Станок для намотки изделий сложного профиля на неподвижных оправках Советский патент 1991 года по МПК B29C53/56 

навливающимся роликом, программное управление, обеспечивающее синхронизацию всех движений. Однако этот ста нок не обеспечивает высокое качество изделий сложного профиля, и обладающего малой жесткостью в поперечном сечении. Цель изобретения - повышение каче ства изготовления длинномерных изделий малой жесткости и производител ности процесса намотки. Эта цель достигается тем, что ста нина представляет собой набор отдель ных стыкуемых модулей, снабженных промежуточными опорами для поддержки изделия в процессе намотки, вьшолненными в виде пневмоманипуляторов, , включаемых и отключаемых в зависимости от профиля изделия с помощью дат чиков, расположенных на опорах и на каретке, кроме того раскладчик выполнен в виде четьгрех головок, распо ложенных на погоне симметрично в ра диальн1.1х направляющих. На фиг.1 изображен станок, общий вид; на фиг.2 - схема намоточного ус тройства; на фиг.З - раскладчик; на фиг.4 - конструкция раскладочного ролика; на фиг.З - модуль станины; на фиг.6 - конструкция опоры;на фиг. вид 1 верхней части штока опоры. Станок имеет станину 1 модульной конструкции, на которой расположены опоры 2, каретка 3 с намоточным устройством 4 приводом 5 каретки, приводом 6 раскладчика, приводом 7 намо точного .устройства, оправка 8, зажатая в патронах 9 распорных пинолей 10,расположенных в опорных бабках 11.Опорные бабки 11 имеют возможность перемещаться вдоль станины 1 Намоточное устройство 4 станка, смонтированное в корпусе 12, закреплено на каретке 3 В шариковых опорах 13 смонтирован левый зубчатш погон 14, справа в таких же опорах 15 смонтирован правы зубчатьш погон 16. На правом зубчатом погоне 16 при монтаже устройства крепится неподвижно относительно это го погона промежуточное зубчатое колесо 17 (в частном случае это может быть только фланец с участком зубчатого сектора). На левом зубчатом погоне 14 крепятся равнорасположенные четыре оси 18, на которых смонтирова ны шестерни 19с возможностью вращения относительно этих осей. На этом же погоне в роликовых направляющих 20 расположены четьфе раскладочные головки раскладчика с зубчатыми рейками 21, которые входят в зацепление с шестернями 19. Шестерни 19 одновременно находятся в зацеплении с промежуточным зубчатым колесом 17. Левый зубчатьп погон 14 находится в зацеплении с шестерней 22, которая закреплена на водиле дифференциала 23 Правьй зубчатьй погон 16 находится в зацеплении с шестерней 24, которая закреплена на одном полом валу с конической шестерней того же дифференциала 23. Водило дифференциала 23 через зубчатую пару 25 связано с валом привода 26. Корпус 27 приводного редуктора крепится к корпусу каретки .3. Кроме того, через зубчатую пару 28 вал привода 26 связан с датчиком обратной связи 29 по положению, а зубчатой парой 30 с датчиком обратной связи 31 по скорости погона 14. Вращение ведущей шестерне дифференциала 23 передается так же через шестерни 32 и 33 от вала привода 34. Привод 34 управляет движением раскладчика через рейки 21. С валом привода 34 через, зубчатую пару 36 связан датчик 36 по положению, а через зубчатую пару 37 датчик 38 по скорости раскладчика. Кинематическая цепь от привода 5 каретки 3 до станины 1, имеющая так же датчики по положению и по скорости каретки, не показана на чертежах, так как она представляет собой обычный редуктор. Раскладчик вьтолнен в виде четы- . рех раскладочных головок 39, которые расположены симметрично на левом погоне 14 и смонтированы в корпусах 40 на роликовых направляющих 20 и 41. На левом погоне 14 расположены четыре катушки 42 для основного наматываемого материала и четыре катушки 43 для приема с катушек 42 разделительной подложки (улучшающей технологичность наматываемого материала). Компланарно с катушками 42 и 43 расположены дисковые тормоза 44, ролики 45-47 лентотрактов. Ось одного из этих роликов, например 47, подпружинивается для выборки слабины ленты при изменении направления движения каретки при малых о 30 углах намотки (на чертеже не показано). На чертеже фиг.4 в масштабе, уве личенном по отношению к изображению фиг.3, показана конструкция раскладочной головки 39 (вид Б-Б с фиг.З) с самоустанавливающимся раскладочным роликом 48, ось которого крепит ся во втулке 49, смонтированной на шариковой опоре 50 во фланце 51 ска ки 52, установленной в роликовых направляюгщх 20 и 41. Со скалкой 52 неподвигаш связана зубчатая рейка 21, показанная на фиг.2.