Устройство для автоматического регулирования диаметра провода в процессе его изолирования

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Соци<алистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1яви«имос ol явт. сиil;LcTcriü«Iâa ¹

Зя!и;т!«ио 06.Х11.1966 (¹ 1117951, 24-7), iI. Кл. н 01L> !3 06

6 05!1 5/03 с ир! соединением заявки ¹-—

Гасударствеииый комитет

Совета Мииистрав СССР оа делам изобретений и открытий

Приори ст-Оиубл!!ковано 22.VI.1973. Б!о

l

УДК 677.731 (088.8) Авторы !!зобр«.i cllii !

3. П. Селиванов, Э. И. Глузман, В. E. Горбунов, Ю. И, Морозов и В. В, Кириченко

Зяявi! «лi>

УСТРО)лСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКО ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ДИАМЕТРА ПРОВОДА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ИЗОЛИРОВАНИЯ

Известное устройство для автоматического регулирования диаметра проводя в процессе

cго изолирования, содержащее датчш отклонения диаметра, датчик скорости и интегратор, ие обеспечивает точности регулирования, Тс!К Кс!К (ГЕ < ЧИТЫВаСТ ИЗМЕНЕНИЯ CI

С целью устранения указанного иедостатпрсд;!ожcililoc устро!!cryo снабжено ком произведения, входы которого подкл!очс-!

fbi к упомянутым датчикам, я выход — к интеграторуу.

I Ia ф!Iã. 1 llooopa>I

1(о входам блока произведения 1 подключены датчик отклонения диаметра 2 и датчик скорости движения провода 8. Выход блока произведения подсоединен к интегратору 4.

При этом с датчиком отклонения диаметра олок произведения связан через коммутациош!ый элемент 5.

Система обратной связи объекта регулирования 6 замкнута через элементы, учитывающие транспортное запаздывание, — коммутационный элемент 7, блок произведения 8, соединенный с датчиком скорости движения провода и элсмснт памяти (исполнительный механизм 9).

В Ка !ЕСТВС 0ЛОКс! И1)О!!ЗВСд«НИкается иа величину сигнала V, пропорционального линейной скорости движения провода.

Коммутациоииьш элемент 5, управляемый, иаприа!ер, кабельным счетчиком, позволяет точно ограничить отрезок длины провода, прп котором производится интегрирование отклоНЕИ Ii й.

Изобретение позволяет учитывать также время чистого запаздывания в поступлении информации о результатах произведенного им воздействия и благодаря этому повысить качество регулирования, а также обеспечиваст возможность установки измерительного органа на любом расстояшш от опрессовочяю иой головки без ухудшения качества регулирования. Кроме того, с целью исключения возможности перерегулироваш!я диаметра изоляции вышс заданных ГОСТом допусков и значительного сокращения времени доведе 5 иия диаметра изоляции до заданного размера, предлагаемое устройство осуществляет определенный закон регулирования, выведенный из следующих соображений.

Производительность пресса для !наложения зо изоляции зависит от количества изолирующе388304

Qp = (D — d ) Vp (6) Q = — (D — сР), (2) изоляции; 30 изоляции.

35 — — (2D(cp+gcp) V ( (3) Учитывая е О.

Тогда, рас (1) и (3), получим: (4) ф = — (D2 — гР) V (5) го материала, накладываемого иа провод в единицу времени: где Q —; D -- заданный диаметр изолированного провода;

d — диаметр голого провода; Vp — линейная скорость движения провода, при которой диаметр изолированного провода точно равен lo заданному значению.

Дальнейший вывод закона регулирования произведен для схемы управления, в которой предлагаемое устройство воздействует на скорость протягивающего механизма. 15

Основными величинами, существенно влияющими на размер изоляции и его отклонения, являются скорость движения провода и про. изводительность пресса.

Разберем случай, когда на размер изоля- 20 ции влияет изменение скорости движения провода.

