Устройство для наматывания высокоэластичной нити в конические бобины
Изобретение относится к прядильному производству текстильной промышленности, а именно к устройствам для формирования паковок из комплексных нитей, в состав которых входят эластомеры. Задачей изобретения является повышение качества паковок за счет обеспечения заданного стабильного натяжения комплексных нитей с эластомерами при их наматывании. В устройстве натяжение нити на выходе из бункера накопителя определяется в зависимости от отклонения количества нити в бункере от заданного. Количество нити определяется путем контроля положения подвижного дна бункера, а натяжение обеспечивается управляемым натяжителем таким образом, что при уменьшении уровня нити в бункере натяжение на выходе из натяжителя увеличивается, и наоборот. 1 ил.
Изобретение относится к прядильному производству текстильной промышленности и касается устройства для формирования паковок из комплексных нитей, в состав которых входят эластомеры.
В процессе производства комплексных нитей путем соединения одного или нескольких компонентов из натуральных волокон и мононити из эластомера путем пневмоперепутывания формируется нитевидная структура с петлями, которые распрямляются только при определенном значении натяжения нити. При снижении натяжения петли образуются вновь. Для обеспечения стабильных условий переработки комплексных нитей на последующих переходах необходимо, чтобы намотка производилась на коническую бобину и нить была уложена в намотку без петель. Однако при наматывании бобин крестовой мотки на машинах с постоянной скоростью выпуска возникает неравномерность натяжения. Эта неравномерность возникает по разным причинам и может быть разделена на два вида. Первый вид неравномерности натяжения вызван движением нитеводителя и разностью линейных скоростей при наматывании на больший и меньший диаметры бобины. Максимальная неравномерность натяжения такого вида может иметь период, равный периоду движения нитеводителя, и по величине быть равной среднему значению натяжения. При такой значительной неравномерности натяжения невозможно обеспечить намотку нити, содержащей эластомеры без петель. Второй вид неравномерности связан с изменением контактного радиуса бобины по мере ее наработки. Неравномерность такого вида не имеет периодического характера и приводит к изменению натяжения на небольшую величину порядка 5-6% за время наработки бобины.
Для решения указанной технической задачи используются известные устройства [1], [2],[3], сущность которых заключаются в том, что в состав мотального механизма входит накопитель, в котором создается запас нити. Это позволяет принимать ее с постоянной скоростью, а извлекать из накопителя с переменной, за счет чего устраняется неравномерность натяжения первого вида. При этом средние скорости обоих процессов за длительный промежуток времени должны быть равными, т.е. необходимо устранить также неравномерность второго вида. Однако это условие трудно выполнить на практике, так как привод бобины обеспечивается за счет фрикционного контакта ее с мотальным барабанчиком, а передаточное отношение во фрикционной передаче нестабильно и зависит от целого ряда внешних факторов. В результате в процессе работы может произойти либо переполнение накопителя, либо его опорожнение. В любом случае это приведет к нарушению технологического процесса. Для обеспечения постоянного уровня накопления пряжи в бункере вводится обратная связь уровня нити в накопителе со скоростью наматывания. Однако такая связь должна обеспечивать требуемый уровень накопления на каждом выпуске машины. При этом для обеспечения плавного регулирования скорости наматывания [2] необходимо устанавливать индивидуальный привод на каждый выпуск машины, что ведет к возрастанию стоимости оборудования в несколько раз. Применение ступенчатого регулирования скорости наматывания [1] приводит к чрезмерному усложнению устройства машины, так как бункер накопителя и мотальный механизм расположены на значительном удалении друг от друга.
Известно устройство для наматывания извитых нитей [4], при котором натяжение нити на выходе из бункера зависит от уровня нити в нем. При этом, чем больше уровень нити в бункере, тем меньше натяжение нити на выходе из него. При снижении натяжения нити ее извитость увеличивается, что приводит к увеличению массы нити извлекаемой из бункера в единицу времени, и как следствие, к уменьшению массы нити в бункере. В случае снижения уровня нити в бункере наблюдается обратный процесс. Таким образом, уровень нити в бункере поддерживается автоматически. В состав устройства входит бункер с клинообразной прорезью в боковой стенке. При увеличении уровня нити в бункере извлекаемая из него нить проходит через щель в более широком месте, за счет чего ее извитость должна быть больше, и наоборот.
Недостатком такого устройства для наматывания является то, что из бункера извлекается нить только в извитом состоянии и поступает в намотку петлистой, что неблагоприятно сказывается на условиях ее переработки в ткачестве и трикотаже. Недостатком устройства является также и то, что в его состав не входит раскладчик, обеспечивающий регулярную укладку нити. В этом случае возможно извлечение нескольких слоев нити одновременно, что приведет к нарушению технологического процесса. При этом уровень натяжения определяется его конструктивными особенностями устройства и фактическим соотношением средних скоростей выпуска и намотки пряжи, т.е. устройство пригодно для перематывания только одного вида нитей определенной линейной плотности.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство [5]. Устройство состоит из вращающегося бункера-накопителя, в который нить, выходящая из формирующего устройства, укладывается по укороченной эпициклоиде. Бункер имеет подвижное подпружиненное дно, положение которого определяется количеством нити, находящейся в бункере. В дне бункера имеется отверстие, через которое нить извлекается из бункера с переменной скоростью и, пройдя тарельчатый натяжитель, поступает в намотку. Тарелки натяжителя прижимаются друг к другу пружиной. Величина затяжки пружины зависит от положения ползуна, который сдвигается дном бункера один раз за оборот. Затяжка пружины определяет уровень натяжения нити, извлекаемой из бункера. От величины натяжения зависит деформация нити, а значит и масса нити, извлекаемой из бункера в единицу времени. Затяжка пружины определяется положением дна бункера, таким образом, что при увеличении заполнения бункера затяжка пружины уменьшается, и наоборот. Наличие такой обратной связи позволяет обеспечить стабилизацию положения дна бункера, а значит и натяжения нити на определенном уровне, и формировать конические бобины с постоянным натяжением, соответствующим этому уровню.
