Устройство для непрерывной намотки длинномерного материала

 

Использование: для формирования бухт труб из металлополимерного материала. Сущность изобретения: в устройстве подвижный фланец каждого барабана установлен на ступице и снабжен на внутренней поверхности выступом, проходящим через сквозной паз и связанный с приводным валом через элемент выключения. Приемные барабаны расположены на концах общего приводного вала. Каждый из фланцев и барабанов снабжен расположенными на их перифери лепестками. На неподвижном фланце лепестки закреплены жестко, а на подвижном фланце лепестки закреплены шарнирно. Элемент выключения выполнен в виде подпружиненной кулачковой муфты, одна полумуфта которой расположена в ступице с возможностью перемещения, а другая полумуфта жестко связана с приводным валом. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам для непрерывной намотки длинномерных материалов и может быть использовано для формования бухт труб из металлополимерного материала.

Известно устройство для непрерывной намотки проволоки, включающее двухсторонний приводной шпиндель, на концах которого закреплены сменные катушки, ременные передачи для вращения шпинделя и катушек, раскладочную головку [1] В известном устройстве для привода шпинделя и катушек применены три ременные передачи, одни из которых в рабочем положении соприкасаются с поверхностью намотки катушек, т.е. с наматываемой проволокой, а другие с поверхностью самого шпинделя.

Однако известное устройство невозможно использовать для намотки металлополимерных труб, так как поверхность соприкосновения ремня с намотанной трубкой будет неровная, сцепление ремня нестабильное в связи с большим диаметром трубки (порядка 16-20 мм), т.е. будет проскальзывание ремня относительно поверхности намотанной трубки, что приведет к повреждению полимерного покрытия, а это недопустимо. Кроме того, за счет использования нескольких приводов для катушек конструкция усложняется.

Известно устройство для непрерывной намотки кабеля, включающее две катушки с индивидуальными приводами, две раскладочные головки с индивидуальными приводами, отрезное устройство с двумя каналами для прохода кабеля, электрическую цепь подсоединения приводов к синхронизатору и тянущий механизм [2] В известном устройстве после заполнения катушки кабель перерезается, а его оставшийся конец перебрасывается из одного канала в другой, причем угол, образованный каналами, значительный ввиду большого расстояния между катушками из-за применения индивидуального привода на каждую катушку. При использовании известного устройства для намотки металлополимерной трубки последняя, проходящая через каналы, изгибается, что может привести к ее деформации, что недопустимо.

В указанном устройстве для сохранения технологического цикла необходима синхронизация движения тянущего механизма и вращение каждой катушки. Этого добиваются путем применения кинематических (электрических) цепей между приводами каждой катушки, что приводит к сложности, и, следовательно, к ненадежности (возможен изгиб, либо разрыв кабеля), что недопустимо при намотке металлополимерной трубки, наполненной воздухом под давлением. В известном устройстве после намотки каждой катушки оператор вручную возвращает зажим для кабеля к устройству с каналами и крепит тросик на пустой катушке, что приводит к неудобству в обслуживании.

Кроме этого, намотка кабеля осуществляется на съемные катушки, которые при их заполнении заменяются новыми, что приводит к удорожанию изготовления.

Известен барабан для намотки канатов, содержащий ступицу с фланцем, установленную на приводном валу, втулку с шарнирно закрепленными на ней лепестками, установленную на ступице с возможностью осевого перемещения, и сегменты, шарнирно связанные посредством рычагов с лепестками и с фланцем [3] Известный барабан через шпонку постоянно связан с валом. Для снятия готовой бухты необходимо отключить приводной вал. Использовать такую конструкцию, когда необходимо сохранить непрерывность технологического цикла, невозможно, так как для снятия готовой бухты на одном барабане необходимо отключить приводной вал.

Наиболее близким к пpедлагаемому по технической сущности является устройство для непрерывной намотки бухт, включающее два соосно установленных приводных барабана, каждый из которых состоит из неподвижного в осевом направлении фланца со ступицей и подвижного в осевом направлении фланца, раскладочную головку, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, механизм отрезки и два приводных вала, кинематически связанных с распределительным валом [4] К недостаткам известного устройства, принятого за прототип, относится следующее.