Производительность пресса Q =const; заданная скорость движения провода V+ Vp (для определенности положим V(Vp). 25

Действительный диаметр изоляции провода в этом случае окажется несколько выше заданного:

D) =D+scpt где D — действительный диаметр

Epi — среднее отклонение диаметра

При этом имеет место равенство:

Q= — (D P — iР) V= — (D — dÐ) Г+ малость о приравниваем Еер2

40 сматривая совместно равенства

2D

5V Vp -V= V-"p

D- — сР

45 где ЛV — требуемое для ликвидации со изменение скорости протягивающего механизма.

Разберем теперь, как влияет а размер изоляции изменение производительности пресса.

Производительность пресса Q = var и изменяется от Q> до Q . При этом протягивающий механизм работает с заданной скоростью при которой и ри производительности пресса ф получается заданный диаметр изоляции, 55 так что выполняется соотношение:

Для поддержания заданного значения диа- 00 метра изоляции D при новой производительности пресса Q2 необходимо изменение скорости протягива|ощего механизма до значения 10, при котором будет выполняться соотношение: 65

Положим для определенности Q2)Q, тогда в момент увеличения производительности пресса от Q> до Q2 возникнет отклонение диаметра изоляции, так что будет выполняться соотношение: T

Qp= -((D — s") У3 V= --(D — Р) 1 (4 4

+ — (2Djcp+(cp ) V (7)

Приравиивания со а=О и рассматривая совместно равенства (6) и (7), получим

2D

ЛV= V,— V= 1 . (8)

Д2 д2

Сравнивая выражения (4) и (8), можно сделать вывод, что для двух типов основных возмущающих воздействий закан регулирования остается неизменным. Что касается остальных неосновных типов возмущающих воздействий, то благодаря тому, что предлагаемое устройство является астатическим, они также учитываются последним, а так как эти воздействия незначительно влияют а изменение диаметра изоляции, то они не в состоянии вызвать такую реакцию регулятора, которая привела бы к перерегулированию диаметра изоляции в пределах, превышающих установленные ГОСТом допуски.

Среднее отклонение диаметра изоляции может быть вычислено по формуле: т . = — ) dL= )"-. Vdt, (9)

-о о где — мгновенное отклонение диаметра изоляции в момент времени t; V — мгновешюе значение линейной скорости провода в тот же момент времени; L — длина участка провода, на котором производится измерение отклонений диаметра изоляции и их усреднение, равная в предлагаемом устройстве расстоянию от опрессовочной головки до измерительного органа; Т вЂ” длительность процесса измерения отклонений диаметра изоляции.

Предполагая, что система управления протягивающим механизмом линейиа, можно записать V=A-. (Л, а значит, AV=k ЛУ, (jo) где !г — коэффициент усиления системы управления протягивающим механизмом; U — задающее напряжение на входе этой системы управления, AU- — изменение этого задающего напряжения, представляющее из себя выходной сигнал регулятора.

Рассматривая совместно равенства (8), (9) и (10), получаем закон регулирования, по которому должно работать устройство: т

AU: =Nf:: 1 =. Vdt, О

888304

2I7 где!r= — — — —— (172,121 где !г — общий коэффициент связи регулятора, зависимый только от сортамента провода.

Таким образом, регулятор должен быть настроен ия заданный сортамент провода и после этого нс нуждается в дополнительной подстройке при любом технологическом режиме производства этого сортамента, т. с. при задании любой скорости движения провода или:1106oll производительности пресса.

Дви?куп!и!!Ся провод 10 протягивается с помощью тягоього устройства 11 через опрессовочную головку пресса 12 и охла?кдающу!о в;! !1 11 i I I.

В режиме измерения при предварительной настройке регулятора на заданный сортамент провода опорный ролик 14 измерительного органа с помощью микрометрического винта смещается вниз на величину заданного дияр!етря изоляции. НрН этом, Вместе с роликом

l4 смещается вниз свободно лежащий па нем измерительный ролик 15, связанный рычагом

16 с ротором сельсииа 17, собранного lio схеме поворотного трансформатора и питающегося от сети переменного тока частотой 50 Ви.

Таки:! образом, при прохождении через измерительный орган провода с диаметром изоляции, равным заданному, измерительньш ролик, а с !111м ры !аг и ротор сельсина займут тсlкое ИОложснис, llpll котором спгпял 113 выходе сельсина будет отсутствовать.

