Устройство для намотки нити

 

Изобретение относится к текстильной промышленности и решает задачу расширения технологических возможностей устройства для намотки нити за счет повышения частоты вращения бобинодержателя. Вал 6 бобинодержателя жестко соединен с солнечным колесом 5 дифференциала, а двигатель соединен с его водилом 2. Второе солнечное колесо 7 свободно смонтировано на валу 6. Прикаточный ролик 16 установлен на каретке, несущей фотодатчик с излучателем 18 и приемником 19. Между ними расположена шторка 20, жестко закрепленная на солнечном колесе 7, которое также несет два шкива 8 и 11, соединенных тросами с грузом 13 и пружиной 10. Пружина 10 служит задатчиком натяжения. Шторка 20 имеет форму сегмента, а регулятор обеспечивает на двигатель крутящий момент, необходимый для ориентации шторки 20 на оптической оси фотодатчика, что приводит к постоянству натяжения в процессе намотки. Частота вращения бобинодержателя в устройстве в два раза выше частоты вращения двигателя. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (5I)5 В 65 Н 59 38 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4442728/31-12 (22) 15.06.88, (46) 30,04.90, Бйл. Р 16 (71) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С,M.Êèðoâà (72) А.П.Щербаков и И.А.Абеле (53) 677,053.23(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 1461737; 28,01.88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ НИТИ (57) Изобретение относится к текстильной промышленности и решает задачу расширения технологических возможностей устройства для намотки нити за счет повышения частоты вращения бобинодержателя. Вал 6 бобинодержателя жестко соединен с солнечным колесом 5 дифференциала, а двигатель

2 соединен с его водилом 2, Второе солнечное колесо 7 свободно смонтировано на валу 6. Прикаточный ролик 16 установлен на каретке, несущей фотодатчик с излучателем 18 и приемником

19. Между ними расположена шторка 20, жестко закрепленная на солнечном колесе 7, которое также несет два шкива 8 и 11, соединенные тросами с грузом 13 и пружиной 10. Пружина 10 служит задатчиком натяжения. Шторка 20 имеет форму сегмента, а регулятор обеспечивает на двигатель крутящий момент, необходимый для ориентации шторки 20 на оптической оси фотодатчика, что приводит к постоянству натяжения в процессе намотки. Частота вращения бобинодержателя в устройстве в два раза выше частоты вращения двигателя. 6 ил.

Э 1560456 4

Изобретение относится к текстильной промышленности, касается устройств для намотки нити на цилиндрическую бобину и может быть использовано на

5 машинах по производству и переработке химических волокон, Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет повышения верхнего предела частоты вра--10 щения бобинодержателя.

На фиг. I представлено устройство, общий вид; на фиг,2 — сечение А-А на фиг,1; на фиг.3 — расчетная схема профиля шторки; на фиг.4 и 5 — элект- 15

-рическая. схема устройства; на фиг.6— диаграммы работы регулятора.

На валу электродвигателя 1 жестко закреплено водило 2 дифференциала, на котором с возможностью вращения 2р установлены сателлиты 3 и 4. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с солнечным .колесом 5, жестко установленным на валу,6 бобинодержателя.

С солнечным колесом 7, свободно 25 установленным на валу 6, жестко связаны шкив 8, гибкой тягой 9, например тросиком, соединенный с пружиной 10, и шкив 11, гибкой тягой

12 соединенный с грузом 13. На бобинодержателе установлен патрон 14.; на котором формуется паковка 15. .

С паковкой 15 во фрикционном контакте находится прикаточный ролик 16, .закрепленный на подвижной каретке

17. На каретке 17 установлены излучатель 18 и приемник 19 фотодатчика.

Приемник и излучатель закреплены таким образом, что их оптическая ось параллельна оси бобинодержателя и расположена на линии контакта паковки и прикаточного ролика, т.е. па радиусе намотки, Шторка 20 закреплена жестко на шкиве 8 и расположена в плоскости, проходящей между излучателем

18 и приемником 19.

На фиг.2 изображено крепление пружины 10 к раме 21 при помощи установочного винта 22.

Схема на фиг.3 поясняет принцип взаимодействия шторки 20 с фотодатчиком, принцип установки шторки и принцип выбора ее формы.

На фиг.4 и 5 показаны общая блок-схема системы . управления устройства, излучатель 18 и приемник 19, состоящий из фоторезистора Rg и подстрочного резистора К . Фотодатчнк соединен с входом блока 23 управления, электрически связанного с электродвигателем 1.Шторка 20 показана в рабочем положении, она располагается между излучателем и приемником, Штриковкой на фиг.5 показан корпус каретки 17 прикаточного ролика, на котором расположены излучатель 18 и приемник

19 фотодатчика.

