Устройство натяжения провода к станкам для намотки электрических катушек

 

УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ ПРОВОДА К СТАНКАМ ДЛЯ НАМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАТУШЕК, содержащее отдающее устройство , механизм торможения и датчик линейной скорости, отличающ ете с я тем, что, с целью повышения качества электрических катушек за счет повышения стабильности натяжения , механизм торможения содержит электромагнитную муфту, датчик окруж ной скорости, счетчик импульсов, блок задержки и регистр памяти, при этом выход датчика линейной скорости соединен со счетным входом счетчика импульсов , а выход датчика угловой скорости соединен с управляемым входом записи регистра памяти и с входом блока задержки, выход которого соединен с входом сброса в О счетчика импульсов, а выходы параллельного кода счетчика импульсов соединены с входами записи регистра памяти вы (Л ход которого связан с электромагнитной муфтой.

(19) ((1)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК (51)4 Н 01 F 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕ П=НИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3579949/24-07 (22) 16.04.83 (46) 23.10.88. Бюл. № 39 (72) Е.А.Устинов, В.В.Попов, В.И.Долженков, Н.М.Тараканов и Н.Н.Чернявский (53) 621.318 44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

822691, кл. Н 01 F 41/04, 1979 °

Авторское свидетельство СССР № 853681, кл. Н 01 F 41/02, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ ПРОВОДА К СТАНКАМ ДЛЯ НАМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАТУШЕК, содержащее отдающее устройство, механизм торможения и датчик линейной скорости, о т л и ч а ющ е.:е с я тем, что, с целью повышения качества электрических катушек за счет повышения стабильности натя- . жения, механизм торможения содержит электромагнитную муфту, датчик окружной скорости, счетчик импульсов, блок задержки и регистр памяти, при этом выход датчика линейной скорости соединен со счетным входом счетчика импульсов, а выход датчика угловой скорости соединен с управляемым входом записи регистра памяти и с входом блока задержки, выход которого соединен с входом сброса в "0" счетчика импульсов, а выходы параллельного кода счетчика импульсов соединены с входами записи регистра памяти, выход которого связан с электромагнитной муфтой.

1149806

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических катушек и может быть использовано в электротехнической промышленности при изготовлении сверхпроводящих и обычных типов катушек магнитных систем.

Известно устройство для намотки катушек электрических аппаратов, содержащее каретку, отдающее устройство с кабе ыпя барабаном, расположенным

HB ва;f. ó, . механизмрм для натяжения кабеля, установленное на каретке, onp;i>xy н рычаг с приводом его поворо- 15

ra, установленный на валу кабельного барабана.

В этом устройстве механизм для натяжения кабеля установлен на каретке и связан с кабельным барабаном через сложную кинематическую передачу, вследствие чего непостоянство момента трения в кинематической передаче при намотке электрических катушек ведет к увеличению нестабильности натяжения 25 наматываемого кабеля, что снижает качество намотки.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является устройство натяжения провода к станкам для намотки электрических катушек, содержащее привод с редуктором с блоком его управления, механизм для натяжения ленты, датчик линейной скорос -n с измерительным роликом и отдающее устройство. 35

В этом устройстве отсутствует коррекция момента, передаваемого через механизм натяжения при изменении радиуса отдающего устройства в процессе намотки. Это приводит к изме- 40 нению усилия натяжения наматываемого кабеля и снижает качество намотки катушек.

Целью изобретения является повышение качества электрических катушек эа счет повышения стабильности натяжения наматываемого кабеля.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее отдающее устройство, механизм торможения и датчик линей- 50 ной скорости, содержит электромагнитную муфту, измерительный ролик, датчик угловой скорости, счетчик импульcos блок задержки и регистр памяти, при этом выход датчика линейной ско- 55 рости соединен со счетным входом счетчика импульсов, а выход датчика угловой скорости соедин.. : с правляющим входом записи регистра памяти и с входом блока задержки, выход которого соединен с входом сброса в ноль счетчика импульсов, а выходы параллельного кода счетчика импульсов соединены с входами записи регистра памяти, выход которого связан с электромагнитной муфтой.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит каретку 1 с приводом 2 ее перемещения по направляющим элементам 3, оправку 4 с приводом углового поворота 5, установленную на столе 6. Отдающее устройство 7 установлено на поворотном рычаге 8, .связанном с кареткои 1, и имеет привод вертикального перемещения

