Способ и устройство для определения усилия натяжения движущегося материала Советский патент 1982 года по МПК G01L5/10 

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЯ НАТЯЖЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при производстве композиционных материалов методом намотки.

Известен способ прямого динамометрирования величины усилия натяжения нитевидных материалов, согласно которому динамометр помещают между движителем и концом жгу-та и по показанию динамометра определяют усилие натяжения материала.

Однако такой способ применим Лишь в статике.:

Известен способ .измерения усилия натяжения нитей по величине силы, равнодействующей двум силам, направленным вдоль ветвей искусственно изогнутого участка в тракте переработки нитей 1.

Недостаток этого способа заключается в том, что в нем не учитываются силы трения на изогнутых участках движущейся нити.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения натяжения материала, содержащее входной ролик и установленные на рычаге с

возможностью поворота относительно оси входного ролика измерительные ролики, связанные с динамометром, а определение усилия натяжения движущегося материала основано на измерении сил взаимодействия материала с измерительными роликами 2.

Недостаток известного устройства состоит в изменении величины коэффициента трения что отрицательно влияет на точность измерения усилия натяжения материала.

10

Целью изобретения является повыщение точности измерения.

. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения, заключающемуся в том, что определяют приращение натяже15ния материала на измерительных роликах, а величину натяжения материала на выходном измерительном ролике определяют из соотношения

AUi

Т

20

В/А 3- 964 где А и В - масштабные коэффициенты, определяемые при тарировке измерительной системы и равные отношению номинального усилия к величине выходного сигнала соответствующего датчика, вызванного номинальной силой (Н/В); Uj - сигнал, пропорциональный прирашению натяжения на выходном измерительном ролике (В) и 2 - сигнал, пропорциональный приращению натяжения на измерительном ролике, предшествующий выходному (В). Поставленная цель дЬстигается также тем, что устройство снабжено вторым динамометром, а рычаг выполнен Т-образным и измерительные ролики размещены на одной полке рычага, вторая полка которого находится между измерительными роликами, при этом ролики снабжены упорами, связанными с соответствующими динамометрами, которые расположены на второй полке рычага, а углы охвата измерительных выходного и предшествующего ему роликов, движущимся материалом выполнены в соотношении 1:2. На чертеже изображено предлагаемое устрой ствг. Устройство содержит трехроликовую. головку, выподнеш1ую в виде неподвижного направ ляющего ролика 1 и жесткого поворотного рычага 2,на котором со стороны выхода материала 3 установлены с возможностью ограничениого поворота два измерительных ролика 4 и 5, каждый из которых снабжен упорами и 7, взаимодействующими с соответствующими динамометрами 8 и 9, связанными со счетнорещающим устройством 10. Углы охвата роли ков 4 и 5 материалом 3 выполнены в соотно шении 2:1. Сигнал, пропорциональный усили натяжения материала, поступает на показывающий прибор 11, а также в систему 12 автома тического регулирования натяжения. Устройство работает следующим образом. Материал 3, поступающий из леито-протяжного тракта намоточного станка с некоторым натяжением, охватывает входной ролик 1, измерительные ролики 4 и 5 и поступает на изделие. Под действием сил эйлерового трения на измерительных роликах 4 и 5 возникают крутящие моменты, которые стремятся развернуть их. Возникающие моменты компен сируются на упорах 6 и 7, которые измеряются соответствующими динамометрами 8 и 9, вырабатывающими сигналы Ui и Uj. Эт сигналы поступают в счетно-реихающее устройство 10, которое по приведенному выражению ычисляет величину усилия натяжения материаа TX на выходе устройства. Использование способа и устройства для пределения усилия натяжения движущегося материала, устраняет влияние усилия трения, возникающего иа пордеднем по ходу движения материала ролике измерительной головки на результаты измерения; учитывает переменные величины, связанные с изменением коэффициента вязкостного трения (скорость, вязкость, температура и т.д.) и определяет величину усилия натяжения материала на выходе из измерительного устройства или непосредственно на выходе на изделие. Все это позволит повысить степень точности регулирования усилия натяжения перерабатываемого материала и, тем самым, повысить качество изделий, получаемых из композиционных материалом ме- ; тодом намотки. Формула изобретения I. Способ определения усилия натяжения движущегося материала, основанный, на изме.рении сил взаимодействия материала с измерительными роликами, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, определяют приращение натяжения материала на измерительных роликах, а величину натяжения материала иа выходном измерительном ролике определяют из соотнощенияUl А где А и В - масштабные коэффициенты, определяемые при тарировке измерительной системы и равные отношению номинального усилия к величине выходного сигнала соответствующего датчика, вызванного номинальной силой; и, - сигнал, пропорциональный приращению натяжения на выходном измерительном ролике; Uj - сигнал, пропорциональный приращению натяжения на измерительном ролике, предшествующем выходному. 2. Устройство для определения усилия натяжения, содержащее входной ролик и установленные на рычаге с возможностью поворота относительно оси входного ролика измерительные ролики, связанные с динамометром, отличающееся тем, что оно снабжено вторым

динамометром, а рычаг выполнен Т-образным и измерительные ролики размещены на одной полке рычага; вторая полка которого находится между измерительными роликами, при ртом ролики снабжены упорами, связанными с соот- ветствующими динамометрами, которые расположены на второй полке рычага, а углы охвата измерительных выходного и предшествующего

ему роликов, движущимся материалом вь1полнепь в соотнощении 1:2.

Источники информащш, принятые во внимание при экспертизе . 1. Рыбаников С. И. Автоматическое управление намоткой. М., Энергия, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР М 679827, кл. G 01 L 5/10, 07.03.78 (прототип).