Функционально регулятор состоит из (фиг,4) генератора прямоугольных импульсов на микросхеме Dl формирователя пилообразного напряжения (интегратора) на микросхеме D2, компаратора на микросхеме D3, генератора запускающих импульсов (блокинг-генератора) на трансформаторе и транзисторе ЧТ! и сйлового ключа на симисторе VDI, Устройство работает следующим образом, В процессе намотки электродвигатель 1 создает вращающий момент на водиле 2, которое, вращаясь, увлекает за собой сателлиты 3 и 4 (фиг.1).

При этом сателлиты 3 и 4 обегают неподвижное (оно может только поворачиваться в небольших пределах) солнечное колесо 7 и вращают солнечное колесо 5, жестко связанное с валом бобинодержателя 6. При этом частота вращения солнечного колеса 5 в два раза больше частоты вращения водила

2, так как при неподвижном солнечном колесе 7 абсолютное значение окружной скорости сателлита в точке контакта с солнечным колесом 5 в два раза больше окружной скорости его центра, Моменты на солнечных колесах

5 и 7 равны по величине, но противоположны по знаку и в два -раза меньше момента, приложенного к водилу. По-. скольку момент на солнечном колесе 5 вращает бобинодержатель, обеспечивается возможность при помощи .измерения момента на солнечном колесе 7 контролировать момент вращения бобинодержателя. Для этой цели и служит измерительная система, состоящая из фотодатчика, шторки 20, груза !3 и пружи-. ны 10.. Полный компенсирующий момент на валу М„= М + М1 + М1, где Мо— момент для преодоления механических потерь И вЂ” момент для вращения при1 p каточного ролика; Мн- момент, необходимый для создания натяжения нити.

Моменты М» и М р примерно постоянны в процессе формования паковки и компенсируются грузом 13. Величина этого этом случае шторка 20 поворачивается вокруг центра бобиНодержателя на угол 4 (поскольку система регулиро5 вания постоянно держит край шторки на линии контакта паковки и прикаточного ролика) . Как следует из элементарной геометрии, все углы 4 g на фиг.3равны,,. .а отрезки R и с образуют вписанный угол, опирающийся на диаметр, равный 2а.

Следовательно, угол между с и Rll о равен 90, треугольник, образованный сторонами с, Rg, 2 а прямоугольный и при 4 Ц 1 25 можно считать, что

sin d Ц и dig чтэ дает .ошибку меньше

3 70 °

При постоянном коэффициенте жесткости пружины 10 можно записать

20 F = с1Д1, (2) где q — коэффициент жесткости пружины;

F — сила, действующая на пружину;

Д 1 — деформация пружины, соответ25 ствующая углу 4(1, Величина

41 = f (д ), 7ll. г„ д

41 = — — ——

180 шк радиус шкива 8.

Иомент, приложенный к шкиву от пружины 10, M„, Fг или, с учетом (2) и (3): а- 1l. r,асг

„, а,„сг

" < 180

Этот момент уравновешивается моментом от натяжения нити

H кHFH

Как следует из фиг.3, R< =

= 2а sin4p или при углах, меньших

25, при sin 4 а 4, Rll = 2а.dg. По условию равенства моментов в уравновешенном состоянии Nù.= Ин 11 r w Ч

Я.

45 Г .R

Я (4)

1 т,е, при F„ =const выполнено условие (1).

Полученное выражение (4) можно преобразовать: 2

Г . 2а - sindhi - =-

fl гщк 4Ч н 180

2 я ll re

Ф а -ЗбО т,е. в процессе формования паковки натяжение остается постоянным и определяется тремя параметрами: F „=

Е(с1, г„,, а), а именно жесткостью пружины 10 диаметром шкива 8 и ра(3) 5 15804.56 момента не зависит от угла поворота солнечного колеса 7, т,е. И + M =

const.

Переменным в процессе намотки является момент, необходимый для создания натяжения нити И н = F н R,, где à — сила натяжения нити R,—

H н радиус намотки.

Величина момента M . компенсирует1Г ся пружиной 10., и если задать условие что пружина 10 работает на участке линейной упругой характеристики, т,е, с постоянной жесткостью, то угол поворота солнечного колеса 5, а следовательно шкива 8 и шторки 20, по часовой стрелке (фиг.2) дает информацию о величине момента Мя, т.е, Mll†=

f(l ), где с - угол поворота шторки 20.

