Устройство для регулирования натяжения проволоки при намотке Советский патент 1982 года по МПК B21C47/00 

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для обработки проволоки.

Известен намоточный аппарат с приводом от асинхронного двигателя с фазным ротором. Поддержание постоянного натяжения проволоки при намотке на таком аппарате (при изменении диаметра намотки) осуществляется за счет близкого совпадения регулировочной характеристики приводного двигателя, получаемой за счет дополнительного сопротивления в роторной цепи, с нагрузочной характеристикой намоточного аппарата 1.

Однако указанные характ,еристики совпадают только в двух точках, по- скольку первая - прямая, а вторая гипербола, в результате чего натяжение проволоки по мере изменения радиуса намотки оказывается неравномерным, больше или меньше заданного. Динамические характеристики электропривода из-за значительного ослабления вращающего момента двигателя при работе на мягкой регулировочной характеристике оказываются низкими, что вызывает образование петли и запутывание проволоки при разгоне волочильного стана совместно с намоточным аппаратом, снижая производительность.

Для исключения петлеобразования на метизных заводах увеличивают жест10кость приводного двигателя, что вызывает значительное увеличение натяжения проволоки при намотке против необходимого и тем самым повышенный расход энергии на намотку. При совtsмещении нагрузочной характеристики намоточного аппарата с соответствующей регулировочной характеристикой двигателя, рабочий диапазон скорости двигателя оказывается в пределах от

к 0,7-0,4 П , что приводит к значительным потерям в цепи ротора и увеличению габаритной мощности приводного двигателя. Помимо этого, поддержание

постоянного натяжения проволоки при намотке вызывает межслойное врезание верхних слоев проволоки в нижние, что приводит к деформации катушек и запутыванию проволоки при последующей размотке.

Известно также устройство для регулирования натяжения проволоки при намотке, содержащее связанные между собой намоточный аппарат с приводным асинхронным двигателем с фазным ротором и систему управления, имеющую основные и дополнительные резисторы в роторной цепи, часть которых зашунтирована тиристорным коммутатором. Усилитель с двумя входами, инвертор, релейный элемент, датчики тока двигателя волочильного барабана и намоточного аппарата, счетчик числапар слоев проволоки, блок памяти, управляемый одновибратор, пороговый элемент 21.

Описанное устройство характеризуется сложностью и недостаточной надежностью в связи с использованием вращающихся датчиков угловых скоростей.

Цель изобретения - повыш-иие надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования натяжения приволоки при намотке, содержащее связанные между собой намоточный аппарат с приводным асинхронным двигателем с фазным ротором и систему управления, имеющую основные и дополнительные резисторы в роторной цепи, часть которых зашунтирована тиристорным коммутатором, усилитель с двумя входами, инвертор, релейный элемент, датчики тока двигателя волочильного барабана и намоточного аппарата, счетчик числа пар слоев проволоки, блок памяти, управляемый одновибратор, пороговый элемент , снабжено релейной системой автоматического регулирования момента (САРМ) приводного двигателя, выполненной в виде датчика тока статора и связанного с ним интегратора, при эт;ом интегратор соединен со входом релейного элемента, а выход релейного элемента через инвертор и первый вход усилителя соединен с цепью управления тиристорным коммутатором роторных резисторов приводного двигателя, датчик тока двигателя волочильного барабана через пороговый элемент и регулируемый одновибратор

соединен со вторым входом усилителя тиристорного коммутатора, а управ- , ляющий вход регулируемого одновибратора соединен через блок памяти со счетчиком числа пар слоев проволоки.

На фиг. 1 приведены регулировочные характеристики (а, с, d, е) асинхронного двигателя с фазным ротором и нагрузочная характеристика (Ь) намоточного аппарата; на фиг. 2блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит релейную САРМ, которая включает двигатель 1 намоточного аппарата, приводящий в движение приемную катушку 2, датчик 3 тока статора двигателя 1, выход которого подключен через выпрямитель k на вход интегрирующего элемента 5- Выход интегрирующего элемента подключен на вход релейного элемента 6. Релейный элемент 6 через инвертор 7 и первый вход усилителя 8 подключен на вход тиристорного коммутатора 9, который подключен параллельно части резисторов 10 роторной.цепи двигателя 1.

В цепь статора двигателя 11 чистового барабана 12 волочильного стача включен датчик 13 тока, выход которого через пороговый элемент 1 t и управляемый одновибратор 15 подключен на второй вход усилителя 8. Управляющий вход одновибратора 15 через блок 16 памяти подключен к выходу датчика 1 числа пар слоев. Сброс блока 16 памяти осуществляется от , датчика 18 исходного положения выдвижной пиноли намоточного аппарата.

