Устройство для измерения натяжения волокон

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ВОЛОКОН, преимущественно стеклянных, в процессе производств включающее плиту с закрепленными на ней упругим элементом и преобразователями , отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда и улучшения качества нити, оно снабжено рычагом, жестко закрепленным на упругом элементе , нитесборником и прямоугольной пластиной, жестко закрепленными соответственно на концах рычага, причем одна из меньших сторон пластины параллельна продольной оси рычага , а одна из больошх сторон выполнена с радиусом кривизны, при котором нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычага С Упругим элементом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

315Н

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж (21) 3459862/29-33 (22) 30.06.82 (46) 07.10 ° 83. Бюл. 9 37 (7 ) С.В. Благовидов и П.Г. Янцев (53) 666.189.211(088 ° 8) (56) 1. Пяткин С.ф. Разработка метода и исследование натяиения и трения стеклянного волокна в процессе

:вытягивания. Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1953.

2. Патент С1Ш В 3650717, кл. 65-11, опублик. 1972. (54) (57) 7CTPONCT80 jgIH H3NEPEHHII

НАТЯИЕНКЯ ВОЛОКОН, преимущественно стеклянных, в процессе производства, „„SU„„1046205 А включающее плиту с закрепленными на ней упругим элементом и преобразователямн, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности труда и улучшения качества нити, оно снабиено рычагом, жестко закрепленным на упругом элементе, нитесборником и прямоугольной пластиной, иестко закрепленными соответственно на концах рычага, причем одна из меньших сторон пластины параллельна продольной оси рычага, а одна из больших. сторон выполнена с радиусом кривизны, при котором нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычага

r óïðóãèì элементом.

1046205

Данное устройство может быть использовано в производстве стекловолокна и позволяет исследовать суммарное натяжение волокон в динамике за счет сравнительно малой массы

его подвижных деталей и наличия преобразователей.

Указанное устройство не обеспечивает раздельный контроль усилия вытягивания и силы трения, иеобхо60 б5

Изобретение Относится к промыш-,. ленности стройматериалов, в частности .к оборудованию заводов стеклянного волокна, и может быть использовано -для Измерения натяжения волокон, преимущественно стеклянных, в процессе производства.

Известно устройство для измерения натяжения и трения волокна, состоящее из легкосъемного рычага, свободно вращающегося в подшипни- 10 ках, к концу правого плеча рычага подвешена уравновешивающая цепь, второй конец которой .наматывается на диск, поворачивающийся от руки.. По углу поворота диска судят о величине суммы сил, состоящей из натяжения и трения волокна. Левый конец рычага снабжен вращающимся в подшипниках роликом, на котором неподвижно закреплен маятник со стрелкой; По величине отклонения маятника судят о силе трения (1 ). Однако отсутствие возможности г прямого раздельного измерения сил трения и .натяжения волокна и отсутствие возможности исследования динамических характеристик процесса получения стекловолокна из-за сравнительно большой массы подвижных деталей устройства, а также необходимость ручной балансировки при- 30 бора при каждом измерении позволяют использовать укаэанное устройст- во только .в рамках лабораторных исследований для определения средних значений натяжения волокна. 35

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения натяжения волокон в процессе производства, включающее плиту с закрепленными на ней упругим: элементом с преобразователями; Монтируется устройство на установке по производству стекловолокна между нитесборником и раскладчиком. Принцип работы устройства основан на том, что сформированная иэ волокон стеклоиить 45 заправляется в нитепроводники и, изменин в результате этого свою траекторию, оказывает давление на упругий элемент и изгибает его. Деформация упругого элемента превраща- 50 ется преобразователями в электрический сигнал, неличина которого и характеризует суммарное натяжение, состоящее иэ усилия вытягивания и силы трения волокон о нитесборник 2 55 димого для быстрого обнаружения причин нарушения процесса и улучшения качества стеклонити. Кроме того, использование этого устройстна приводит,к необходимости допол-

l нительного контакта стеклонолокон с его нитепроводниками, что отрицательно сказывается на качестве стеклонити и является одной иэ причин, нарушающих устойчивость процесса.

Цель изобретения — повышение производительности труда и улучшение качества нити.

Постанленная цель достигается тем, что устройство для измерения натяжения волокон, преимущественно стеклянных, в процессе произнодства, включающее плиту с закрепленными на ней упругим элементом и преобразователями, снабжено рычагэм, жестко закрепленным .на упругзм элементе, нитесборником и прямоу.-ольной пластиной, жестко закрепл энными соответственно на концах рычага, причем одна из меньших сторон пластины параллельна продольной оси рычага, а одна из больших сторон выполнена с радиусом кривиз,ны, при котором нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычага с упругим элементом.

На фиг. 1 показано предлагаемое -устройство, общий вид; на фиг. 2 схематичное расположение устройства на технологической линии по производству стекловолокна. !