Если в пределах рабочих углов пово рота шторки 20 жесткость пружины 10 постоянна, то. одинаковым увеличениям

M вследствие роста R соответствуют одинаковые увеличения угла(. Следовательно, необходимо связать рост радиуса R> и увеличение угла, и в этом случае можно обеспечить постоянство ГН (натяжения нити), т,е. необходимо выполнить условие

КН= К (1) где К вЂ” коэффициент пропорциональнос-.. ти.

Указанное условие и выполняется взаимодействием края шторки 20 с фотодатчиком, формирующим такой сигнал управления на блок управления, чтобы момент на валу двигателя 1 соответствовал положению края шторки 20 на линии контакта паковки и прикаточного ролика. Подразумевается переме. щение каретки прнкаточного ролика вдоль линии 0-О (фиг.3),Иожно показать, что при этом криволинейная поверхность шторки 20 должна проходить через центр оси бобинодержателя. Для этого обратимся к фиг.3 (конструктивно шторка установлена так, что ее криволинейная поверхность постоянно проходит через центр оси бобинодержателя)ь

В исходном положении при пустом патроне. беэ нити шторка 20 расположе-!

/ на таким образом, что линия 0-0 является касательной к ней, а радиус а окружности, образующей криволинейную поверхность шторки, перпендикулярен линии 0-0" . Допустим, радиус намотки возрос до R „ (фиг.3). В

)560456 диусом окружности A. сегмент которой, и образует шторку 20, Полная блок-схема устройства для намотки представлена на фиг.4, До5 пустим, что натяжение нити Б„, меньше заданного, в этом случае шторка 20 перемещается вверх, освещенность резистора R увеличивается, что вызывает увеличение сигнала управления на входе блока управления, действующее значение напряжения на двигателе

l растет, растет момент на валу и требуемое натяжение нити восстанавливается, 15

Генератор прямоугольных импульсов на микросхеме Dl вырабатывает прямоугольные импульсы (фиг.ба) со скважностью, равной 2, период следования которых определяет частоту коммутации приводного электродвигателя 1 (фиг,l). Прямоугольные импульсы преобразуются интегратором в пилообразные (фиг.бб), которые подаются на первый вход компаратора (на микро- 25 схеме D3). На второй вход компаратора подается управляющее напряжение от фотодатчика (фиг.бв).В момент равенства мгновенного значения пилообразного напряжения и напряжения управ-39 ления компаратор опрокидывается (на-. пряжение на выходе компаратора скачкообразно меняет знак).

В результате на выходе компаратора формируется прямоугольный импульс (фиг.бг), длительность которого определяется величиной управляющего напряжения, поступающего от фотодатчика.

Прямоугольные импульсы с компаратора подаются на блокинг-генератор (на ба- 4п зу транзистора VT1). Влокинг-генератор на время, равное длительности прямоугольного импульса, переходит в режим генерации остроконечных импульсов с частотой следования послед- 4 них 5 кГц, которые открывают симистор VD1. Таким образом, симистор ЧП1 подключает приводной электродвигатель

1 к сети питания (фиг,бд) на время, определяемое величиной управляющего

" напряжения, или управляющее напряжение с фотодатчика регулирует величину действующего значения напряжения на приводном электродвигателе 1, т.е. в данном случае используется наиболее рациональное импульсное параметрическое регулирование приводным электродвигателем. В качестве последнего может быть использован любой электродвигатель, дрпускающий работу в режиме глубокого (повышенного) скольжения, например электродвигатель

ЗДС-25, включенный по схеме с фазосдвигающим конденсатором.

Таким образом, устройство позволяет с высокой точностью простыми средствами подцерживать постоянство натяжения нити при воэможности повышения частоты вращения бобинодержателя, что значительно расширяет технологические возможности устройства, Формула изобретения устройство для намотки нити, содержащее бобинодержатель, соединенный с двигателем посредством дифференциала, прикаточный ролик, установленный на каретке> .шторку, размещенную между излучателем и приемником фотодатчика, связанного через блок управления с двигателем, груз, соединенный гибкой тягой со шкивом, смонтированным на одном из солнечных колес дифференциала, и задатчик натяжения„ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, задатчик натяжения выполнен в виде пружины, один конец которой закреплен на раме, а второй по» средством гибкой тяги соединен со шкивом солнечного колеса дифференциала, бобинодержатель,жестко соедине с вторым солнечным колесом, а вал двигателя жестко связан с водилом дифференциала, при этом фотодатчик закреплен на каретке, а шторка— на солнечном колесе, несущем шкив, и имеет форму сегмента, дуга которого проходит через ось бобинодержателя.

1560456

8 15

1560456

Составитель А,Попов

Техред Л.Сердюкова Корректор H,Nóñêà

Редактор А.Огар

Тираж 464

Заказ 947

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101