В известном устройстве на каждом из соосно установленных приводных валов расположен барабан, ступица которого жестко связана с ним. Каждый из приводных валов посредством ременной передачи связан с распределительным валом. Такое выполнение позволяет приводить во вращение одновременно оба барабана. Готовая бухта сбрасывается с каждого вращающегося барабана. При сбросе бухта из металлополимерной трубы будет повреждаться и деформироваться. Кроме того, синхронность вращения барабанов обеспечивается за счет использования нескольких передаточных элементов, что приводит к ненадежности. В результате чего возможен обрыв или изгиб (т.е. деформирование) наматываемого материала, что недопустимо при намотке бухт труб из металлополимерного материала.

Сущность изобретения заключается в обеспечении возможности непрерывной намотки бухт труб из металлополимерного материала без повреждения полимерного покрытия и ее деформирования (смятия, изгиба и т.д.). Это достигается благодаря возможности съема готовой продукции с неподвижного барабана при постоянном вращении приводного вала, а также одинаковой скорости вращения обоих барабанов за счет их расположения на одном приводном валу.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем два соосно установленных приемных барабана, каждый из которых состоит из неподвижного фланца со ступицей и подвижного в осевом направлении фланца, раскладочную головку, смонтированную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и приводной вал, подвижный фланец каждого барабана установлен на ступице и снабжен на внутренней поверхности выступом, проходящим через сквозной паз, выполненный на ступице и связанный с приводным валом через элемент выключения, расположенный в полости ступицы и взаимодействующий с приводным валом, при этом приемные барабаны расположены на концах общего приводного вала, а неподвижный и подвижный фланцы шарнирно связаны с коаксиально установленной относительно оси приводного вала дополнительной ступицей в виде сегментов. Кроме того, каждый фланец снабжен расположенными на их периферии лепестками, причем на неподвижном фланце лепестки закреплены жестко, а на подвижном шарнирно, а элемент выключения выполнен в виде подпружиненной кулачковой муфты, одна полумуфта которой расположена в ступице с возможностью перемещения, а другая жестко связана с приводным валом.

Предлагаемая совокупность признаков и связь подвижного фланца с приводным валом позволяет с поочередно отключающихся, т.е. неподвижных, барабанов снимать бухту без повреждения при постоянном вращении приводного вала, т.е. при одинаковой скорости вращения барабанов.

Проведенный заявителем анализ уровня техники выявил аналоги и позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого изобретения. Сопоставительный анализ с прототипом по отношению к рассматриваемому техническому результату позволил выявить отличительные признаки. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует требованию "Новизна" по действующему законодательству. Для проверки соответствия предлагаемого изобретения требованию изобретательского уровня, заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками. Результаты поиска показывают, что предлагаемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.е. не выявлено аналогичное исполнение с достижением указанного технического эффекта. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует требованию "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 барабан в момент съема бухты, разрез; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 узел I на фиг. 4.

Устройство содержит два соосно установленных приемных барабана 1 и 2, расположенных на концах общего приводного вала 3, установленного на подшипниках в опоре 4. Каждый барабан состоит из неподвижного фланца 5 с лепестками 6 и со ступицей 7, установленной на приводном валу 3, и подвижного в осевом направлении фланца 8, установленного на ступице 7 с возможностью осевого перемещения. Фланец 8 имеет на внутренней поверхности два выступа 9, каждый из которых проходит через сквозной паз 10, выполненный на ступице 7, и связан с приводным валом 3 через элемент 11 выключения, например подпружиненную кулачковую муфту, одна полумуфта 12 которой расположена в полости ступицы 7 с возможностью перемещения, а другая 13 жестко закреплена на приводном валу 3. На конце ступицы 7 выполнена резьбовая нарезка, на которой расположена гайка 14 с ручками 15. С фланцем 8 шарнирно посредством оси 16 связаны лепестки 17. Коаксиально установленная относительно оси приводного вала 3 дополнительная ступица в виде сегментов 18 каждого барабана 1 и 2 шарнирно связана посредством оси 19 с лепестками 17 фланца 8 и посредством оси 20 с неподвижным фланцем 5. На приводном валу 3 закреплена приводная звездочка 21, связанная с приводом (не показан). Опора 4 закреплена на раме 22, на которой установлена раскладочная головка 23, смонтированная с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Лепестки 6 расположены на периферии фланца 5 и жестко с ним связаны.

