Устройство для контроля продольной жесткости основы в выпускной части шлихтовальной машины Советский патент 1993 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для контроля механических свойств шлихтовальных основных нитей и может быть использовано в непрерывных технологических процессах обработки или транспортирования гибких материалов.

Цель изобретения т повышение точности контроля.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для контроля КПЖ основы и один из вариантов заправки при этом основы в выпускной части современной отечественной шлихтовальной машины.

Устройство содержит датчик 1 скорости выпускного вала 2, связанный с первым входом первого перемножителя 3, последовательно соединенные датчик 4 натяжения основы 5 после выпускного вала 2, первые фильтр б и измеритель 7 амплитуды колебаний, последовательно соединенные интегратор 8, вторые фильтр 9 и измеритель 10 амплитуды колебаний, последовательно соединенные возбудитель 11 зондирующих колебаний, блок управления 12 и ткацкий навой 13,блок вычитания 14 функциональный преобразователь 15, выводами подключенные через второй перемножитель 16 к входу с коэффициентом передачи 1 интегратора 8, выходом соединенного с входом преобразователей 7 и 10, а выходом-с регистратором 18, ролик 19 датчика 4 натяжения, реглажный ролик 20, мерильный ролик 21, соединенный через измеритель 22 угловой скорости с первым входом блока 14, вторым входом подключенного к выходу перемножителя 3, датчик 23 натяжения основы перед выпускным валом, связанный через первый дополнительный делитель 24, как и делитель 17, с входом дополнительного функционального преобразователя 25, и второй дополнительный делитель 26, через который выходы преобразователей 15 и 25 соединены с вторым входом перемножителя 3. Блок управления 12 представляет собой регулятор момента вращения навоя 13 или регулятор натяжения Fa основы 5.

Фильтры б и 9 выполнены с одинаковой амплитудно-частотной характеристикой и настроены на частоту зондирующих колебаний. Параметры фильтров определяются спектром помех и требуемым быстродействием устройства контроля. Входные и выходные сигналы преобразователей 15 и 25 связаны соотношением Увы UDX+ т.

Устройство работает следующим образом. От возбудителя 11 зондирующих колебаний на вход блока 12 управления поступает периодический сигнал. Блок 12,

0

5

0

реагируя на сигнал возбудителя 11, вызывает зондирующие колебания скорости вращения навоя 13, что приводит к колебаниям натяжения F2 и удлинения Ј2 основы 5 между выпускным валом 2 и навоем 13 и скорости VM мерильного ролика 21. При недостаточно жестком приводе выпускного вала 2 зондирующие колебания натяжения F2 могут вызвать колебания скорости этого вала 2 и натяжения FI основы перед валом

2. Содержащие зондирующие колебания сигналы с датчиков 1,и 23, с измерителя 22 о скорости VM, а также сигнал с выхода делителя 17 о КПЖ основы поступают на входы модели удлинения Ј2. состоящей из блоков

3. 8, 14, 15, 16, 24, 25 и 26, алгоритм функционирования которой описывается выражением (6). При этом на выходах преобразователей 15 и 26 получаются сигналы соответственно 1 +

Ј2 и 1 + Ь5

0

5

0

5

0

5

Выходной сигнал модели, прямо пропорциональный удлинению Ј2, снимается с выхода интегратора 8 и через фильтр 9 поступает на вход измерителя 10 амплитуды, где определяется величина Јzm. Аналогично этому выходной сигнал датчика 4, прямо пропорциональный натяжению F2, через фильтр б поступает на:вход измерителя 7 амплитуды, где определяется величина F2m. Выходные сигналы измерителей..7 и 10 поступают на входы делителя 17, на выходе которого в соответствии с (1) получается сигнал об искомом КПЖ основы, регистрируемый блоком 18.

Отдельные элементы заявляемого объекта были опробованы на шлихтовальных машинах ШБ 11-180-Л-3-2 МН Т К Текстиль и ШБ 11-140-3 Алма-Атинского хлопчатобумажного комбината. Реализованная заправка основы показана на чертеже. Мерильный ролик был выполнен металлическим, его габаритные размеры и прочностные параметры сходны с аналогичными параметрами роликов 19 и 20. В качестве измерителя. 2.2 использовался тахогенера- торТМГ-30 ПУЗ, Его соединенные с мерильным роликом выполнено с помощью начальной муфты с промежуточной эластичной шайбой 7. Угол охвата мерильного ролика основой несколько превышал 180°, что исключило их взаимное скольжение. Длина LM составляла около 50 см. Возбудитель 11 был выполнен в виде генератора синусоидальных колебаний с частотой 1.25 или 2,14 Гц. Филь.тры (полосовые) 6 и 9 реализованы каскадным включением трех активных ФНЧ-звеньев и трех активных ФНЧ-звень- ёв второго порядка с добротностью 0.5 8.