При возникновении отклонения диаметра пзоляшш провода от заданного произойдет угловое перемещение ротора сельсина и и» выхоле последнего появится сигнал переменного тока, амплитуда которого пропорциоlIàë(>IIя вслпчипс отклонения диаметра изоляи!ш, а фаза будет совпадать или находиться в !!ротивофязс с напряжением шп ающей сети в

3;!Висимостп От знякя Отклонспия дпямет1)я

ИЗОЛ!!Цпll.

Далее сигlIH;I подастся и 1 вход фазочувствптсльного полупроводникового усилителя переменного тока 18, который усиливает el î и преобразует в сигнал постоянного тока, величина которого пропорциональна величине отклонения диаметра изоляции, 3 полярность соответствует знаку этого отклонения.

На выходе усилителя включена обмотк;! возбуждения тахогенераторя 19, приводич!Ого во вра!ценис совместно с электромеханическим счетчиком 20 измерительным колесом 21 через электромагнитную муфту сцепления 22.

Измерительное колесо приводится во вращение изолируемым проводом 10, и, таким образом, его Окружная clfopocTb равна линсйной скорости движения провода.

В результате этого, на выходе тахогенераторя появляется сигнал, представляющий собой произведение мгновенного отклонения диаметра изоляции соответству!ощего знака на мгновен!!Ое значение линейной скорости я

l0

15 гю

Зю

60 б5 провода, существовавшес в момент измерения этого отклонения диаметра изоляции.

Этот сигнал через замк!1утые в процессе измерения контакты реле 28 подается ня вход двухтактного магнитного усилителя 21 и lloeле усиления последним приводит во вращение серводвигатель постоянного тока 25, перемещающий движок запомииающего потсициометра 26 через включенную в процессе работы регулятора электромягпитиу!О муфту 27.

ТЯ! l им 00рязом, и!! ИО ГС11цllо. )erpc 1!ропе ходит в процессе измерения интегрирование и запоминание существовяьших OTITIOI!e!øé диаметра изоляции соответствующих знаков, а следовательно, и их усреднение, т. е. выполняется пптегра! I!I lsr часть формулы зш оня регулирования (Il). Это значит, что перемещение движка потенциометра к моменту окончания режима измсреши будет эквивалентно с)?еднему отклонению диаметра изоляции на прошедшем зя это время участке проводя независимо от скорости его движс!шя.

В ре?киме регулироваши после прохождения через измерительный орган участка проводя, длина «оторого I ращш рясстош!ию между»BilepIITe.!ьпым органом и опрсссовочиоп головкой, срабатывает электромеханический счетчик 20, уставка которого выбраня равной этому расстояшпо, и командный o,lîê

28, выполненный иа электром",гпптных реле, получает сигнал, по которому регулятор с помощью переключений, производимых упомянутых блоком, переводится в режим регулирования. Прп этом отключается муфта 22, и счетчик 20 вместе с тахогенератором 19 останавливается 113 весь период регулирования.

В этот жс момент производится явтоматнс6рос покязани!! размыкаются контакты реле 28, огключая всю измерительную часть регулятор».

Затем замыкаются контакты реле 29 и с запоминающего потенциометра ия вход усилителя 24 подается сигня,l соответствующей полярllocTII, так что серводвпгятель 25 прllходит во вращение в таком направлении, чтобы вернуть движок потенциомстра в среднее (Ili г!Свое) положение. Однако при этом через включившуюся в ре?киме рсгу:шроваши электромагнитную муфту сцепления 80 серводвигатель 25 начинает перемещать также движок иотеициометра Л, служащего для выдачи корректирующего сигналя соответствующего знака на изменение скорости движения провода с целью ликвидации измеренного среднего отклонения диаметра изоляции.

Потенциометр Л подключен через фильтр

82 и блок выпрямителей 88 к вторичной обмотке автотрапсформаторя 84, первичная обмотка которого совместно с первичной обмоткой трансформатора задающего напря I;el!I!!1

85 подключена к выходу автотрансформатора 86 задания «коростп тягового устройства, расположенного ия пульте управления агрегатом.