9 отдающего кабельного барабана 10, а также механизм 11 торможения кабеля 12. В механизм натяжения устройства входит электромагнитная порошковая муфта 13, расположенная внутри кабельного барабана 10, измерительный ролик 14, импульсный датчик 15 линейной скорости наматываемого кабеля 12, импульсный датчик 16 угловой скорости отдающего кабельного барабана 10, счетчик импульсов 17, блок задержки 18, регистр памяти 19, цифро-. аналоговый преобразователь 20, усилитель 21. Механизм 11 для торможения кабеля 12 выполнен в виде электродвигателя 22, соединенного через редуктор с валом 23, который через электромагнитную порошковую муфту 13 связан с отдающим кабельным барабаном

10. Измерительный ролик 14 связан с датчиком 15 линейной скорости наматываемого кабеля 12, выход которого сое динен со счетным входом счетчика импульсов 17. Выход датчика 16 угловой скорости отдающего кабельного барабана 10 соединен с входбм записи регистра памяти 19 и с входом блока задержки 18, выход которого соединен с входом сброса в ноль счетчика импульсов 17. Выходы параллельного двоичного кода счетчика импульсов 17 соединены с входами записи регистра памяти 19. Выходы параллельного кода регистра памяти 19 соединены с входами цифроаналогового преобразователя

20, выход которого соединен через усилитель 21 и контактные кольца 24 с обмоткой управления 25 электромагнитной порошковой муфты 13.

Единицы отсчета датчиков 15 и 16 в зависимости от необходимой точности измерения радиуса кабельного барабана 10 выбираются таким образом, чтобы частоты импульсных сигналов находились в примерном соотношении (100 — 10000), fi

2 где f — частота импульсов датчика

f, 15 линейной скорости кабеля 12;

f — частота импульсов датчика

16 угловой скорости кабельного барабана 10, Таким образом, за время между двумя импульсами, поступающими с датчика 16, проходит от 100 до 1000 импульсов с датчика 15.

Каждый импульс датчика 16 записывает содержимое счетчика 17 в регистр памяти 19 и затем после прохожденйя блок задержки l8 сбрасывает счетчик

17 в "0". Прн этом число импульсов 5, записанных в регистре памяти 19, равно числу импульсов датчика 15 линейной скорости, приходящихся на один импульс датчика 16 угловой скорости, иначе

N 2

3 114980

Устройство работает следующим образом.

В процессе намотки сверхпроводящих катушек каретка 1 перемещается воз5 вратно-поступательно по направляющим элементам 3 вдоль оправки 4. В крайних положениях каретки поворотный рычаг 8 поворачивается в горизонтальной плоскости вместе с установленными на нем отдающим устройством 7 и кабельным барабаном 10, а оправка 4 осуществляет угловой разворот вокруг своей оси, сверхпроводящий кабель 12 сматывается с отдающего кабельного барабана 10 и укладывается на оправку 4.

Привод вертикального перемещения

9 обеспечивает в процессе намотки подъем или опускание отдающего устройства 7 и кабельного барабана 10 таким образом, чтобы наматываемый ка. бель постоянного находился в горизонтальной плоскости.

Электромагнитная порошковая муфта 25

13 создает тормозной момент, необходимый для получения заданного усилия натяжения кабеля 12 при разматывании

его с кабельного барабана 10 в процессе намотки. 30

Механизм 11 служит для натяжения кабеля 12 перед началом намотки и при остановках, так как при этом натяжение кабеля 12 не должно ослабевать.

Электродвигатель 22 через редуктор с большим передаточным отношением (i = 1000) передает вращение на вал

23, который является также валом . электромагнитной порошковой муфты 13.

Направление вращения вала 23 противоположно направлению вращения отдающего кабельного барабана 10, установленного на корпусе порошковой муфты

13, что позволяет не допустить ослабление натяжения кабеля 12.

