Регулятор натяжения

 

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (ii) 979251 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) За я влено 26. 06. 81 (21) 3 306808/2 S-12 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет

Опубликовано 07. 12.82. Бюллетень №45

Дата опубликования описания 10 . 12. 82 (5! )М. Кл. б 65 Н 77/00

1Ъеудэрстинкы1 кэмктэт

СССР по делэм взабретекнй и открытки (5З) УДК 677. .057.74 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Г. Жуковский и И.Н. Быкадоров (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР НАТЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к регуляторам натяжения, конкретнее, к регуля-. торам натяжения длинномерных материалов при автоматизации процесса изготовления изделий из композиционных материалов методом намоток, в том числе в химическом машиностроении при изготовлении емкостей методом намотки пропитанного связующим ленточного материала на уделенную вращающуюся щ оправку переменного радиуса.

Известен регулятор натяжения, содержащий блок управления электродвигателем с исполнительным механизмом, датчики натяжения, установленные соответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнения, входы которого соответственно подключены к датчику натяжения, установленному после исполнительного ме- 2о ханизма, и к задатчику натяжения, и датчик скорости материала (1) .

Недостатком известного регулятора является невысокая точность регулирования натяжения, так как при намотке на оправку переменного радиуса наличие задатчика скорости пртзтяжки материала на регулируемом участке (т.е. стремление создать постоянную скорость движения материала) приводит к появлению в тракте протяжки после опорного механизма петель и рывков ленты при переходе точки контакта с цилиндрической части на днище и обратно, что вызовет резкое изменение величины регулируемого натяжения, которого исполнительный механизм, поставленный между датчиками натяжения, ликвидировать не сможет, так как принцип работы его основывается на предположении постоянства заданной скорости протяжки, что в реальной системе не наблюдается ввиду того, что скорость протяжки - существенно переменная величина, определяемая положением точки контакта.

Цель изобретения — повышение точности регулирования натяжения.

979251 где Р Е - соответственно коэффи10 циент Пуассона и модуль упругости для наматываемого материала;

R - радиус исполнительного механизма;

15 - коэффициент трения гибкого материала с поверхностью исполнительного механизма;

- площадь поперечного сеН

20 чения нерастянутого материала;

Ч вЂ” скорость движения материала в тракте;

Т1,Т,Т,Тг — соответственно натяже-!

1 г г

Э5 ние и скорость изменения натяжения на участ— ках материала до и после исполнительного механизма;

0(, - скорость изменения уг-! ла охвата гибким материалом поверхности исполнительного механизма, определяемая скоЭ5 ростью поворота исполнительного механизма.

Регулятор работает следующим образом.

С датчика 2 натяжения, установленi0 ного на регулируемом участке 4, сигнал, пропорциональный натяжению Т, поступает в элемент 8 сравнения, где сравнивается с сигналом, пропорциональным требуемому значению натяжения

45 То и поступающим от задатчика 7 натяжения. Если Т„ = То, то в элементе 8 сравнения вырабатывается сигнал, закрывающий ключ 10, и угол поворота исполнительного механизма 3 (а следо50 вательно, и угол охвата материалом поверхности исполнительного механизма) не меняется.

При Т 11 Т0 с элемента 8 сравнения подается сигнал, открывающий ключ 10

"55 и несущий информацию о том, увеличивать или уменьшать угол охвата материалом поверхности исполнительного механизма (при Тг ) То — уменьшать, при Т с Т - увеличивать).

ЭО

Поставленная цель достигается благодаря тому, что регулятор натяжения, содержащий блок управления электродвигателем с исполнительным механиз" мом, датчики натяжения, установленные соответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнения, входы которого соответственно подключены к датчику натяжения, установленному после исполнительного механизма, и к задатчику натяжения, и датчик скорости материала, имеет вычислительный блок и ключ, при этом выходы обоих датчиков натяжения и датчика скорости материала связаны с соответствующими входами вычислительного блока, выходом подключенного к потенциальному входу ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выход — с входом блока управления.

На чертеже представлена структурная схема регулятора.

Датчики 1 и 2 натяжения гибкого материала установлены соответственно до и после исполнительного механизма

3. На участке 4 регулирования натяжения установлен датчик 5 скорости материала, наматываемого на оправку 6.

Выходы датчика 2 и задатчика 7 натяжения связаны с входами элемента 8 сравнения. Входы вычислительного блока 9 соединены с входами датчиков 1, 2 и 5, а его выход через ключ 10 подключен к блоку 11 управления электродвигателем 12, вал которого соединен с исполнительным механизмом 3. Кроме того, выход элемента 8 сравнения связан с управляЮщим входом ключа 10.

Исполнительный механизм 3 регулятора натяжения представляет собой проточенный по образующей вал, через который пропускается гибкий материал.

Возможность регулирования величины натяжения обусловлена наличием функциональной связи между углом поворота исполнительного механизма, обеспечивающего требуемый угол охвата материалом поверхности исполнительного механизма, и величиной натяжения, с которым осуществляется намотка. Изменение угла охвата осуществляется за счет принудительного поворота исполнительного механизма электродвигателем 12 путем изменения значения и зна ка момента электродвигателя, управляемого по цепи якоря.

Вычислительный блок 9 производит расчет функции, связывающей угол поворота исполнительного механизма со скоростью движения укладываемого материала и его натяжением

5 Ч вЂ” (Тг- „) . — (1 г- 1 )

2 6 К - 2 К вЂ . 1 г н

979251

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9515/27 Тираж 590 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная, 4

В вычислительном блоке 9 вырабатывается сигнал, который через открытый ключ 10 поступает в блок 11 управления. Управляющее воздействие, величина которого пропорциональна на- > тяжению, замеренному датчиками 1 и 2, и скорости протяжки материала; а знак определяется соотношением между требуемым и действительным значением натяжения на регулируемом участке, по а ступает на электродвигатель 12, за-. ставляя его изменять угол поворота исполнительного механизма 3, ч о ведет к регулированию уровня натяжения, с которым ведется намотка.

If

Экономический эффект от использования предлагаемого регулятора определяется высокой точностью регулирования натяжения.

Регулятор натяжения, содержащий блок управления электродвигателем с исполнительным механизмом, датчики натяжения, установленные соответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнения, входы которого соответственно подключены к датчику натяжения, установленному после исполнительного механизма, и задатчику натяжения, и датчик скорости материала, о т л и ч à e— шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, он имеет вычислительный блок и ключ, при этом выходы обоих датчиков натяжения и датчика скорости материала связаны с соответствующими входами вычислительного блока, выходом подключенного к потенциальному входу ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выходс входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 628069 кл. В 65 Н 77/00, 1977 (прототип).