Устройство для определения величины и характера изменения нагрузки в зоне контакта движущейся нити с нитепроводником

 

Сущность изобретения: устройство содержит сменное кольцо, ориентированное по движению нити Установленный на держателе кольцевой датчик, одно основание которого связано со сменным кольцом, а другое - с держателем. Кольцевой датчик выполнен в виде размещенных между основаниями шести пар параллельных в каждой паре упругих элементов с тензопреобразователями и двух пар продольных жестких балок Четыре пары упругих элементов соединены в кольцо продольными жесткими балками, а две пары установлены симметрично вдоль продольной оси снаружи жестких продольных балок и жестко соединены концами одной пары с прилежащей парой жестких продольных балок и основанием, связанным с держателем, а концами другой пары - с прилежащей парой жестких продольных балок и основанием,связанным со сменным кольцом. 7 ил. w Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>л G 01 1 5/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4884356/10 (22) 23.11.90 (46) 23,10.92. Бюл. ¹ 39 (71) Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (72) В.И. Лагутин и Ю.И. Радченко (56) Патент США N 3650717, кл. 65 — 11 W, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 634128, кл. 6 01 (5/10, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЕЛИЧИНЫ. И ХАРАКТЕРА ИЗМЕНЕНИЯ

НАГРУЗКИ В ЗОНЕ КОНТАКТА ДВИЖУЩЕЙСЯ НИТИ С НИТЕПРОВОДНИКОМ (57) Сущность изобретения: устройство содержит сменное кольцо, ориентированное по движению нити. Установленный на держателе кольцевой датчик, одно основание

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике текстильной промышленности, в частности — к прядильно-крутил ьному производству, и может быть использовано для определения силового взаимодействия между нитью и нитепроводником.

Известно устройство для определения силы взаимодейетвия нити с нитепроводником. содержащее упругий элемент, соединяющий нитепроводник с держателем, и размещенные на упругом элементе тензопреобразователи, подключенные к регистрируeuieA аппаратуре. Технологические возможности этого устройства весьма ограничены, т.к, оно обеспечивает измерение только одной компоненты силы взаимодействия и только статическую составляющую нагрузки, поскольку измерительная система. Ж 1770788 А1 которого связано со сменным кольцом, а другое — с держателем. Кольцевой датчик выполнен в виде размещенных между основаниями шести пар параллельных в каждой паре упругих элементов с тензопреобразователями и двух пар продольных жестких балок; Четыре пары упругих элементов соединены в кольцо продольными жесткими балками, а две пары установлены симметрично вдоль продольной оси снаружи жестких продольных балок и жестко соединены концами одной пары с прилежащей парой жестких продольных балок и основанием, связанным с держателем, а концами другой пары — с прилежащей парой жестких продольных балок и основанием, связанным со сменным кольцом. 7 ил. обладает невысокой жесткостью и практически не успевает реагировать на динамическую составляющую (т,е, характер изменения) нагрузки.

Известно выбранное за прототип устройство, содержащее сменное кольцо, размещенное по направлению движения нити в отверстии нитепроводника, установленный на держателе и охватывающий кольцо кольцевой датчик с двумя основаниями, одно из которых связано со сменным кольцом, а другое — с держателем, и тензопреобразователи, размещенные на упругих элементах и подключенные к регистрирующей аппаратуре. При этом кольцевой Датчик выполнен с пьезоэлектрическим преобразователем и обеспечивает регистрацию переменной составляющей нагрузки (только одной ее компоненты), упругий - элемент с

1770788 тензопреобразователями установлен между нитепроводником и держателем и обеспечивает измерение одной компоненты статической составляющей нагрузки, а силопередача этой нагрузки обеспечена через направляющие, в которых имеются потери на трение, т.е, измерения осуществляются с потерей точности, Такй4 образом, одним из недостатков известного,устройства (2) являетоя сравнительно низкая точность измерений. Кроме того, это устройство не обеспечивает возможности определения величины и характера изменения полной, пространственно ориентированной и изменяющей эту ориентацию при движении нити нагрузку.

Цель изобретения — повышение эффективности устройства за счет возможности определения полной пространственно ориентированной нагрузки и увеличение точности.

Это достигается тем, что в устройстве для определения величины и характера изменения нагрузки в зоне контакта движущейся нити с нитепроводником, содержащем сменное кольцо, размещенное по направлению движения нити в отверстии нитвпроеодника, установленный на держателе и охватывающий указанное кольцо кольцевой датчик с двумя основаниями, одно из которых связано со сменным кольцом, а другое — с держателем,. и тензопреобразователи. размещенные на упругих элементах и подключенные к регистрирующей аппаратуре. кольцевой датчик выполнен в виде . размещенных между основаниями шести пар с тензопреобразователями упругих элементов, параллельных в каждой паре, и двух пар продольных жестких балок, при этом четыре пары упругих элементов расположе. ны равномерно симметрично и перпендикулярно продольной оси по дугам окружности и соединены между собой в кольцо продольными жесткими балками, а две пары упругих элементов установлены симметрично вдоль продольной оси снаружи жестких продольных балок и жестко соединены концами одной пары с прилежащей парой жестких продольных балок и с основанием, связанным с держателем,.а концами другой пары — с прилежащей парой жестких продольных балок и с основанием, связанным со сменным кольцом, причем тензопреобразователи размещены над выполненными на упругих элементах поперечными цилиндричес кими подрезами.

