Устройство для размотки нитевидного материала

 

Изобретение относится к отраслям промышленности , использующим нитевидный материал, например проволоку, снимаемую с бухт при постоянном натяжении нити на всем диапазоне размотки. Сохранение постоянного натяжения нитевидного материала достигается наличием тормозного элемента, который имеет установленные на стойке 4 рычаги 9 с шарнирно закрепленными на их свободных концах ползунами 10, которые в процессе размотки бухты контактируют с конусообразной поверхностью направляющей 11 на переменном радиусе. Изменение радиуса торможения достигается за счет уменьшения веса разматываемой бухты с помощью пружины 5 переменной жесткости, размещенной между направляющей 11 и стойкой 4. Переменная жесткость пружины находится в определенном соответствии с изменяемым диаметром размотки бухты. Получена формула, определяющая зависимость жесткости от диаметра размотки бухты при постоянных конструктивных параметрах устройства, бухты и разматываемого материала. 3 ил. w Ё сл VI о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1715701 А1

1 (51)5 В 65 Н 49/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И,ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Л 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4748716/12 (22) 17.10.89 (46) 29.02.92. Бюл. М8 (71) Донецкий политехнический институт (72) B.Ï.oíèùåíêî, В.А.Лень и А.Г.Лень (53) 621.318.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 556093, кл, В 65 Н 49/18, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМОТКИ НИТЕВИДНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к отраслям промышленности, использующим нитевидный материал, например проволоку, снимаемую с бухт при постоянном натяжении нити на всем диапазоне размотки. Сохранение постоянного натяжения нитевидного материала достигается наличием тормозного элемента, который имеет установленные на стойке 4 рычаги 9 с шарнирно закрепленными на их свободных концах ползунами 10, которые в процессе размотки бухты контактируют с конусообразной поверхностью направляющей 11 на переменном радиусе.

Изменение радиуса торможения достигается за счет уменьшения веса разматываемой бухты с помощью пружины 5 переменной жесткости, размещенной между направляющей 11 и стойкой 4. Переменная жесткость пружины находится в определенном соответствии с изменяемым диаметром размотки бухты. Получена формула, определяющая зависимость жесткости от диаметра размотки бухты при постоянных конструктивных параметрах устройства, бухты и разматываемого материала. 3 ил.

1715701

Изобретение относится к устройствам для размотки бухт нитевидного материала, например, проволоки;

Известно устройство, которое содержит опору для бухты, установленную на стойке с возможностью свободного вращения, расположенный соосно с ней тормозной элемент с рычагами, смонтированными на стойке, шарнирно закрепленными на их концах ползунами и направляющую для ползунов, выполненную в виде воронки, при этом опора выполнена подпружиненной.

Для размотки нитевидного материала бухту с разматываемым материалом, например проволокой, устанавливают на опору.

Конец проволоки прикрепляют к тянущему ее приспособлению. После включения тянущего приспособления опора с бухтой и стойкой начинают вращаться вокруг вертикальной оси, При этом ползуны скользят по поверхности воронкообразной части направляющей, создавая тормозной момент.

По мере сматывания проволоки с бухты вес последней уменьшается и пружина перемещает стойку с опорой и бухтой вверх вдоль вертикальной оси устройства. При этом пружины. растяжения, закрепленные на ползунах, перемещают их по образующей воронкообразной части направляющей к центру, уменьшая таким образом плечо торможения, т.е. тормозной момент.

Таким образом осуществляется автоматическое регулирование величины тормозного момента для поддержания разматываемого материала.

Недостаток описанного устройства заключается в том, что следящий механизм, базирующийся на уменьшении веса нитевидного материала по мере размотки бухты, не обеспечивает достаточной надежности реализации обратной связи между изменяющими значениями диаметра размотки и тормозного момента на оси бухты.

Это происходит вследствие того, что направляющая для ползунов выполнена воронкообразной формы. Вначале размотки на каком-то участке направляющей по мере уменьшения веса бухты обеспечивается перемещение ползунов по направляющей воронкообразной формы к центру. Однако в дальнейшем, по мере уменьшения веса бухты и перемещения подпружиненных стойки с опорой и бухтой вверх вдоль вертикальной оси (пружина при этом удлиняется), происходит отрыв ползунов от воронкообразной направляющей и максимальное смещение рычагов к центру врвщения. При этом нарушается работоспособность устройства, так как тормозной элемент после отрыва ползунов от направляющей фактически перестает функционировать.

Цель изобретения — повышение надеж5 ности устройства.

На фиг.1 приведено устройство, разрез; на фиг.2 — расчетная схема устройства; на фиг.3 — график зависимости Z = f(Dx) к примеру расчета жесткости пружины.

10 Устройство для размотки бухт нитевидного материала, например проволоки, содержит центральную ось 1, на которую посажена опора 2 для бухты 3, установленная на стойке 4 с возможностью вращения

15 вокруг оси 1. Стойка 4 и опора 2 подпружинены пружиной 5 переменной жесткости, опирающейся на буртик 6, и зафиксированы от проворота относительно друг друга с помощью штифтов 7, жестко закрепленных в

20 опоре 2 и проходящих в отверстия, выполненные в опоре 2. Соосно с опорой расположен тормозной элемент, который имеет установленные на стойке 4 с помощью осей

8 рычаги 9 с шарнирно закрепленными на их

25 свободных концах ползунами 10. В нижней части устройства для ползунов t0 имеется направляющая 11, выполненная конусообразной. Рычаги 9 связаны с направляющей

11 пружинами растяжения 12 при помощи

30 кольца 13, установленного с возможностью вращения. Центральная ось 1 закреплена в нап равляющей 11.

Устройство работает следующим образом.

35 Бухту 3 с разматываемым материалом, например, проволокой, устанавливают на опору 2. При этом под действием веса бухты

6 происходит сжатие пружины 5 и перемещение вниз по вертикали бухты вместе с

40 опорой 2 и стойкой 4. При этом рычаги 9, поворачиваясь на осях 8, смещают ползуны

10 от центра к периферии вдоль конусообразной направляющей 11, Конец проволоки прикрепляют к тянущему ее приспособле45 нию (не показано). После включения тянущего приспособления опора 2 с бухтой 3 и стойка 4 начинают вращаться вокруг оси 1.

При этом ползуны 10 скользят по конусообразной поверхности направляющей 11, со50 здавая тормозной момент. По мере сматывания проволоки с бухты 3 вес последней уменьшается и пружина 5 перемещает стойку 4 с опорой 2 и бухтой 3 вверх вдоль оси 1, При этом пружины 12 перемещают

55 ползуны 10 по конусообразной направляющей 11 к центру, уменьшая таким образом радиус торможения, т.е. тормозной момент.

Однако, в предложенной конструкции автоматическое регулирование тормозного момента для поддержания постоянного

1715701 значения разматываемого материала очевидно возможно лишь в том случае, если жесткость пружины 5 будет находиться в определенных соотношениях с конструктивными параметрами тормозного элемен- 5 та устройства. Для получения такого соотношения рассмотрим расчетную схему устройства, представленную на фиг.2. Так как угловые повороты рычагов 9, происходящие вследствие уменьшения веса разматы- 10 ваемой бухты и под действием пружины 5, связаны исключительно с перемещением стойки 4 в вертикальном направлении (вместе с опорой и бухтой), то крайние положения ползунов 10 очевидно соответствуют 15 рабочему ходу пружины, или ее первоначальной деформации Нпр, т.е. жесткость пружины Z для рассматриваемого устройства определяется по формуле

Z= — —. (1)

Нпр

В соответствии с расчетной схемой

B1E = Нпр+ ВВ1.

Так как BB1 =(BC - B1C), B1E = Hnp+ (ВС - В1С). 25

В соответствии с принятыми на схеме обозначениями

В1Е = (cos а = Нпр + (cos p- В1С (2) Величину В1С можно выразить через 30 конусность К направляющей из соотношения

2 — 2r R — r

2 В1С В1С откуда -35

В1С =—

R — r (К

Величину R - r можно представить в следующем виде:

R - r = (R - а) - (r - а) = АС - DB1 = 40

= (sin p — t sin а = l(sin а — sin p).

С уче1ом этого

В С— (3)

В1С—

После подстановки (3) в (2) и преобразо- 45 ваний, получают

sin — sin а

Н,р = l.((cos а- cosP) + ) (4)

С учетом зависимостей (1), (4) формула 50 изменяющегося по мере размотки веса бухты имеет вид

D» — в метрах.

Графическая зависимость (фиг,З), по55 строенная по табличным данным, является исходной информацией для проектирования пружины фасонного профиля с переменной жесткостью, которая удовлетворяет (5) 4 1((cos а — cos p) + ) где у, д — удельный вес материала бухты и коэффициент ее заполнения;

Таким образом, полученное соотношение позволяет определить жесткость пружины s зависимости от конструктивных параметров устройства К, а, Р и размеров D », d, Н, нитевидного материала характера намотки д бухты. Как видно из полученной формулы (5) жесткость пружины

5 должна быть переменной, так как переменный диаметр разматываемой проволоки

D» находится в квадратичной зависимости по отношению к жесткости. Для принятых конструктивных параметров устройства зависимость (5) Z от 0» можно получить, зная типоразмеры разматываемых бухт, их материал и характер намотки (определяется опытным путем). При этом нет необходимоСтИ ОПРЕДЕЛЯТЬ ЗаВИСИМОСтЬ ZO1 0х ДЛЯ Каждой бухты. Достаточно знать их типоразмерный ряд. Хотя в отдельных случаях, например, при крупносерийном производстве может оказаться целесообразным использование сменных пружин, спроектированных для нескольких групп типоразмеров, применяемых в производстве бухт. Во всех случаях, определив графическую зависимость жесткости пружины от диаметра разматываемого материала для задания конструктивных параметров устройства можно спроектировать пружину, позволяющую обеспечить автоматическую регулировку тормозного момента в целях поддержания постоянной величины натяжения йитевидного материала.

Пример расчета жесткости пружины выполнен по данным расчетной схемы (фиг.2).

При этом для 1 принят масштаб М = 2,5:1.

Принятые размеры и конструктивные параметры бухты: О мах = 500 мм; d = 100 мм; з з. проволока стальная y = 7,85.10 кгlм; д

= 0,75; Н = 150 мм. После подстановки приведенных данных в формулу (5) получают зависимость

2=f(D») =—

У где у — деформация пружины под действием изменяющегося веса бухты, . .» 0 4 Ж - Х22 382

Dõ 01; 02: 0 3; 04

1715701

Х10

Фиг.3

Составитель В. Онищенко

Редактор М. Товтин Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 573 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 принятым параметрам устройства и разматы ваемой бухты.

Предлагаемое устройство позволит повысить качество изделий, для которых использование нитевидного материала с 5 постоянным натяжением нити является необходимым условием технологического процесса. Учитывая большую потребность различных отраслей промышленности в изделиях, получаемых методами свивки, нало- 10 жения прядей и т.п. при постоянном натяжении нитевидного материала (канаты, гибкие трубы, различные тканые изделия), использование предложенного устройства позволит получить значительный народно- 15 хозяйственный эффект.

Формула изобретения

Устройство для размотки нитевидного материала, содержащее опору для бухты, установленную на стойке с возможностью свободного вращения, расположенный соосно с ней тормозной элемент с рычагами, смонтированными на стойке и шарнирно закрепленными на концах рычагов ползунами, коническую направляющую для ползунов и пружину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, направляющая для ползунов выполнена с наружным конуСом, вершина образующей которого направлена в сторону бухты, а пружина, размещенная между направляющей и стойкой, имеет переменную жесткость.