В процессе намотки сверхпроводящей катушки кабель 12 сматывается с отдающего кабельного барабана 10, и радиус барабана 10 изменяется.

При этом изменяется соотношение между линейной скоростью кабеля 12 и угловой скоростью отдающего кабельного барабана lO.

Для получения постоянного заданного усилия натяжения наматываемого кабеля 12 необходимо корректировать момент торможения, создаваемый. электро-, магнитной порошковой муфтой !3 при изменении радиуса отдающего кабельно6 4 го барабана !О. С этои целью осуществляется непрерывное автоматическое вычисление радиуса кабельного барабана 10 в процессе намотки.

Линейная скорость кабеля 12 измеряется с помощью измерительного ролика 14, который связан с импульсным датчиком 15. Частота импульсов на выходе датчика 15 прямо пропорциональна линейной скорости кабеля 12.

Угловая скорость отдающего кабельного барабана 10 измеряется с помощью связанного с ним импульсного датчика

16. Частота импульсов на выходе датчика 16 прямо пропорциональна угловой скорости кабельного барабана !О °

Счетчик импульсов 17 считает количество импульсов, поступающих на счетный вход от датчика 15 линейной скорости кабеля 12. С выхода датчика 16 угловой скорости отдающего барабана 10 импульсы поступают на вход записи регистра памяти 19 и через блок задержки 18 — на вход сброса в ноль счетчика импульсов 17.

806

КРэ

5 1149

Так как f пропорциональна линейной скорости V кабеля 12, à f< пропорциональна угловой скорости w отдающего барабана 10, то

2 2 ю где К, К 2 — коэффициенты пропорциональности.

К,V

N-=--- KR (1)

К Ч

К2 где K = -- — коэффициент пропорциоК 5 нальности;

R = — — вычисляемое мгновенное

W значение радиуса отдающего барабана 10, изменяющееся в процессе намотки.

Таким образом, число импульсов, записываемых в регистр памяти 19, пропорпионально радиусу отдающего барабана 10. Величина дискретного зна25 лоция усипия натяжения кабеля 12 равна единице отсчета цифровой системы вв исления радиуса, которая определяется по формуле

К макс и (2) ь

N aкс где R — максимальное значение рамакс диуса отдающего барабана 10;

N — максимальное число импекс пульсов в регистре памяти 19.

После преобразований выражений (1) и (2) получают

К

1=

Из этог > следует, «то требуемая т0 1но.ть вычисления рял,.у-.а при за— данном коэффициенте К датчика угловой скорости отдающего барабана 10 однозначно определяется передаточным коэффициентом К, датчика 15 линейной скорости кабеля 12.

Двоичный код, пропорциональный радиусу отдающего барабана 10, поступает на входы цифроаналогового преобразователя 20, с выхода которого снимается аналоговый сигнал, пропорциональный радиусу. Этот аналоговый сигнал усиливается усилителем 21, подается через контактные кольца 24 на обмотку управления 25 электромагнитной порошковой муфты 13 и управляет величиной тормозного момента.

При измерении радиуса отдающего барабана 10 тормозной момент муфты 13 корректируется таким образом, что величина усилия натяжения кабеля 12 остается на заданном уровне.

Конструктивно порошковая муфта 13 размещена внутри отдающего кабельного барабана 10. Это позволило уменьшить габариты отдающего устройства 7, а также исключить промежуточные кинематические передачи между валом 23 отдающего устройства 7 и кабельным барабаном 10. !

Нестабильность поддержания усилия натяжения при изменении радиуса отдающего кабельного барабана составляет

2-3%. Измерения проводились в процессе намотки катушек с ручным способом коррекции натяжения. Это позволило установить, что нестабильность величины усилия натяжения достигает

10-157. Таким образом удалось в

5 раз повысить стабильность натяжения наматываемого кабеля по сравнению с известными устройствами, что позволило значительно у. учж ть качество намотки сверхпроводящих катушек.! 149806

Редактор Н ° СильнЯгина ТехРед Л.СеРдюкова

Корректор А.Обручар

Тираж 746 Подписное

В1!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4896

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4