Существо предложения поясняется на фиг. 1-7, на которых показаны общий вид устройства (фиг. 1),его разрезы (фиг. 2 — 4) и с

15 электрические схемы соединения тензопреобразователей (фиг. 5-7).

Разработанное устройство содержит сменное кольцо 1, ориентированное по направлению Oz движения нити 2 и соосно установленное на кольцевом основании 3.

Другое кольцевое основание 4 установлено на держателе 5 (посредством которого нитепроводник, составленный из элементов 1, 3, 4, соединен с корпусом крутильной машины), С каждым из оснований 3 или 4 соединена пара упругих элементов 6 или 7, параллельных между собой (в каждой паре) и размещенных симметрично вдоль продальной оси OZ (соответственно в плоско20

55 стях xOZ или yOZ). Другим концом пары продольных упругих элементов прикреплены к парам размещенных под ними жестких балок 8 или 9, которые в двух поперечных плоскостях, разнесенных по оси OZ, соединены между собой четырьмя парами (параллельных в каждой паре поперечных упругих дугообразных элементов 10, которые {вместе с балками 8, 9) образуют кольцо в поперечном сечении. На упругих элементах 6, 7.

10 с внутренней стороны у мест их соединения с жесткими балками или основаниями выполнены поперечные цилиндрические подрезы 11, напротив которых размещены тензопреобразователи Ri, соединенные в мостовые измерительные схемы (в соответствии с фиг. 5 — 7), которые электрически подключены к регистрирующей аппаратуре (на чертежах не показана).

Работа устройства осуществляется следующим образом. Контролируемая нить 2. проведенная через отверстие кольца 1 при работе крутильной машины, скользит по внутренней поверхности кольца {в продольном — по ходу нити, и окружном направлениях — по направлению вращения веретена).

При этом в местах контакта с кольцом нить оказывает на него силовое воздействие в продольном — сила Z (по оси OZ) и поперечном — радиальном направлениях (причем радиальное воздействие эквивалентно воздействию по осям Ох и Оу с меняющимися — в зависимости от окружного положения нити относительно кольца, — величинами соответствующих компонент X и Y). Пропорционально величинам компонент сил Х, Y u Z происходит изгиб упругих элементов 6, 7 и

10 (преимущественно в местах подрезов 11) и соответствующее сжатие — растяжение тензопреобразователей Ri, вызывающее появление пропорциональных электрических сигналов в измерительных диагоналях мостовых схем фиг, 5-7, которые фиксируются на регистрирующей аппаратуре. Полученные зависимости изменения величин

1770788 компонент Х, Y. Z от времени позволяют судить о величине, направлении, точке приложения и изменениях во времени нагрузки в зоне контакта движущейся по сложной траектории нити с нитепроводником.

Конструктивные особенности предложенного технического решения по сравнению с известным (базовым образцом (2) обеспечивают следующие преимущества: — повышение эффективности устройства за счет регистрации одновременнно трех компонент нагрузки, позволяющей определять пространственно ориентированную и изменяющую эту ориентацию нагрузку, при этом выполнение датчика в виде компактной жесткой (за счет использования пар упругих элементов, соединенных в упругие параллелограммные системы, и выполнения этих элементов в виде жестких балок с локальными подрезами) компоновки обеспечивает высокую собственную частоту измерительной системы, позволяющую исследовать характер изменения нагрузки; оценки показывают, что собственная частота такого типа датчиков может составлять до 500 Гц, это позволяет исследовать динамические процессы с удовлетворительной точностью на крутильных машинах с частотой вращения веретена до 1000 об/мин; — повышение точности измерений контактных нагрузок за счет отсутствия промежуточных элементов и потерь на трение.

Формула изобретения

Устройство для определения величины и характера изменения нагрузки в зоне кон-: такта движущейся нити с нитепроводником, содержащее сменное кольцо, размещенное по направлению движения нити в отверстии нитепроводника, установленный на держателе и охватывающий сменное кольцо кольцевой датчик с двумя основаниями, одно из

5 которых связано со сменным кольцом, а другое- с держателем, и тензопреобразователи, размещенные на упругих элементах и подключенные к регистрирующей аппаратуре, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

10 повышения эффективности устройства за счет возможности определения полной пространственно ориентированной нагрузки и увеличения точности, кольцевой датчик выполнен в виде размещенных между ос15 нованиями шести пар с тензонреобразователями упругих элементов, параллельных в каждой паре. и двух пар продольных жестких балок, при этом четыре пары упругих элементов расположены

20 равномерно симметрично и перпендикулярно продольной оси по дугам окружности и соединены между собой в кольцо продольными жесткими балками. а две пары упругих элементов установлены сим25 метрично вдоль продольной оси снаружи жестких продольных балок и жестко соединены концами одной пары с прилежащей парой жестких продольных балок и основанием, связанным с держателем, а

30 концами другой пары — с прилежащей парой жестких продольных балок и с основанием, связанным со сменным кольцом, причем тензопреобразователи размещены над выполненными на упругих элемен35 тах поперечными цилиндрическими подрезами.

1770788

1770788

ФОГ. 7

Составитель B,Ëàãóòèí

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.демчик

Редактор Т.Шагова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3734 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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