Режим регулирования заканчивается в мо388304

8 мент доведения движка потенциометра 26 до нчлевого положения. При этом движок задающего потенциометра 81 окажется смещенным по отношению к своему положению до наступления данного процесса регулирования на величину, пропорциональную среднему отклонению диаметра изоляции, выявленному регулятором в режиме измерения. Кроме того, напряжение, подаваемое на потенциометр

81, пропорционально задающему напряжению / протягивающего механизма, с коэффициентом пропорциональности, равным коэффициенту трансформации трансформатора 84, значение которого подбирается по заданному сортаменту провода (коэффициент Й по формуле (12).

Таким образом, к задающему напряжению

U-, поступающему в схему управления протягивающим механизмом от трансформатора 85 через блок выпрямителей 88 и фильтр 87, добавляется сигнал ЛУ., знак которого зависит от знака среднего отклонения диаметра изоляции, а величина удовлетворяет выведенному ранее выражению закона регулирования (11).

В режим паузы в работе регулятора после установки движка потенциометра 26 в среднее (нулевое) положение в командный блок

28 подается сигнал, по которому последний производит необходимые переключения для перевода регулятора в режим паузы. Отключаются реле 29 и муфта 80 и включается только муфта 22. Благодаря этому начинается отсчет длины счетчиком 20, а измерительная часть регулятора не выдает сигналы в усилитель 24, так как контакты реле 28 разомкнуты.

Режим паузы заканчивается при новом срабатывании счетчика 20, т. е. в тот момент, когда через измерительный орган пройдет с момента окончания процесса регулирования количество провода, равное расстоянию от опрессовочной головки до измерительного органа, после чего командный блок 28 переводит регулятор снова в режим измерения, и начинается следующий цикл работы регулятора.

Благодаря наличию паузы в работе регулятора новый цикл начнется с процесса измерения отклонений на участке провода со скорректированным в предыдущем цикле диаметром изоляции, т. е. тем самым будет произведена проверка точности регулирования размера изоляции в предыдущем цикле, а ошибочная информация об участке провода, проходящем через измерительный орган в период паузы и не участвовавшем в прошедшем цикле регулирования, не будет введена в регулятор. Кроме того, схема командного блока

28 предусматривает, что в случае, если к мо1р менту окончания процесса измерения среднее отклонение диаметра изоляции окажется равным нулю, то регулятор не переводится в режим регулирования, а остается в режиме измерения до следующего срабатывания счет15 чика 20, после чего регулятор также будет переведен в режим регулирования только при наличии сигнала среднего отклонения и т. д.

Схема блока 28 обеспечивает также установку в нулевое положение движков потен2р циометров 26 и 81 в момент пуска агрегата.

При этом происходят следующие переключения: вначале включаются только реле 88 и муфта 80, в результате чего в случае сдвига движка потенциометра Л из нулевого поло25 жения возникает сигнал, поступающий на вход усилителя 24 и серводвигатель 25 приводит движок потенциометра Л в нулевое положение. Затем реле 88 и муфта 80 отключаются и включаются реле 29 и муфта 27, и двизр жок потенциометра 26 приводится аналогичным образом в нулевое положение, после «его реле 29 отключается, а муфта 27 остается включенной на все время работы регулятора.

В момент перевода устройства на автомаç5 тическую работу командный блок 28 олществляет автоматический сброс накопленных в режиме настройки агрегата показаний счетчика 20 и сразу начинается первый этап работы регулятора — режим измерения.

4р

Предмет изобретения

Устройство для автоматического регулирования диаметра провода в процессе сго изо45 лирования, содержащее датчик отклонения диаметра, датчик скорости и интегратор, отличаюа1ееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено блоком произведения, входы которого подключены к

5р упомянутым датчикам, а выход — к интегратору.

388304

Составитель Л. Карцева

Редактор В. Левятов Тсхред А. Камышникова Корректоры Л. Новожилова и Н. Аук

Заказ 5065 Изд, № 1768 Тираж 780 I1oäïèñíît.

Ц1!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дслам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Обл, тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли