Устройство для регулирования натяжения нити при намотке Советский патент 1980 года по МПК B65H59/38 

1

Изобретение относится к оборудованию для производства химических волокон, а именно к устройствам для регулирования натяжения нити при намотке.

Известны -устройства для регулирования натяжения нити при намотке путем регулирования угловой скорости бобины 1.

Известны также устройства, в которых в основу регулирования угловой скорости бобины заложены геометрические, кинематические и силовые факторы и определенная расчетная программа 2.

В устройствах с регулированием угловой скорости по геометрическому фактору изменение скорости осущест.вляется за счет воздействия на систему управления скоростью бобин ролика-датчика, находящегося в непосредственном контакте с нарабатываемой паковкой и перемещающегося в .зависимости от увеличения диаметра паковки.

Недостатком устройств данного типа является вибрация ролика и всей .системы передачи от-ролика к органу управления скоростью бобины, особенно при скоростях намотки более 1000 м/мин, что влечет за собой колебания натяжения нити.

В устройствах с кинематическим регулированием угловой скорости изменение диаметра паковки приводит к изменению скорости прижимного ролика, контактирующего с паковкой и являющегося одновременно роликом10датчиком.

Недостатком этих устройств являются проскальзывание, возникающее между паковкой и роликом-датчиком, и отход ролика-датчика от паковки,

15 что приводит к неточному регулированию угловой скорости бобины, а следовательно к колебаниям натяжения наматываемой нити.

20

Известно также устройство для регулирования натяжения нити при намотке, в котором роль регулятора натяжения выполняет магнитная муфта, ведущая полумуфта которой закрепле25на на приводном валу бобинодержателя, а ведомая соединена с бобинодержателем (3 .

Недостатком данного устройства является отсутствие обеспечения по30

Сюянного натяжения нити в процессе ее натяжения.

Невозможность достижения данной цели является следствием отсутствия возможности регулирования зазора между полумуфтами.

Невозможность регулирования зазора влечет за собой получение постоянного крутящего момента на протяжении всего цикла намотки паковки.

В процессе намотки для поддержания постоянного натяжения следует крутящий момент изменять, увеличивая его пропорционально увеличению радиуса намотки, согласно известной формуле

,(1)

где М

крутящий момент на паковхр

ке;

Г F

радиус паковки;

натяжение нити.

Таким образом, в данном устройстве создается несоответствие между крутящим моментом, поступающим через магнитную муфту, и крутящим моментом необходимым для поддержания постоянного натяжения. Следовательно, постоянство натяжения нити в процессе ее намотки не обеспечивается.

Целью изобретения является повышение стабильности натяжения нити путем регулирования зазора меж,цу полумуфтами.

Цель достигается за счет того, что устройство для регулирования натяжения нити при намотке имеет закрепленные на торце бобинодержателя пальцы и двуплечие рычаги, контактирующие одним плечом с ведомой полумуфтой, при этом последняя выполнена в виде подпружиненного кольца , свободно установленного на приводном валу и имеющего отверстие для прохода пальцев,

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез на фиг. 1; на фиг. 3 - график зависимости чисел оборотов паковки (и ) от роста диаметра(.1)) паковки; на фиг. 4 - график зависимости изменения зазора (сГ) между кольцами магнитной муфты от роста диаметра (t) } паковки; на фиг. 5 - график зависимости крутящего момента ( ) передаваемого через магнитную муфту от роста диаметра(D) паковки,Устройство для бесфрикционной намотки нити содержит бобинодержатель 1 (фиг. 1), установленный на шарикоподшипниках 2 и 3, смонтированных на приводном валу 4.

На бобинодержателе 1 установлена бобина 5, предназначенная для наработки паковки 6. У торца 7 бобинодержателя 1 на приводном валу 4 смонтирована магнитная муфта;, состощая из двух колец 8 и 9.

Приводное кольцо 8 закреплено на приводном валу 4. По окружности кольца вмонтированы постоянные магниты 10 (фиг, 2) с чередованием полюсов для предотвращения проскальзывания силовых магнитных линий.

Ведомое кольцо 9 свободно установлено на приводном валу 4 и подвижно на пальцах 11, закрепленных на торце 7 бобинодержателя 1.В ведомое кольцо 9 вмонтировано ферромагнитное колыдо 12.

В момент пуска ведомое кольдо 9 прижато пружинами 13 к торцу ведущего кольца 8. На торце 7 бобинодержателя 1 установлен шарнирно ряд двуплечих рычагов 14 с упором внутренними плечами 15 в кольцо 9, Наружные плечи 16 двуплечих рычагов 14 выполнены более массивнЕлми, чем внутренние. Соединительная муфта 17 предназначена для соединения приводного вала 4 с электродвигателем 18.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала электродвигателя 18 через муфту 17 вращение передается приводному валу 4, а через него - приводному кольцу 8 магнитной муфты.

Кроме этого, вращение от приводного вала 4 через шарикоподшипники 2 и 3 передается также бобинодержателю 1 с бобиной 5 и нарабатываемой паковкой 6.

Вместе с бобинодержателем 1 получают вращение закрепленные на его торце 7 пальцы 11 и подвижно устаноленное на них ведомое кольцо 9 с феромагнитным кольцом 12.

Б момент пуска устройства для намотки нити приводное кольцо 8 и ведомое кольцо 9 магнитной муфты прижаты одно к другому за счет сил магнитного сцепления.

Отсутствие зазора между кольцами магнитной муфты в момент пуска способствует быстрому разгону бобинодержателя, так как весь крутящий момент, пepeдaвae ый через приводной вал 4, поступает к бобинодержателю 1.

В период разгона (фиг. 3-5, зона) зазор (f между приводным и ведомым кольцом магнитной муфты остается равным нулю (фиг. 4). Крутящий момент, передаваемый через магнитную муфту при отсутствии в ней зазора, в этот период достигает максимальной величины п,, (фиг, 5), при этом число оборотов бобинодержателя 1 возрастает О-П. (фиг. 3), что значительно увеличивает коэффициент полезного времени устройства.

За зоной 1 разгона бобинодержателя следует зона Л образования паковки (фиг, 3-5), На границе между

зонами Т и и т.е. а конце процесса разгона, двуплечие рычаги 15 расходятся наружу от оси вращения бобинодержателя 1 под действием центробежной силы, нему способствуют выполнение наружных плеч 16 более массивными, чем внутренние, и быстрый рост чисел оборотов бобинодержателя 1 до п (фиг. 3).

Одновременно внутренние плечи 15 рьмагов 14 отжимают подпружиненное ведомое кольцо 9 магнитной муфты от приводного кольца 8, образуя между ними зазор сГ . Поскольку на границе между зонами Т и I число оборотов бобинодержателя является максимальным для всего процесса намотки, то центробежная сила, действующая на наружные плечи 16 рычагов 14, также является наибольшей, а внутренние плечи 15 отожмут ведомое кольцо 9 н максимально возможное расстояние от кольца 8.

Таким образом, зазор d между колцами магнитной муфты .достигнет величины (фиг. 4) .

Зона является основной зоной образования паковки при увеличении ее диаметра от D, (начальный диаметр паковки) до Dj (конечный диаметр паковки).

В нйчале образования паковки,т.е при намотке нити на начальный диаметр D , в результату образования максимального зазора d между кольцами магнитной муфты происходит резкое падение крутящего момента, передаваемого через магнитную муфту, до величины М

Такой момент соответствует моменту, необходимому для создания определенного натяжения нити в начальный период намотки при минимальном диаметре, согласно указанной выше формуле.

В процессе дальнейшей намотки нити в зоне .П , т.е. при увеличении диаметра паковки D, С / происходи постепенное уменьшение числа оборотов бобинодержателя f - - (фиг. 3) согласно зависимости

м

D

в связи с тем, что скорость (V ) поступления нити на паковку остается постоянной, а диаметр (D) паковки растет.

При этом из-за падения чисел оборотов бобинодержателя уменьшается центробежная сила, действующая на наружные массивные плечи 16.

Рычаги 14 начинают сходиться к оси вращения бобинодержателя 1, не препятствуя перемещению ведомого кольца 9 по направлению к ведущему кольцу 8 магнитной муфты под действием пружин 13.

Таким образом, зазор tT постепен

но уменьшается до величины Jf,n (фиг. 4),

По мере уменьшения зазора ff между кольцами магнитной муфты постепенно увеличиваются магнитные силы, возбуждаемые между ферромагнитным

кольцом 12 и постоянными магнитами 10 .

Таким образом, уменьшение зазора влечет за собой постепенное увеличение крутящего момента , передаваемого через магнитную муфту к бобинодержателю 1 (фиг. 5,

0 зона и ) . .

Следовательно, в зоне образования паковки величина крутящего момента (.) , передаваемого через магнитную муфту к бобинодержателю 1,

5 возрастает пропорционально увеличению радиуса паковки в соответствии с формулой (1).

Таким образом, предлагаемое устройство стабилизирует натяжение нити на протяжении всего процесса об0разования паковки, что непосредственно влияет на получение качественной паковки, т.е. создание равномерной плотности по слоям паковки, получение лучших физико-механических

5 свойств наматываемой нити по ровноте и удлинению, отсутствие перепутывания начальных слоев наматываемой нити,.что значительно облегчает ее дальнейшую переработку.

0

Кроме того, быстрый разгон устройства для бесфрикционной намотки способствует увеличению коэффициента полезного времени устройства.

35

Формула изобретения

Устройство для регулирования натяжения нити при намотке, содержащее

0 магнитную муфту, ведущая полумуфта которой закреплена на приводном валу бобинодержателя, а ведомая соединена с бобинодержателем, отличающееся тем, что, с целью

5 повышения стабилизации натяжения нити путем регулировки зазора между полумуфтами, оно имеет закрепленные на торце бобинодержателя пальцы и двуплечие рычаги, контактирующие одним плечом с ведомой полумуфтой,

0 при этом последняя выполнена в виде подпружиненного кольца, свободно установленного на приводном валу и имеющего отверстия для прохода паль цев.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Регельман Х.З. Магниты для формирования химических и минеральных волокон, Машиностроение , 1972,

0

с. 165.

2.Патент Японии 15-2675, кл. А 12, 1976.

3.Патент Великобритании

№ 871763, кл. 120/2/D, 1961 (про5тотип) .