Устройство для намотки нити
Изобретение относится к текстильной промышленности и касается конструкции устройства для намотки нити. Цель изобретения - повышение качества намотки. Бобинодержатель 8 связан с приводным двигателем 1 через дифференциал. Момент на бобинодержателе поддерживается равным моменту на рычаге 12, закрепленном на солнечном колесе дифференциала. Блок управления обеспечивает удержание рычага 12 в положении, при котором центр тяжести груза 13 располагается на расстоянии от оси рычага, равном радиусу намотки, что обеспечивает постоянство натяжения нити в процессе намотки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
„„gg„„1463737 д1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 В 65 Н 59/38
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4214209/31-12 (22) 23.03.87 (46) 28.02.89. Бюл. ¹ 8 (71) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.M.Êèðîâà (72) А.П.Щербаков и Э.А.Толкачев (53) 677.053(088.8) (56) Рабкин P.Ë., Смагоринский A.b.
Фрадин А.Ш. Автоматизированные электроприводы машин для производства синтетических нитей. Л., 1982, с.116. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ НИТИ (57) Изобретение относится к текстильной промышленности и касается конструкции устройства для намотки нити. Цель изобретения — повышение качества намотки. Бобинодержатель 8 связан с приводным двигателем 1 через дифференциал. Момент на бобинодержателе поддерживается равным моменту на рычаге 12, закрепленном на солнечном колесе дифференциала. Блок управления обеспечивает удержание рычага 12 в положении, при котором центр тяжести груза 13 располагается на расстоянии от оси рычага, равном радиусу намотки, что обеспечивает постоянство натяжения нити в процессе намотки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
1461737
Изобретение относится к текстильной промышленности и касается устройства для намотки нити на цилиндрическую бобину.
Цель изобретения — повышение качества намотки.
На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — схема действующих сил в устройстве; на фиг. 4 — принципиальная схема блока управления; на фиг. 5 — диаграммы, поясняющие принцип действия блока управления.
Ведущий электродвигатель 1 через муфту 2 соединен с валом 3 дифференциала. На валу 3 жестко закреплено солнечное колесо 4. Сателлиты 5 и 6 закреплены на водиле 7, соединенном с бобинодержателем 8, несущем паковку 9. На валу 3 свободно установлена втулка 10, несущая второе солнечное колесо 11. На втулке 10 жестко закреплен рычаг 12 с грузом 13 и держателем 14 излучателя 15 фотодатчика. 25
Приемник 16 фотодатчика расположен в центре тяжести груза 13. Между приемником 16 фотодатчика и излучателем 15 проходит плоскость, в которой расположена и перемещается шторка 17, жестко закрепленная на подвижной каретке
18 прикаточного ролика 19 при помощи жесткого рычага 20 (фиг. 2). Нить 21 (фиг. 3) поступает в намотку с подающей галеты (не показана). Для компенсации веса собственно рычага 12 с
35 элементами 14, 15 и 16 на втулке 10 установлен. противовес, состоящий из рычага 22, на котором расположен груз 23, На втулке 10 имеется шкив
24, на котором п..средством троса 25 подвешен груз 26.
Один из возможных вариантов блока управления представлен схемой на фиг. 4.
Блок содержит генератор прямоугольных импульсов постоянной длительности на операционном усилителе
D1, интегратор на операционном усили, теле D2, компаратор на усилителе D3, блокинг-генератор запускающих импуль50 сов на транзисторе ЧТ1 и трансформаторе Тр1 и силовой ключ на симисторе
VD1. На фиг. 4 показано также включение приемника 16 фотодатчика.
Устройство работает следующим об" разом.
В процессе намотки по сигналу на выходе фотодатчика блок управления
РЗ 1 +P++P,„1 =Р 1 +F„a +М +М„,„ (1) где Кя
P радиус намотки; сила тяжести груза 13 на весовом рычаге. 12; сила тяжести собственно весового рычага 12; плечо, на котором действу- ет момент от силы тяжести весового рычага; сила тяжести противовеса 23; плечо, на котором действует момент от противовеса; сила натяжения наматываемой нити; момент, необходимый для вращения прикаточного ролика с постоянной скоростью;
Pq.
Мр постоянно поддерживает на электродвигателе привода бобинодержателя такое напряжение, чтобы момент на валу указанного электродвигателя обеспечивал постоянное совпадение центра тяжести груза 13 с передним краем (обращенным к бобинодержателю) шторки 17. Последнее обеспечивается тем, что, как известно из теории дифференциальных передач, моменты, приложенные к шестерням 4 и 11 (если их диаметры равны), равны по величине и противоположны по направлению, следовательно, момент на шестерне 11, а значит и на втулке 10, и на рычаге 12 равен моменту на валу электродвигателя 1, но с противоположным знаком. Можно показать, что в этом случае сила натяжения нити Fq будет строго постоянна в течение всей намотки.
Общее уравнение динамики любого электропривода имеет вид
dd
I — = ",ь -
Д„Э
Поскольку круговая частота вращения бобинодержателя изменяется очень медленно (процесс намотки одной паковки может длиться 5-6 ч), можно рассматривать в нашем случае уравнение движения устройства для намотки в статике и записать
МЕ =Мс, где М ь — момент на валу электродвигателя;
M — момент .сопротивления механизма.
