Устройство для контроля продольной жесткости основы в выпускной части шлихтовальной машины

 

Сущность изобретения: устройство содержит датчик скорости выпускного вала, два блока умножения, два датчика натяжения основы, два фильтра, два измерителя амплитуды колебаний, интегратор, возбудитель зондирующих колебаний, блок управления ткацким навоем, блок вычитания, два функциональных преобразователя, три делителя напряжения, два регистратора, измеритель угловой скорости. 1 ил. (Л

СГЖЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1802315 А1 (5!)5 6 01 N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/»:..":

С:

СО

C) Ю .Сд

I Ql !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4920491/12 (22) 19,03.91 (4о) 15,03,93. Бюл, ¹ 10 (71) Алма-Атинский энергетический институт (72) Б. А, Чернов, О. 3. Рутгайзер, В. П.

Новиков и А, В. Кузовкин (5о) Маховер В. Л. К вопросу управления ш ихтовальной машиной с помощью АСУТП ш ихтования. Совершенствование техники и технологии ткацкого производства. — Иваново, 1983, с. 15 — 19.

Чернов Б. А., Рутгайзер О, 3. Получение и использование. в процессе шлихтования информации о механических свойствах пряжМ. — Изв. ВУЗов Технология текстильной пр мышленности, 1989, M 1; с. 53-57.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1149137, кл. G 01 N 3/32, 1985.

: Авторское свидетельство СССР № 1095054, кл. G 01 N 3/32, 1984, ; Файнберг Ю, М. Авторегулирование прИ холодной прокатке, Металлургиздат;

Харьков, 1960, с. 19 — формула.

Севостьянов А, Г;, Севостьянов П. А, Моделирование технологических процессов, М,. Легкая и пищевая промышленность, 1984, с, 283. Тун А. Я. Системы контроля скорости электропривода М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 42.

Капустян В. И. Проектирование активных RC-фильтров высокого порядка. M, . Радио и связь, 1982, с. 160, Шурупов В. И. Шихтование пряжи с маши БД-200 на высокоскоростных шлихтовальных машинах. — Текстильная промышленность, 1981, ¹ 4, с. 51 — 52, Кукин Г, Н. и др. Текстильное материаловедение, М.: Легпромбытиздат, 1989, с, 130. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ ОСНОВЫ В ВЫПУСКНОЙ ЧАСТИ LUllИХТОВАЛЬНОЙ

МАШИНЫ (57) Сущность изобретения: устройство содержит датчик скорости выпускного вала, два блока умножения, два датчика натяжения основы, два фильтра, два измерителя амплитуды колебаний, интегратор, возбудитель зондирующих колебаний, блок управления ткацким навоем, блок вычитания, два функциональных преобразователя, три делителя напряжения, два регистратора, измеритель угловой скорости. 1 ил.

1802315Изобретение относится к автоматическим устройствам для контроля механических свойств шлихтовальных основных нитей и может быть использовано в непрерывных технологических процессах обработки или транспортирования гибких материалов.

Цель изобретения —, повышение точности контроля.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для контроля

КПЖ основы и один из вариантов заправки при этом основы в выпускной части современной отечественной шлихтовальной машины.

Устройство содержит датчик 1 скорости выпускного вала 2, связанный с первым входом первого перемножителя 3, последовательно соединенные датчик 4 натяжения основы 5 после выпускного вала 2, первые 20 фильтр 6 и измеритель 7 амплитуды-колебаний, последовательно соединенные интег- ратор 8, вторые фильтр 9 и измеритель 10 амплитуды колебаний, последовательно соединенные возбудитель 11 зондирующих колебаний, блок управления 12 и ткацкий навой 13, блок вычитания 14 и функциональный преобразователь 15, выходами подключенные через второй перемножитель 16 к входу с коэффициентом передачи 1/LM ин- 30 тегратора 8, выходом соединенного с входом преобразователей 7 и 10, а выходом — с регистратором 18, ролик 19 датчика 4 натяжения, реглажный ролик 20, мерильный ролик 21, соединенный через измеритель 22 35 угловой скорости с первым входом блока 14, вторым входом подключенного к выходу перемножителя 3, датчик 23 натяжения основы перед выпускным валом, связанный через первый дополнительный делитель 24, 40 как и делитель 17, с входом дополнительного функционального преобразователя 25, и второй дополнительный делитель 26, через который выходы преобразователей 15 и 25 соединены с вторым входом перемножите- 45 ля 3, Блок управления 12 представляет собой регулятор момента вращения навоя 13 или регулятор натяжения F2 основы 5.