Максимальный регулируемый коэффициент усиления фильтров в полосе пропускания составлял около 15000, Каждый из измерителей 7 и ТО был реализован последователь- нцм соединением двухполупериодного выпрямителя и сглаживающего фильтра, который.в свою очередь был реализован каскадным включением активных ФНЧ- звеньев первого и второго порядка с добротностью 0,5. Для зондирующей гармоники коэффициент сглаживания равен 100. В качестве датчиков 1 и 4 использовались тахогенератор мажорного вала и прибор типа УИНО-1. Опробование доказало осуществимость заявляемого устройства.... -

Использование предложенного устрой- стЈа обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:

-повышается точность контроля КПЖ основы;;

- за счёт значительного увеличения угла охвата основой реглажного ролика исключаются случаи скольжения основы по неподвижному реглажному ролику на ходу шлихтовальной машины, что уменьшает износ основы

Для количественной .оценки преимуществ заявленного устройства найдем по- гр шность коятроля КПЖ основы, которую имеет прототип по сравнению.с заявленным устройством. Эта погрешность складывается из двух составляющих: погрешности прототипа из-за неучета податливости па- корки и погрешности прототипа из-за неточности алгоритма (2) по сра.внению с алгоритмом (6). .Первую составляющую аналитически найти трудно. Однако из то- го наблюдаемого факта, что по мереформи- рО;вания навоя жесткость системы заправки основы в выпускной части шлихтовальной машины уменьшается в 1,4-2,7 раз, можно заключить, что эта составляющая может доходить до 170%.

Вторую составляющую можно найти аналитически. При равенстве амплитуды зондирующих колебаний натяжения F2 в за- явКе и в прототипе F2m F2mn, эта погрешность б обуславливается только различием между величинами fi2m и Ј2mn, определяемыми соответственно в заявке и в прототипе. Поэтому

.(7)/ .

. , . 5т. ДЛЯ Определения Ј2т И Ј2тП ВЫПОЛНИМ

следующее, Полагая для упрощений привод выпускного вала абсолютно жестким, из (2) находим связь между приращениями скорости VHи удлинения п

Де5

AVH

..УЫ-PU-(8)

Аналогично, из(6) находим связь между приращениями скорости VM и удлинения fj

дЈ2 ------AV----- {9)

Vb/1 +Ј1 +Р LM/(1 + Ј2)2 Из (8) и (9) находим искомые амплитуды в зависимости от амплитуд VHm и VMm зонди- g рующих колебаний скоростей VH и VM и угловой частоты w зондирующих колебаний

„п VHm c2m -

5

Ј2m

Л/ь а/Чн2

Умт

Уь ч2 ,

1+Ј1 -(1+С2)

(Ю)

„п Подставляя (10) в (7) и ставя сравниваемые варианты в одинаковые условия, т.е. полагая LH LM L, что влечет за собой и VHm VMm, получаем

25

д

OD При выводе (11) использованы известные приближенные формулы 1/(1 +

+C1)2 1-2 Ј1 И 1 /(1 + Ј2)4 1 -4 Ј2. При Ј2

0,04; Јi/Ј2 0,7; L 0,5 м; Уь 0,5 м/с; (О с , что характерно при шлихтовании хлопчатобумажной и шерстяной пряжи 9, 10, из (4) 5 9,1%

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Устройство для контроля продольной

жесткости основы в выпускной части шлихтовальной машины, содержащее измеритель угловой скорости паковки, датчик скорости выпускного вала, связанный с первым входом первого блока умножения, последовательно соединенные датчик натяжения основы после выпускного вала, первые фильтр и измеритель амплитуды колебаний, последовательно соединенные интегратор, вторые фильтр и измеритель

амплитуды колебаний, последовательно соединенные возбудитель зондирующих колебаний и блок управления ткацким навоем, а также блок вычитания и функциональный преобразователь, выходами подключенные

через второй блок умножения к входу интегратора, и делитель напряжения, входами соединенный с выходами измерителей амплитуды колебаний, а выходом - с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно

снабжено датчиком натяжения основы перед выпускным валом, дополнительными функциональными преобразователем и делителями напряжения, а также последовательно огибаемыми основой перед ткацким навоем мерильным и направляющим роликами, первый из которых соединен с измерителем угловой скорости, связанным с первым входом блока вычитания, вторым входом подключенного к выходу первого блока умножения; при этом датчик натяжения основы перед выпускным валом и выход

делителя напряжения через первый дополнительный делитель напряжения связаны с входом дополнительного функционального преобразователя, входы функциональных преобразователей через второй дополнительный делитель напряжения соединены с вторым входом первого блока умножения, а вход функционального преобразователя подключен к выходу интегратора.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что направляющий ролик выполнен в виде реглажного ролика.

Сущность изобретения: устройство содержит датчик скорости выпускного вала, два блока умножения, два датчика натяжения основы, два фильтра, два измерителя амплитуды колебаний, интегратор, возбудитель зондирующих колебаний, блок управления ткацким навоем, блок вычитания, два функциональных преобразователя, три делителя напряжения, два регистратора, измеритель угловой скорости. 1 ил. (Л