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности изменять уровень натяжения при смене ассортимента формируемых нитей. В частности, при намотке комплексных нитей, содержащих эластомеры, жесткость нитей может изменяться в значительных пределах, что будет вызывать изменение устойчивого положения дна и соответствующее изменение намоточного натяжения. Контроль за положением дна вращающегося бункера-накопителя осуществляется периодически, в одном из положений. В остальное время возможно неконтролируемое перемещение ползуна, которое может привести к существенному изменению натяжения, что ухудшит качество намотки.
Технической задачей изобретения является повышение качества паковок за счет обеспечения заданного стабильного натяжения комплексных нитей с эластомерами при их наматывании.
Технический результат достигается тем, что устройство для наматывания высокоэластичной нити, содержащее укладчик, бункер с подвижным дном, натяжитель и бобину, контактирующую с мотальным валом, согласно изобретению, оно имеет задатчик положения дна бункера и связанное с ним устройство управления натяжителем, соединенное с датчиком количества нити в бункере, выполненным в виде линейки преобразователей Холла, размещенной под дном бункера, при этом бункер и его дно выполнены из немагнитного материала, а на дне размещен постоянный магнит кольцевой формы.
На чертеже приведена схема устройства для наматывания нити.
Устройство размещается на станине 1 машины. В состав устройства входят укладчик нити 3, вращающийся бункер накопителя 4 с подвижным дном 5, которое сжимает массу нити находящуюся в бункере под действием пружины 6. На подвижном дне 5 размещен постоянный магнит 14 кольцевой формы. Бункер и его дно выполнены из немагнитного материала. Под дном бункера расположена линейка из преобразователей Холла 12, соединенных с устройством управления 11. В устройство управления поступает сигнал от задатчика положения дна 13. Управляющий сигнал от устройства 11 поступает на шаговый двигатель 9, управляющий пружинным натяжителем 7.
Устройство работает следующим образом.
Сформированная нить выходит из выпускной пары 2 формирующего устройства и укладывается с помощью укладчика 3 в бункер 4 с постоянной скоростью, равной скорости формирования нити. Из бункера нить извлекается под действием натяжения, которое возникает из-за вращения бобины 10. Бобина 10 получает вращение за счет фрикционного контакта с мотальным валом 8. Уровень натяжения определяется силой прижима тарелок в натяжителе 7.
По мере заполнения бункера дно 5 перемещается вправо. На линейке преобразователей 12 формируется электрический сигнал, зависящий от перемещения дна бункера. Этот сигнал подается в устройство управления 11, где он сравнивается с уровнем сигнала, поступающего от задатчика 13. На основании сравнения этих сигналов формируется управляющее воздействие на шаговый двигатель 9 натяжителя 7, которое приводит к уменьшению натяжения в том случае, если уровень сигнала, соответствующего положению дна бункера, больше заданного уровня, и наоборот. При уменьшении натяжения деформация нити уменьшается, что приводит к тому, что масса нити, извлекаемой из бункера, увеличивается. В результате такого воздействия уровень накопления нити в бункере будет поддерживаться постоянным, за счет чего устраняется неравномерность натяжения второго вида. Неравномерность натяжения первого вида, вызванная изменением скорости наматывания при укладке нити на больший и меньший диаметры бобины, устраняется за счет инерционных свойств массы нити в бункере.
Как показывают расчеты, смещение дна бункера зависит от величины отклонения скорости нити от средней, длительности такого режима и диаметра бункера. Кратковременное изменение скорости нити даже на весьма существенную величину приводит к очень малой величине смещения дна, а значит и соответственно малому изменению натяжения в намотке. Так, при увеличении скорости намотки в два раза за время, равное периоду движения нитеводителя, при диаметре бункера, равном 30 мм, это смещение составляет около 0,1 мм, т.е. соизмеримо с виброперемещениями дна бункера, вызванными работой машины.
Полезный эффект от применения предлагаемого устройства для наматывания высокоэластичной нити в конические бобины заключается в снижении обрывности при переработке таких нитей в ткачестве и трикотажном производстве, а также повышении качества полотен за счет устранения брака в виде петель в структуре полотна.
Список использованных источников
1. Патент ПНР 117003, МКИ D 01 Н 1/12, В 65 Н 54/22.
2. Заявка Франции 2576885, опубл. 08.08.86, МКИ В 65 Н 51/22.
3.Заявка Японии 60-209028, опубл. 21.10.85, МКИ D 01 Н 5/26.
4. Пат. США 4334654, НКИ 242/147 R.
5. Рудовская Т.Я., Соркин А.П. Анализ работы накопителя нити для намотки конических бобин на машине ПСК-225 ШГ. Известия Вузов. Технология текстильной промышленности. 1997, №2.
Устройство для наматывания высокоэластичной нити, содержащее укладчик, бункер с подвижным дном, натяжитель и бобину, контактирующую с мотальным валом, отличающееся тем, что оно имеет задатчик положения дна бункера и связанное с ним устройство управления натяжителем, соединенное с датчиком количества нити в бункере, выполненным в виде линейки преобразователей Холла, размещенной под дном бункера, при этом бункер и его дно выполнены из немагнитного материала, а на дне размещен постоянный магнит кольцевой формы.