Устройство работает следующим образом.

При пуске намоточного аппарата релейный элемент 6 за счет пускового тока двигателя срабатывает и через инвертор 7 снимает управляющее воздействие с усилителя 8 и тем самым с коммутатора 9. Двигатель 1 переходит на работу с более мягкой регулировочной характеристикой d (фиг. 1). Как только ток двигателя 1 станет ниже порога срабатывания релейного элемента 6, последний возвращается в исходное состояние, тиристорный коммутатор 9 включается, шунтируя часть резисторов 10 роторной цепи двигателя 1, и последний переходит на более жесткую регулировочную характеристику с, развивал повышен|- ый вращающий момент. Затем цикл повторяется, в результате чего двигатель 1 работает на промежуточной регулировочной характеристике, параллельной оси ординат и лежащей между двумя -характеристиками с и d. Работа двигателя обеспечивается с постоямным вращающим моментом, поскольку ток статора при работе со скольжениями выше критического и .пропорционален моменту двигателя. Наличие интег рирующего элемента 5 на входе релейного элемента 6 обеспечивает исключение однополярных импульсов тока ро тора и тем самым знакопеременных динамических моментов, не вызывая в то же время .колебаний натяжения проволоки. Интегрирующий элемент 5 помимо основной функции выполняет функцию филь тра-выпрямителя и функцию регулятора заданного значения момента двигателя При совместном пуске намоточного аппарата с волочильным станом с целью исключения провисания проволоки динамическая составляющая тока дви гателя 11 чистового барабана 12 через датчик 13 тока, пороговый элемент 1 и управляемый одновибратор 15 воздейстёует на второй вход усилителя 8 управляющего тиристорным коммутатором 9. обеспечивая повышенный пусковой момент двигателя Mnj. (фиг. 1) намоточного аппарата. При спадении динамической составляющей тока .двигателя 11 ниже порога .срабатывания элемента k, одновибратор 15 путем воздействия на второй вход усилителя 8 продолжает удерживать включенное состояние тиристорного коммутатора 9 и, следовательно, максимальный момент двигателя 1 в связи с повышенным относительным моментом инерции намоточного аппарата по сравнению с чистовым барабаном волючильного стана.Корректировка времени запаздывания работы расширителя осуществляется по его управляющему входу от блока 16 памяти (запоминающего исходный момент инерции катушки), вход которого подключен к датчику 17 числа пар слоев проволоки на катушке. В качестве датчика 17 числа пар слоев может быть использован бесконтактный конечный выключатель, переключающий реверсив.ную муфту раскладочного механизма, Сброс памяти осуществляется при съеме катушки за счет воздействия выдвиж ной пиноли катушки на датчик 18 ее исходного положения. Использование изобретения обеспечивает регулирование натяжения проволоки обратно пропорционально радиусу намота наиболее простыми средствами и может быть использовано как на вновь проектируемых, так и на существующих намоточных аппаратах с приводом от асинхронного двигателя с фазным ротором. Экономический эффект только за сче.т экономии электроэнергии составляет 920 руб./год. Формула изобретения Устройство .-я регулирования натяжения проволоки при намотке, содержащее связанные между собой намоточный аппарат с приводным асинхронным двигателем с фазным ротором и систему управления, имеющую основные и дополнительные резисторы в роторной цепи, часть которых зашунтирована тиристорным коммутатором, усилитель с двумя входами, инвертор, релейный элемент, датчики тока двигателя волочильного . барабана и намоточного аппарата, счетчик числа пар слоев проволоки, блок памяти, управляемый одновибратор, пороговый элемент, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно снабжено релейной системой автоматического регулирования момента приводно ;о двигателя, выполненной в виде датчика тока статора и связанного с Ht/м интегратора, при этом интегратор соединен со входом релейного элемента, а выход релейного элемента через инвертор и первый вход усилителя соединен с цепью управления тиристорным коммутатором резисторов в роторной цепи приводного двигателя, датчик тока двигателя волочильного барабана через пороговый элемент и регулируемый одновибратор соединен со вторым входом усилителя тиристорного коммутатора, а управляющий вход регулируемого одновибратора соединен через блок памяти со счетчиком числа пар слоев проволоки, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Намоточный аппарат АЗТМ типа НК-1/500-1000. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке tf 2kSk267/27, 1977 (прототип) .