Устройство работает следующим образом.

До начала работы устройства оператор пропускает трубу, поступающую от тянущего механизма (не показан), через ролики раскладочной головки 23 и закладывает ее конец между лепестками 6, например, барабана 2. Затем включает привод (не показан), от которого через звездочку 21 получает вращение приводной вал 3, от которого через элемент 11 выключения (кулачковую муфту) и выступы 9 получают вращение барабаны 1 и 2 (неподвижный фланец 5 с лепестками 6 и со ступицей 7, а также фланец 8 с лепестками 17 и сегменты 18). При вращении приводного вала 3 металлополимерная труба наматывается на сегменты 18. После намотки бухты оператор нажимает на кнопку пульта управления для перевода каретки раскладочной головки 23 к барабану 1, при этом оба барабана 1 и 2 вращаются с одинаковой скоростью. Когда раскладочная головка 23 займет среднее положение относительно барабана 1, оператор опускает кнопку. При переходе раскладочной головки 23 металлополимерная труба попадает между лепестками 6 барабана 1. Начинается намотка на сегменты 18 барабана 1, при которой происходит фиксация витков трубы после перебрасывания, после чего механизм разрезки (не показан) входит в контакт с трубой и отрезает ее. Затем оператор за ручки 15 вращает гайку 14 в противоположную сторону вращения барабана 2. От взаимодействия гайки 14 начинает перемещаться фланец 8 по ступице 7 совместно с полумуфтой 12, зубья которой выходят из зацепления с неподвижной полумуфтой 13. Барабан 2 перестает вращаться, при этом лепестки 17 отклонятся на небольшой угол. Оператор производит обвязку готовой бухты. Оператор продолжает вращать гайку 14 в первоначальном направлении, лепестки 14 поворачиваются вокруг оси 16 и занимают горизонтальное положение. При дальнейшем перемещении фланца 8 сегменты 18 разворачиваются относительно осей 19 и 20, уменьшая тем самым наружный диаметр сегментов 18. В этом положении бухта снимается с барабана 2. После снятия бухты оператор вращает гайку 14 в направлении вращения барабана 1. При перемещении гайки 14 лепестки 17 и сегменты 18 барабана 2 возвращаются в исходное положение и полумуфта 12 входит в контакт с полумуфтой 13, при этом собранный барабан 2 вращается с одинаковой скоростью с барабаном 1. Цикл поочередной намотки металлополимерной трубы на барабаны 1 и 2 непрерывно повторяется без остановки приводного вала 3.

Предлагаемое изобретение промышленно применимо.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ НАМОТКИ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, содержащее два соосно установленных приемных барабана, каждый из которых состоит из обода, неподвижного фланца со ступицей и подвижного в осевом направлении фланца, раскладочную головку, смонтированную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и приводной вал, отличающееся тем, что подвижный фланец каждого барабана установлен на ступице, снабжен на внутренней поверхности выступом, проходящим через сквозной паз, выполненный в ступице, и связан с приводным валом посредством элемента выключения, расположенного в полости ступицы с возможностью взаимодействия с приводным валом, выполненным общим для приемных барабанов, при этом последние расположены на концах приводного вала, а обод каждого из них выполнен в виде сегментов, шарнирно связанных с подвижным и неподвижным фланцем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из фланцев снабжен расположенными на его периферии лепестками, причем на неподвижном фланце лепестка закреплены жестко, а на подвижном шарнирно.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент выключения выполнен в виде подпружиненной кулачковой муфты, одна полумуфта которой расположена в ступице с возможностью перемещения, а другая связана с приводным валом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7