Применительно к рассматриваемому устройству „цля намотки (фиг.3) можно записать, что
37 з
14617
М„ „ — момент механических потерь в узле бобинодержателя;
h — диаметр шкива на втулке 10;
Рз — сила тяжести груза 26, 5 уравновешивающего момент механических потерь узла бобинодержателя.
При налаживании устройства для намотки груз 23 противовеса устанавли- 1О вается на рычаге 22 противовеса таким образом, чтобы выполнялось условие
РРю h P h . (2)
Момент от механических потерь 15 практически не зависит от изменения угловой скорости, поэтому его можно скомпенсировать постоянным моментом
Nx..=P3 hb ° (3)
Момент, необходимый для вращения прикаточного ролика паковкой, с ростом радиуса намотки постоянно увеличивается и может быть записан в виде
Мр= н Fp ° (4)
Выражение (1) можно с учетом выра- 25 жений (2) — (4) записать в виде
Р н Рн Rx+Fp 8 ч или
P=Fq+Fp.
Если груз P составить из двух rpy- щ зов, один из которых компенсирует (и определяет) F, а второй Р компенсирует момент на вращение прикаточного ролика, можно записать
P =Р +Р =Рн+ГР °
В данном случае величина натяжения наматываемой нити полностью определяется величиной Рд, если центр тяжести груза 13 расположен на радиусе наматывания ° Последнее постоянно под- 4О держивает система регулирования устройства.
Блок управления работает следующим образом.
ГенеРатоР пРямоугольных импульсов 45 на операционном усилителе D1 вырабатывает импульсы постоянной длительности, которая определяет частоту коммутации электродвигателя 1 привода бобинодержателя. Импульсы с выхода генератора (фиг. 5a) поступают на вход интегратора на операционном усилителе 02, который преобразует прямоугольные импульсы в пилообразное напряжение (фиг. 5б). Пилообразное на55 пряжение и напряжение управления (фиг. 5в) поступают на компаратор на. операционном усилителе 03. В момент равенства напряжения пилы и управляющего напряжения компаратор опрокидывается, на его выходе появляется постоянное напряжение (фиг. 5г), которое на выходе компаратора присутствует до тех пор, пока пилообразное напряжение по амплитуде превосходит управляющее напряжение ° Таким образом, на выходе компаратора формируются прямоугольные импульсы, длительность которых определяется уровнем постоянного напряжения управления.
Постоянное напряжение с выхода компаратора открывает транзистор VTi блокинг-генератор возбуждается и на выходной обмотке трансформатора появляются запускающие импульсы с частотой следования 5 кГц.(фиг.5д). Эти им пульсы отпирают симистор Ч01 электродвигатель привода бобинодержателя поступает напряжение питания.
На фиг. 4 показан однофазный вариант блока управления, но он может быть выполнен и трехфазным. Отличие состо" ит в трех обмотках выходных импульсов на трансформаторе ТР1 и двух дополнительных симисторах, Таким образом, на электродвигатель подается напряжение, действующее значение которого определяется амплитудой напряжения управления, снимаемого с фотоприемника 16. Фотоприемник 16 (в данном случае фоторезистор, но мо ет применяться и фотодиод) включен последовательно с регулировочными ре" зисторами К1 и R2 и образует вместе с указанными резисторами делитель напряжения, управляемый световым потоком.
Предположим, момент на валу электродвигателя стал меньше требуемого.
В этом случае шторка 17 приоткроет фотоприемник 16 (момент на валу двигателя мал для того, чтобы груз 13 занял требуемое положение). Сопротивление фотоприемника 16 снизится, напряжение управления уменьшится, что вызовет повышение действующего значения напряжения на электродвигателе привода бобинодержателя и момент на валу электродвигателя достигнет требуемого значения.
Таким образом, предлагаемое устройство для намотки нити позволяет с высокой точностью бесконтактным способом контролировать (и поддерживать постоянным) натяжение наматываемой нити, обладает повышенной надежностью, просто в наладке и обслужива5 1461737 6 нии что позволяет повысить произво- грузом, при этом блок управления соб дительность труда и улучшить качество держит фотодатчик, состоящии из о раформования паковок и самой нити. щенных один к другому излучателя и приемника, закрепленных на рычаге
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я параллельно оси бобннодержателя в центре тяжести груза, а каретка снаб1. Устройство для намотки нити, жена размещенной между излучателем и содержащее бобинодержатель, кинемати- приемником шторкой, край которой, чески связанный с электродвигателем, 1О обращенный к бобинодержателю, распоустановленный на каретке прикаточный ложен в плоскости, проведенной через ролик и блок управления, о т л и— линию контакта прикатывающего ролика ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью с паковкой касательно к ним. повышения качества намотки, оно со- 2. Устройство по п. 1, о т л и— держит дифференциал, одно из солнеч- 1r ч а ю щ е е с я тем, что рычаг Снабных колес которого связано с двигате- жен шкивом, закрепленным на оси поволем, водило связано с бобинодержате- рота рычага, и дополнительным грузом, лем, а другое солнечное колесо снаб- соединенным со шкивом посредством жено рычагом с закрепленным на нем троса.
Р0
1461737 а, Составитель А.Попов
Редактор M.Ïåòðîâà Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай
Заказ 633/18 Тираж 531 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101