Фильтры 6 и 9 выполнены с одинаковой амплитудно-частотной характеристикой и настроены на частоту зондирующих колебаний. Параметры фильтров определяются спектром помех и требуемым быстродействием устройства контроля. Входные и выходные сигналы преобразователей 15 и 25 55 связаны соотношением Ust x = Uo+ 1.

Устройство работает следующим образом. От возбудителя 11 зондирующих колебаний на вход блока 12 управления поступает периодический сигнал. Блок 12, реагируя на сигнал возбудителя 11, вызывает зондирующие колебания скорости вращения навоя 13, что приводит к колебаниям натяжения Fz и удлинения я2 основы 5 между выпускным валом 2 и навоем 13 и скорости VM мерильного ролика 21. При недостаточно жестком приводе выпускного вала 2 зондирующие колебания натяжения

Fz могут вызвать колебания скорости этого вала 2 и натяжения F< основы перед валом

2. Содержащие зондирующие колебания сигналы с датчиков 1, и 23, с измерителя 22 о скорости VM, а также сигнал с выхода делителя 17о КПЖосновы поступают на входы модели удлинения е, состоящей из блоков

3, 8, 14, 15, 16, 24, 25 и 26, алгоритм функционирования которой описывается выражением (6). При этом на выходах преобразователей 15 и 26 получаются сигF) налы соответственно 1 + ez и 1 +

С

Выходной сигнал модели, прямо пропорциональный удлинению @, снимается с выхода интегратора 8 и через фильтр 9 поступает на вход измерителя 10 амплитуды, где определяется величина E2m, Аналогично этому выходной сигнал датчика 4, прямо пропорциональный. натяжению Fz, через фильтр 6 поступает на вход измерителя 7 амплитуды, где определяется величина F2m. Выходные сигналы измерителей 7 и 10 поступают на входы делителя 17, на выходе которого в соответствии с (1) получается сигнал об искомом КПЖ основы, регистрируемый блоком 18, Отдельные элементы заявляемого объекта были опробованы на шлихтовальных машинах ШБ 11-180-Л-3-2 МНТК "Текстиль" и ШБ 11-140-3 Алма-Атинского хлопчатобумажного комбината. Реализованная заправка основы показана на чертеже.

Мерильный ролик был выполнен металлическим, его габаритные размеры и прочностные параметры сходны с аналогичными параметрами роликов 19 и 20, В качестве измерителя 22 использовался тахогенератор ТМГ-30 ПУЗ, Его соединенные с мериль ным роликом выполнено с помощью начальной муфты с промежуточной эластичной шайбой(71. Угол охвата мерильного ролика основой несколько превышал 180, что исключило их взаимное скольжение. Длина

L< составляла около 50 см. Возбудитель 11 был выполнен в виде генератора синусоиpaJtt íûõ колебаний с частотой 1.25 или 2,14

Гц. Фильтры (полосовые) 6 и 9 реализованы каскадным включением трех активных

ФНЧ-звеньев и трех активных ФНЧ-звеньев второго порядка с добротностью 0.5 (8).

1802315

Максимальный регулируемый коэффициент усиления фильтров в полосе пропускания

СОСтавлял около 15000. Каждый иэ измерителей 7 и 10 был реализован последовательным соединением двухполупериодного выпрямителя и сглаживающего фильтра, который в свою очередь был реализован каСкадным включением активных ФНЧзвеньев первого и второго порядка с добротностью 0,5, Для зондирующей 1 гармоники коэффициент. сглаживания равен 100. В качестве датчиков 1 и 4 использовались тахогенератор мажорного вала и прибор типа УИНО-1. Опробовэние доказало осуществимость заявляемого устройства, Использование предложенного устрой. ства обеспечивает по сравнению с прототипом. следующие и реимущества:

