к раме 25 под углом

к горизонтали. На наружной стороне опорного диска 16 нанесена шкала натяжений 26. Пазы 17 выполнены по диаметру опорного диска, перпендикулярному пазу 20. Устроим во работает следующим образом. Шпуля 8, вращающаяся при разматывании нити 9 через поводок 7 вращает держатель шпули 5 с тормозным диском 15. Усилие поджатия пружины 10, с одной стороны опирающейся в гайку 11 неподвижной

оси 1, передается через внутреннее кольцо подшипника 2, имеющего возможность осе- його перемещения по оси 1, на держатель шпули 5 и вместе с осевой составляющей массы вращающихся часгей устройства поджимает тормозной диск 15 к неподвижным фрикционным накладкам 14. Это соодает тормозной момент, соответствующей тому натяжению нити, которое задано установкой тормозных колодок 13 по шкале 26. Размер контактной поверхности фрикционных накладок определяется из условия допустимых нагрузок для выбранного фрикционного материала.

Опорный диск 16 имеет возможность

спмоустанавливаться поворотом около оси качания 21, обеспечивая равномерное под- жатие фрикционных накладок 14 к тормозному диску 15, устраняй пульсации натяжения при отклонениях от соосности м

0 плоскостности и наличии конструктивных зазоров в посадочных местах, причем ось качания 21s рабочем положении устройства должна быть горизонтальной.

Величина натяжения нити для текущего

5 радиуса размотки определяется по формуле:

т-мЈ +

sin a.

| Q(R2-Ri)+QK(RS-RK)

R ( RH - R«)

где f - коэффициент трения тормозной na- ры;

г- радиус трения (половина расстояния между тормозными колодками);

Р - усилие поджатия пружины;

R - текущий радиус размотки нити;

Q - масса нити на шпуле;

RK - конечный радиус размотки нити;

QK - конечная масса вращающихся частей устройства (без нити);

RH - начальный радиус размотки нити (полная шпуля);

а- угол установки оси устройства к горизонтали.

В этой формуле не учтен момент трения в подшипниках 2 и 3 в связи с его малостью.

Усилие поджатия пружины Р определяется из условия равенства начального и конечного натяжений нити, т.е.

Тпри R-RH - Тпрм R-RK и будет равно

р ...... RK QH RH QK

RH RK

sin a.

где Он - начальная масса враагающихся частей устройства (с нитью).

Установка вычисленного по формуле (2) усилия поджатия обеспечивается вращением гайки 11, зашплинтованной от самоотвинчивания шплинтом 12.

Установленное таким образом усилие поджатия пружины обеспечивает практиче- скй постоянное натяжение в процессе размотки всей шпули. При этом любое заданное значение натяжения по шкале 26 в начале и конце размотки будет одинаково и равно

THK frsin а- ,(3)

а максимальная величина прослабления, обусловленная нелинейной зависимостью Т от R (см. формулу 1), в процентах определит- ей по формуле;

А тf VR RK %

Д I макс - i 1 - p.. 4. p., )

100

RH + RK

при текущем радиусе размотки R V/RH RK и при необходимости может быть уменьшена подбором соотношения RH и RK.

При необходимости изменения величины натяжения при смене марки металлоко р- да или по другой технологической причине поступают следующим образом: ослабляют примерно на полоборота болты 18 и, передвигая тормозные колодки 13 вдоль пазов 17 за головки болтов, закрепляют на заданном делении шкалы 26. При этом усилие поджатия пружины не меняют.

g

д

20

25

JO

5 0

5

0

5

Шкала натяжений 26 определяется путем расчета по формуле (3) для различных радиусов трения.

Усилие поджатия пружины, рассчитанное по предлагаемой формуле, дает возможность обеспечить практически постоянным любое задаваемое по шкале натяжение при размотке всей шпули при любом соотношении диаметров ее намотки. Возможность опорного диска самоустанавливаться обеспечивает равномерное поджатие фрикционных накладок к тормозному диску и равномерный износ накладок, устраняя пульсации натяжения.

Введение шкалы натяжений и возможность установки по шкале любого натяжения расширяет технологические возможности и делает устройство удобным при эксплуатации.

Испытания опытного образца подтвердили правильность предлагаемых решений: натяжение изменяется плавно и достигает максимального прослабления при размотке примерно половины шпули, а затем увеличивается до первоначального значения. На- пример, для шпуль, используемых в металлокордных линйях,максимальное про- слабление составляет 6% от установленного по шкале.

Использование изобретения позволит повысить качество и количество выпускаемых изделий, например шин, изготавливаемых и металпокордного полотна, за счет уменьшения брака, возникающего от неравномерного натйжения металлокордных нитей,

Формула изобретения 1. Устройство для размотки нити, содержащее ось, закрепленную неподвижно на раме под углом к горизонтали, вращающийся на оси в подшипниках держатель, на котором установлены шпуля с нитью и тормозной диск, взаимодействующий посредством пружины с тормозными колодками, закрепленными на опорном диске, отличающееся тем, что, с целью повышения стабилизации натяжения нити, опорный диск подвижно установлен на оси устройства и имеет выполненные симметрично относительно оси пазы, в которых установлены тормозные колодки, а тормозной диск подпружинен к тормозным колодкам с усилием, определяемым по формуле

D RK QH RH QK , ,

рRH-RK slna

где RK - конечный радиус размотки нити;

Он - начальная масса вращающихся частей устройства (с нитью);

RH - начальный радиуса размотки нити;

QK - конечная масса вращающихся частей устройства (без нити):

а- угол установки оси устройства к горизонтали.

2. Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что на опорном диске нанесена шкала натяжений нити.

9

Использование: для размотки металло- кордных нитей при производстве шин. Устройство содержит ось с опорным диском, закрепленную неподвижно на раме под углом к горизонтали, вращающийся на оси в подшипниках держатель шпули, на котором установлена шпуля с нитью, и тормозной диск, взаимодействующий посредством пружины с тормозными колодками, опорный диск подвижно установлен на оси устройства. На опорном диске симметрично оси устройства выполнены пазы, в которых установлены тормозные колодки. Тормозной диск подпружинен к тормозным колодкам с удилием, определяемым по формуле Р (RK QH - RH о) sin a /RH - RK, где RK - конечный радиус размотки нити; Он - начальная масса вращающихся частей устройства (с нитью); RH - начальный радиус размотки нити; Ок - конечная масса вращающихся частей устройства (без нити); а- угол установки оси устройства к горизонтали. На опорном диске для удобства в эксплуатации выполнена шкала натяжений. Устройство может быть использовано в других отраслях, где требуется размотка как нитей, так и рулонного полотна с заданным натяжением. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. (Л

/6

17

Риг.1

21

Риг 2

J

f

/

fS К -2Фш.З

9 Л.

Фаг t