Устройство включает плиту 1 с кронштейнами 2 и 3. На кронштейне

2 закреплены преобразователи 4 и 5, включающие, например, фотоэлементы б. Преобразователи 4 и 5 предназначены для получения на выходе устройства электрических сигналов, напряжения U< и U2 которых характеризуют величйны сйл натяжения, и трения нолокон соответственно. На кронштейне 3, имеющем сквозное отверстие 7, жестко закреплен по периферии отверстия 7 упругий элемент

8, выполненный, например, в.виде мембраны и предназначенный для возврата жестко закрепленного на нем рычага 9 в исходное положение..На одном конце рычага 9 жестко установлен нитесборник 10, предназначенный для передачи рычагу сил натяжения и трения, контактирующих с ним в процессе получения волокон.

Кроме того, нитесборник 10 предназначен для формирования стеклонити из волокон. На другом конце рычага

9 жестко закреплена светонепроницаемая прямоугольная пластина 11, у которой одна сторона 12 параллельна продольной оси рычага 9, а другая сторона 13 имеет постоянный радиус кривизны и расположена таким обра1046205

40 зом, что нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычага с упругим элементом.

Светонепроницаемая прямоугольная пластина 11 предназначена для изменения количества света, посту- 5 пающего на фотоэлементы 6 и расположена между фотоэлементами и источниками света. Плита 1 и закрепленные на ней детали защищаются водоохлаждающим кожухом 14. Устройство монтируется на технологической линии таким образом, что продольная ось рычага располагается вблизи биссектрисы угла Ы, образованного осью 15 симметрии стеклоплавильного сосуда 16 и сформированной

15 из волокон 17 стеклонитью 18.

Устоойство работает след лошим образом.

Стекловолокна 17, вытягиваемые из сосуда 16, покрываются замаслива- 20 телем с помощью узла 19 и сформированные нитесборником 10 в стеклонить 18 наматываются на бобину вытягивающего узла 20. При этом волокна натянуты и испытывают трение в 25 нитесборнике. Сила натяжения волокон 17 тоже воспринимается нитесборником 10, так как они огибают его и, следовательно, оказывают нормальное давление на его поверх- gp ность. Давление волокон 17 действует вдоль оси рычага 9, так. как она практически совпадает с равнодействующей F cèë натяжения волокон, действующих нормально к поверхности нитесборника 10. В результате действия Fz рычаг 9 перемещается по продольной оси и прогибает упругий элемент 8. Перемещение рычага 9 вдоль оси приводит.к перемещению светонепроницаемой прямоугольной ппасТНН 11 относительно преобразователей 4 и 5. При этом происходит изменение количества света, падающего на фотоэлемент 6 преобразователя 4, что вызывает изменение выход- 45 ного напряжения U, характеризующего величину натяжения волокон, равную усилию их вытягивания. Изменения светового потока фотоэлемента 6.преобразователя 5 в этом 5р случае не происходит, так как рабочая сторона 12 параллельна направлению перемещения, вызванного усилием вытягивания волокон Г„. На нитесборник 10 одновременно с усилием вытягивания воздействует и сила трения волокон F, направленная по . касательной к его поверхности и практически перп ндикулярно к продольной оси рычага. В результате воздействия на нитесборник 10 силы трения F рычаг 9 поворачивается вокруг поперечной оси, изгибая упругий элемент 8 и перемещая светонепроницаемую пластину 11 относительно преобразователей 4 и 5. При этом изменяется только количество света, воздействующего на фотоэлемент 6 преобразователя 5, что приводит к изменению выходного напряжения U характеризующего величину силы трения. Преобразователь 4 не реагирует на воздействие силы трения, так как сторона 13 пластины 11 имеет постоянный радиус кривизны и расположена таким образом, что нормаль к ее поверхности проходит через место соединения рычага 9 с упругим элементом 8, в результате перемещение пластины 11 под воздействием силы трения не вызывает изменения количества света, попадающего на фотоэлемент 6 преобразователя 4.

Таким образом осуществляется раздельное изменение натяжения и трения волокон в процессе их произ; водства. Изменение выходных напряжений преобразователей 4 и 5 может быть выведено на регистрирующие или показывающие приборы 21 и 22, проградуированные в единицах силы, что позволит контролировать натяжение волокон, созданное усилием вытягивания, и силу трения в нитесборнике непосредственно в процессе производства стекловолокна.

Повышение производительности труда устройство обеспечивает за счет раздельного контроля в процессе производства сил трения и натяжения волокон, позволяющего оператору ускорить выявление причин об,рыва волокон и во многих случаях предотвратить обрыв. Кроме того, контроль натяжения волокон позволяет корректировать процесс по усилию вытягивания, что также увеличивает производительность за счет повышения устойчивости процесса и улучшает качество нити, сформированной иэ волокон, за счет возможности более высокой степени стабилизации ее текса.

Сравнительно малые величины перемещения подвижных деталей устройства, составляющие десятые дОли миллиметра, и отсутствие трения сколь — жения и качения в соединениях деталей устройства позволяют использовать его для исследования динамических характеристик процесса получения стекловолокна. .Технико-экономический эффект от использования изобретения выражается в повышении производительности. труда на 4-6% и улучшении качества стеклонити, формируемой из волокон, 1046205

Pvr. Г . Составитель Н. Ильиных

Редактор М. Келемеш Техред В.Далекорий Корректор я. Дэятко

Заказ 2644/20 Тирам 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,.Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4