-повышается точность контроля КПЖ

ОСНОВЫ; — за счет значительного увеличения угла охвата основой реглажного ролика исключаются случаи скольжения осндвы по неподвижному реглажному ролику на ходу шлихтовальной машины, что уменьшает изНОС ОСНОВЫ

Для количественной оценки преимуществ заявленного устройства найдем погрешность контроля КПЖ основы, которую имеет прототип по сравнению.с заявленным устройством. Эта.погрешность складывается из двух составляющих: погрешности прототипа из-эа неучета податливости паковки и погрешности прототипа из-за неточнасти алгоритма (2) по срэ.внению с алгоритмом (6), Первую составляющую аналитически найти трудно. Однако из того наблюдаемого факта, что по мере формирования навоя жесткость системы заправки осНовы в выпускной части шлихтовальной машины уменьшается в 1,4 — 2,7 раз, можно . заКлючить, что зта составляющая может доходить до 170%.

Вторую составляющую можно найти анзлитически. При равенстве амплитуды зондирующих колебаний натяжения Fz- в заявКе и в прототипе F2m = F2m", эта погреш- . ность д обуславливается только различием между величинами я п, и earn", определяемыми соответственно в заявке и в прототипе, Поэтому

h,6— (8)

Аналогично, из(6) находим связь между приращениями скорости V> и удлинения е

Vb/1 + F1 + P 1 м)(1 + 5:2)

Из (8) и (9) находим искомые амплитуды в зависимости от амплитуд VHm и V m зондирующих колебаний скоростей VH и V< и угловой частоты в зондирующих колебаний

НП1

V у

15 р п1— /МП1 (10) 25 („ y) (11)

При выводе (11) использованы известные приближенные формулы 1/(1 +

+г1) =. 1 — 2 Е1 и 1/(1 + ). = 1-4 2. П ри Е2 =

= 0,04; е1I = 0,7, L = 0,5 м; Vb = 0,5 м/с, а =

=19 с, что характерно при шлихтовании хлопчатобумажной и шерстяной пряжи (9, 10), иэ (4) д = 9,1 .

Формула изобретения

1. Устройство для контроля продольной жесткости основы в выпускной части шлихтовальной машины, содержащее измеритель угловой скорости паковки, датчик скорости выпускного вала, связанный с первым входом первого блока умножения, по45 следовательно соединенные датчик натяжения основы после выпускного вала, первые фильтр и измеритель амплитуды колебаний, последовательно соединенные интегратор, вторые фильтр и измеритель

50 амплитуды колебаний, последовательно соединенные возбудитель зондирующих колебаний и блок управления ткацким навоем, а также блок вычитания и функциональный преобразователь, выходами подключенные через второй блок умножения к входу интегратора, и делитель напряжения, входами соединенный с выходами измерителей амплитуды колебаний, а выходом — с регистратором. о т л и ч э ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно (7)

В.

Для определения е2 и ez " выполним следующее, Полагая для упрощений привод выпускного вала абсолютно жестким, из (2) находим связь между приращениями скорости VH и удлинения г "

Подставляя (10) в (7) и ставя сравниваемые варианты в одинаковые условия, т,е, полагая Ен = LM = L, что влечет за собой и Vga

= V>m, пол.учаем

1802315

Составитель Б.Чернов

Техред M.Ìoðãåí Tàï Корректор З.Салко

Редактор

Заказ 846 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 снабжено датчиком натяжения основы перед выпускным валом, дополнительными функциональными преобразователем и делителями напряжения, а также последовательно огибаемыми основой перед ткацким навоем мерильным и направляющим роликами, первый из которых соединен с измерителем угловой скорости, связанным с первым входом блока вычитания, вторым входом подключенного к выходу первого блока умножения; при этом датчик натяжения основы перед выпускным валом и выход делителя напряжения через первый дополнительный делитель напряжения связаны с входом дополнительного функционального преобразователя, входы функциональных

5 преобразователей через второй дополнительный делитель напряжения соединены с вторым входом первого блока умножения, а вход функционального преобразователя подключен к выходу интегратора, 10 2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что направляющий ролик выполнен в виде реглажного ролика.