(Крепление роликовых направляюцих 20 к погону 14 на чертеже не показано). На чертеже фиг,5 показан модуль 53 станины 1, который представляет из себя коробчатую (например, сварную) конструкцию. На верхней плоскости модуля станины закреплены зубчатая рейка 54, с которой сцепле на выходная шестерня привода 5 каре ки 3 (на чертеже не показано) и две направляющие 55 для каретки 3. На нижней плоскости размещены дв направляющие 56, на которЕ,1х устанавливаются опорные бабки 11 с возможн стью их наладочного перемещения по этим направляющим, а также устанавливаются модули опор 2 с возможностью такого же наладочного перемещения . Длины корпуса модуля 53 станины, направляющих 55 и 56, рейки 54 равны между собой, поэтому стыковка модулей станины не требует подгонки. После выставки в поперечном направле нии модули крепятся болтами 57 и штифтуются в стыках, образуя единую станинуо На чертеже фиг.б изображена конструкция модуля опоры 2, выполненна в виде пневмоманипулятора. Модуль опоры состоит из корпуса 58, установленного на нижние направ ляющие 56 модуля станины. В корпусе 58 смонтирован пневмоцилиндр 59 дву стороннего действия со штоком 60 (к торый п свою очередь может быть телескопическим) , ютапан управления пневмоцилиндром 61 и механизм блокиродки 62. На штоке 60 крепится упорный винт 63 и выдвижной винт 64, на котором шарнирно смонтирован ложемент 65, 6 Механизм блокировки 62 имеет упор 66, подпр о-хиненнш пруяиной 67 с толкателем 68. Кроме того, на чертеже фиг„6 изображены путевой выключатель 69, упор 70, установленные на каретке 3. Упор 70располагается в продольном направлении и имеет консольно-симметричные вылеты с обоих сторон каретки, На чертеже фиг.7, в более крупном масштабе по отношению к изображению фиг.6, показана часть штока 60 с ложементом 65. штоком 60 и выдвижным винтом 64 имеются две гейки 71и 72. Между ложементом 65 и выдвижным винтом 64 имеется четыре регулировочных винта 73 для ориентации ложемента в шарнирном соединении. На каждом ложементе смонтированы с помощью винтов 74 по два боковых откидных рычажных упора 75, подпружиненных пру зинами 76 и имеющих ролики 77 и 78. В ложементах имеются пазы 79. Оправка 8 для намотки изделия крепится в патронах 9 двух опорных бабок 11, растягивается с помощью пинолег 10 и поддерж11вается опора- ми 2. Цля настройки стана на намотку изделий, разность длины которых больше кода пинолей 10, опорные бабки 11 передвигаются по направляющим 56 модулей 53 станины 1 и закреплаются на требуемое между ними расстояние (см. фиг.1 и фиг.5). При специализации производства на каких-то определенных длинах наматываем1,1х изделий, габариты станка можно менять на величины, кратные длинам модулей 53, при этом потребуется только выставка в поперечном направлении модулей 53, гак как направляющие 55 и 56 выполняются идентичными, а зубья реек 54 заканчиваются в кахщом модуле 53 в одной и той же фазе. Описываемый станок работает следующим образом. На левом погоне 14 (см. фиг.З) устанавливаются четьгре катушки 42 с наматываемым материалом, свободные концы которого пропускают через роики 45, тормоза 44, ролики 46 и 7, раскладочные головки 39, ролии 48 и крепятся на оправке 8. Одновременно с катушками 42 ставят катушки 43 для смотки промежуточной подложки. От привода 5 (см. фиг.1) получает движение каретка 3 с намоточным устройством 4 вдоль оси неподвижной оправки 8: (стрелки Д на чертежах фиг. 1 и фиг.2). От привода 26 (см фиг.2) вращение через кинематическую цепь 25, 23, 24, 22 сообщается зубчатым погонам 14 и 16. Количество зубьев шестерен пары 25 и 22, погона 14 и зубьев шестерен дифференциала 23 и 24, погона 16 выбраны таким образом, чтобы при зафиксированном приводе 34 раскладочных оголовок 39 для выполнения окружной намотки оба погона вращались синхронно вокруг оси оправки 8 (стрел ка Е на фиг.З). Для получения угла намотки, особен но меньше 30°, включают привод 34 (см. фиг.2). При этом, кроме вращательного движения относительно оправ ки 8, зубчатый погон 16 с промежуточ ным колесом 17 получает вращательное движение относительно Погона 14 чере шестерни 32 и 33, дифференциал 23, шестерню 24, а следовательно,получают вращение и четыре шестерни 19; отсюда получают движение и зубчатые рейки 21 раскладочных головок 39 раскладчика, при этом раскладочные головки 39 раскладчика могут перемещаться к центру оправки или в обратном направлении (стрелки Ж на фиг.З) в зависимости от направления вращения привода 34. В зависимости от положения ленты на оправке 8 раскладоч ные ролики 48 вместе со втулками 49 разворачиваются (стрелки ifa фиг.4 самой лентой в опорах качения 50, смонтированных во фланцах 51 раскладочных головок 39. Скорость движения каретки 3, погона 14, а также скорость и траектория движения раскладочных головок, 39 выбираются при рас чете программы намотки конкретного изделия. Если в каких-то особых производст венных ситуациях потребуется работать только одной раскладочной голов кой раскладчика (необходимость захода в какие-то локальные несимметричные углубления, то остальные головки могут быть легко демонтированы). Во время работы по программе каретка 3, не доходя на расчетное расстояние до поддерживающей опоры, своим консольным упором 70 (см.фиг.6) нажимает на клапан управления 61, который дает команду на опускание штока 60 с ложементом. 65. Шток с ложементом опускается вниз, упорный винт 63 отжимает толкатель 68, который отводит вниз подпружиненный упор 66 механизма блокировки 62 и каретка 3 минует зону опоры (см. фиг.1). Как только упор 70 каретки 3 съедет с клапана управления 61, шток с ложементом поднимутся вверх и займут рабочее положение. Если после срабатывания клапана управления 61 на опускание опоры, шток 60 с ложементом 65 по каким-либо причинам не опустятся, то, при своем движении, каретка 3 наедет пугтевым выключателем 69 на подпружиненный упор 66 механизма блокировки 62 и остановится, так как упор 66 не будет опущен. Путевые вы1слючатели 69 расположены консольно с обоих сторон по ходу каретки. Длины консолей, на которых расположены выключатели 69, по ходу движения каретки меньше длин консолей упоров 70,эта разница выбирается такой, чтобы, даже при максимальной скорости движения каретки, время между моментом включения клапана 61 и моментом вероятного включения выключателя 69 (в случав аварийной ситуации) было бы не меньше, чем время срабатывания опоры при опускании. Принцип управления оцорами не зависит от того, с какой стороны к опоре подходит каретка. Модуль опоры может устанавливаться на направляющих 56 в любом.месте модуля станины. Число модулей опор определяется жесткостью наматьшйемой оправки. В соответствии ;с формой наматываемой оправки 8 производится выставка ложементов 65 всех используемых опор 2. В вертикальном направлении (по высоте) ложемент 65 выставляется за счет вьцдвижного винта 64 (см. фиг.7 и фиг.6) и гаек 71 и 72. Наклон платформы ложемента 65 относительно горизонтальной плоскости производится путем ориентации шарнир ного соединения между платформой ложемента 65 и вьщвижным винтом 64, с помощью четырех винтов 73. Расстояние между подпружиненными рычагами 75 изменяется за счет паза 79 и винтов 74. В случае необходимости рьтаги 73 могут быть легко заменены на рычаги или специальные прихваты другой формы. Предлагаемый станок выгодно отличается от прототипа и других анало-. гов, известных в настоящее время. Конструкция станины, выполненная в виде отдельных стыкуемых модулей, позволяет монтировать станок под изделия размерного- ряда конкретного производства, вследствие чего эко номятся производственные площади и в то же время, не ограничиваются возможности станка для получения в других производствах изделий больших типоразмеров. 9° Наличие на станине модулей опор, выполненных в виде пневмоманипуляторов с поддер хиваюЕ(ими ложементами, позволяет заматьгоать с углами намотки от О до 90 неподвижные оправки очень малой песткости, которые на ранее существовавшем оборудовании не могли быть замотаны. Совместное действие симметричных раскладочных головок и ложементов опор, занимающих оправку через необходимый интервал длины, до минимума сокращает все виды возможных деформаций неяестких длинномерных оправок, что позволяет получить стабильную и качественную у1сладку наматываемого материала, повышающую в конечном счете и качество всего получаемого из.делия. Работа рас1шадчика одновременно четырьмя раскладочными головкаг-ш в четьфе раза повьшает производительность ста.нка по сравнению с прото- типом. Регулировка хода и формы ложементов позволяет быстро перестраивать станок под изделия различной пространственной конфигурации.

дидА 6 1(7

Вид 6-б

21

и

Фуг.4

rj

1, СТАНОК ДЛЯ НАМОТКИ ИЗДЕЛИЙ СЛОИНОГО ПРОФИЛЯ НА НЕПОДВИЖНЫХ ОПРАВКАХ, содержащий станину, каретку с приводом для движения по станине вдоль оправки, расположенное на каретке намоточное устройство в виде управляемого приводом погона с закрепленными на нем катушками с ленточным материалом, лентопротяжным трактом, натяжителем, раскладчиком, Данное изобретение относится к области переработки композиционных материалов и может быть использовано fe различных отраслях народного хозяйства при изготовдении изделий с большим отношением длины к периметру поперечного сечения. Известен станок для намотки длинномерных изделий, например, труб, содержащий станину с опорами для оправки,лентопротяжный тракт с натяжителем,раскладчик. Однако этот станок предназначен для намотки изделий в виде тел воаше- снабженным собственным приводом и самоустанавливаюцимся роликом, программное управление, обеспечивающее синхронизацию всех движений, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения качества изготовления длинномерных изделий малой жесткости, станина представляет собой набор отдельных стыкуемых модулей, снабженных промежуточными опорами для поддержки изделия в процессе намотки, вьтолненными в виде пневмоманипуляторов, включаемых и отключаемых в зависимости от профиля изделия с помощью датчиков, расположенных на опорах и на каретке. с SS 2 о Станок для намотки по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, (Л с целью повьш1ения производительности, раскЛадчик выполнен в виде четырех головок, расположенных на погоне симметрично в радиальных направляющих . 00 05 S СО ния, в основном цилиндрического сечения . Известен станок для намотки изде. ЛИЙ сложного профиля на неподвижных оправках, содержащий станину, каретку с приводом для движения по станине вдоль оправки, расположенное на каретке намоточное устройство в виде управляемого приводом погона t закрепленными на нем катупками с ленточным материалом, лентопротяжным трактом с натяжителем, раскладчиком, снабжен

5

Вид д

К

5

Г-Г

56 56

JJ

Ф-f

Фи2.5