Устройство для измерения натяжения материала Советский патент 1979 года по МПК G01L5/10 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано для измерения натяжения стеклолен ты прм переработке ее на намоточных станках для изготовления конструкци из стеклопластика спиральной намоткой. Известно устройство для измерений натяжения стеклоленты, содержащее два вращающихся вокруг своих осей неподвижно установленных на основании ролика и установленный между ними на качающемся рычаге вращающейся вокруг своей оси ролик, который прижимается двигающейся стеклолентой (натяжение которой измеряется) к упругим элементам, выполненным в виде С-образных пружин. С последним соединен шток индукционного преобразователя l . Натяжение ленты вызывает деформацию упругих элементов и перемещение сердечника относительно катушки датчика, соединенной с аналогичной катушкой вторичного выбора. Недостатком указанного устройства является наличие в нем вращающихся, роликов, так как при переработке стеклолент составленных из некрученых стеклонитей или ровницы оборванные волокна залипают к вращгиощимся проводникс1М и наматываются на них. Намотка оборванных волокон на нитепроводник сопрово.чсдается вовлечением в этот процесс соседних необорванных волокон и целых прядей, что приводит к сильному Повреждению перерабатываемой стеклоленты и, в конечном счете, нарушает весь процесс изготовления конструкций. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения натяжения нитевидных материалов 2, представляющее собой входной и выходной неподвижные и расположенные между ними измерительные ролики, охватываемые лентой. Средний (измерительный) ролик связан с динамометром. Перемещение измерительного нитепроводника зависит от силы натяжения ленты и от жесткости динамометра. Недостатком этого устройства является приращение натяжения, обусловленное Эйлеровым трением. Это приращение определяется выражением ДТ - Т., () ,

где дТ - приращение начального натяжения после прохождения лентой невращающегося проводника, Н); Т - начальное натяжение, Н; оС - угол охвата неподвижного

проводника, рад; f - ко;эФфициент трения стеклоленты по материалу нитёпроводника.

Приращение натяжения на выходном невращающемся нитепроводнике (ролика измерителя натяжения, а также приращение натяжения на невращакзщихся нитепроводниках, включенных в лентопротяжный тракт намоточного станка после измерителя натяжения, на всех, включая раскладочную головку, остается неизмеренным и входит в ошибку измерения текущего натяжения стеклоленты. Эту ошибку измерения становится трудно учесть при изготовлении конструкции из стеклопластика, когда охвата лентой выходного ролика раскладочной головки при замотке законцовок конструкций становится переменной величиной. Угол охвата выходного ролика раскладочной головки также изменяется при измерении расстояния от раскладочной головки до наматываемой конструкции с ростом толщины конструкции по мере ее намотки, а также при изменении угла намотки.

Целью изобретения является повышение точности измерения текущего зна-; чения натяжения стеклоленты путем включения в зону измерения натяжения всех участков протяжного тракта намоточного станка, имеюиШх в цроцессе намотки переменные параметры по углу охвата невращающихся роликов.

Это достигается тем, что раскладочная головка выполнена в виде установленных на оси входного ролика с возможностью поворота рычагов, на которых закреплен измерительный и выходной ролики, а рычаги соединены между собой динамометром.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения натяжения материала.

Устройство для измерения натяжения материала состоит из входного ролика 1, жестко закрепленного с помощью кронштейна 2 на укладчике намоточного стайка 3, измерительного ролика 4, закрепленного на рычаге 5, рычага 6 с закрепленным на нем выходным роликом 7. Рычаги 5 и 6 имеют соответственно упоры 8 и 9, между которыми закреплен динамометр 10.

Устройство работает следующим образом.

Материал 11, поступающий из лентопротяжного тракта намоточного станка с некоторым натяжением, охва тывает входной, измерительный и выходной ролики устройства соответст|венно с углами охватаоГ, о(., и с. и поступает на оправку 12.

Под действием реакции Р от силы натяжения лент, возникающей из-за 5 угла охвата d. или измерительном ролике 4, последний вместе со своим рычагом 5 стремится развернуться вокруг оси входного ролика 1 в направлении по часовой стрелке, а выQ ходной ролик 7 со своим рычагом 6 под действием реакции силы натяжения ленты стремится повернуться вокруг (той же оси против часовой стрелки. Указанному развороту рычагов препятствуют реакции Р и Р соответственно на упорах 8 и 9 рычагов, вызванные сжатием динамометра. Причем, усилие сжатия динамометра пропорционально натяжению ленты и углу охвата лентой измерительного ролика. Используя

0 динамометр с достаточной жесткостью (в данном, конкретном, случае жесткий магнитоупругий преобразователь), изменением угла охвата измерительного ролика можно пренебречь, и в этом

5 случае усилие сжатия динамометра будет зависеть (при принятых геометрических размерах.устройства) только от натяжения ленты.

0 При изменении условий намотки, например при увеличении радиуса наматываемой конструкции от R до R о рычаги 5 и 6, и соответствующие им измерительный и выходной ролики совместно развернутся, как это показано на чертеже пунктиром. При этом угол охвата выходного ролика 1 возрастает от ci до oCj, а углы охвата измерительного и выходного роликов

0 останутся прежними. Приращение натяжения ленты, вызванное изменением угла охвата входного ролика 1, будет в этом случае также измерено. Приращение натяжения ленты, обусловленное наличием угла охвата выходного ролика, легко учитывается при тарировке устройства ввиду постоянства этого угла.

Формула изобретения

Устройство для измерения натяжения материала, содержащее трехроликовую головку с измерительным, выходным и неподвижно закрепленным на расклгщочной.головке входным роликами и динамометр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, раскладочная головка выполнена в виде установленных на оси

входного ролика с возможностью поворота рычагов, на которых закреплены измерительный и выходной ролики, рычаги соединены между собой динамометром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Измеритель натяжения стеклоленты ДЛ-2К. Ордена Ленина научноисследовательский химико-технологический институт. Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт.

2. Рыбаников С,И. Автоматическое управление намоткой. М., Энергия 1972, с. 12-13.