Катушка для намотки проволоки

 

Использование: во вспомогательном оборудовании; применяемом при изготовлении проволоки. Сущность изобретения: установка упорных конусов под углом 25- 30° к плоскостям их оснований обеспечивает дополнительную прочность конструкции и предотвращаетразрушение катушек по сварному шву между сердечником и фланцами под воздействием температурных напряжений . 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (sI)s В 21 С 47/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873336/27 (22) 20.08,90 (46) 30.12,92. Бюл. N 48 (71) Волгоградский сталепроволочно-канатный завод им. 50-летия СССР (72) В.И.Федоров, С.Ф.Темников, И.H.Òoêàрев и К.П.Алексеев (56) Чертеж N 02.193.00 СБ, ПКО ВСПКЗ, 1982, Изобретение относится к вспомогательному оборудованию применяемому при изготовлении проволоки и может быть использовано в метизной и кабельной промышленности.

Известна катушка для намотки проволоки, состоящая из сердечника с опорной втулкой, двух roрцевых дисков и жестко при. крепленных к каждому диску разгрузочных стержней, свободно входящих вторым кон-. цом в отверстие сердечника. С целью выравнивания возникающих при намотке температурных напряжений катушка снабжена установленными в сердечнике пружинными кольцами.

Недостатками данной катушки является сложность ее иэтотовления и невысокая прочность в процессе неоднократной повторяемости операции намотки проволоки на катушку.

Известна также катушка металлическая многооборотная для проволоки, состоящая из сердечника, опорной втулки, двух торцевых фланцев, распорного диска, ребер жесткости и двух колец жесткости.

„„Ы2„„1784334 А1 (54) КАТУШКАДЛЯ НАМОТКИ ПРОВОЛОКИ (57) Использование; во вспомогательном оборудовании; применяемом при изготовлении проволоки. Сущность изобретения; установка упорных конусов под углом 2530 к плоскостям их оснований обеспечивает дополнительную прочность конструкции и предотвращает разрушение катушек по сварному шву между сердечником и фланцами под воздействием температурных напряжений. 1 з.п. ф-лы, 5 ил, Основным недостатком такой катушки является ее низкая прочность. Под воздействием температурных напряжений, возникающих при охлаждении намотанной на катушку проволоки, происходит разрыв по сварным швам в местах соединения фланцев с сердечником.

Установленные на каждом диске восемь ребер жесткости не в состоянии обеспечить достаточную прочность, что ведет к быстрому выходу катушек из строя и к браку проволоки по намотку, ввиду ее затяжки (защемления) в образовавшихся местах разрыва по сварке на катушках.

В процессе волочения проволока наматывается на сердечник, имея температуру порядка 150 С, и выше, В дальнейшем при охлаждении провОлоки, за счет линейной усадки возникают температурные напряжения, сжимающие витки проволоки, в результате чего возникает радиальное давление на сердечник, осевое давление на торцевые фланцы. которые под воздействием указанного давления стремятся отогнуться, а после размота проволоки возвращаются в

1784334 исходное положение. В результате таких неоднократных переменных деформаций, сварка крепящая фланцы срезается, фланцы отгибаются и катушка становится непри годной для дальнейшего использования, так как МВМоТ проволоки на такую неисправную катушку приводит к браку проволоки по н э моту, - =-;-Целью предлагаемого изобретения является увеличений срока службы катушки и снижение брака по.,иамоту.

Это достигается тем, что для предотвращения разрушения катушек по сварному шву под воздействием температурных напряжений, торцевые фланцы с наружной стороны усилены расположенными под углом упорными конусами, которые по своему наружному диаметру жестко прикреплены к торцевым фланцам, и по внутреннему диаметру к сердечнику, усиленному опорными дисками.

На фиг. 1 и 2 показан общий вид катушки; на фиг, 3 — упорный конус; нэ фиг, 4 и 5— сечения дисковых конструкций у основания.

Предлагаемая катушка для намотки проволоки состоит из опорной втулки 1, сердечника 2, двух торцовых фланцев 3, двух упорных конусов 4, распорного диска 5 с ребрами жесткости 6, опорного диска 7 и двух колец жесткости 8.

Для увеличения прочности соединения торцевых фланцев 3 с сердечника 2 с наружной стороны торцевых фланцев 3 устанавливаются под углом 25 — 30 к вертикальной оси упорные конусы 4, которые привариваются по их наружной окружности к торцевым фланцам 3, на половине расстояния от сер.дечника до нару>кного диаметра торцевых фланцев, а по внутренней окружности — к сердечнику 2; усиленному в месте соединения опорными дисками 7.

Благодаря этому значительно увеличи вается прочнбсть и жесткость конструкции, ее сопротивляемость сжимающему давлению при охлаждении проволоки, что подтверждается приведенным ниже расчетом.

Для сравнения действующих (чертежи

ММ 02.193.00) и предлагаемых катушек (фиг, 1, 2, 3) находим геометрические характеристики сечений дисковых конструкций у основания, т,е, поР426 мм (фиг. 4 и 5). При этом катет сварного швэ у основания флан. цев 8 мм с двух сторон, Суммарная длина шва в поперечном сечении: L = 2х0,8cos45 =

= I, t5 см. Для упрощения расчетов геометрических характеристик принимаем L = 1 см, т,е. равным толщине материала фланцев.

Определяем момент инерции сечения по 426 мм фланца и ребер(катушки чертежа

М 02.193.00 и фиг. 4).

Центр тяжести сечения

5 8 F > x у1 + F2 х у2

8 F1+ F2

8х1х 5х2,5+кх42,ВХ1Х 5.5-481

Sx1х5+лх426х1

20 см, 10 где F — площадь сечения, у1 = ус - y1 = 2,31 см, уг = уг — ус = 0,69 см.

Момент инерции сечения:

Ic= И+ 12+ 8F (y ) + F2(y2 ) = х 1 5з x42,6õ1

12 12

+ 8x1x5(2,31) + И<42,6х х0,69 =370,35см .

Минимальный момент сопротивления:

Wп (п 77см

I c 1с 370,35

yc(mX) u =Yc 4 81

Площадь сечения на срез:

F = 8x1x5+ Пх42,6х1 = 174 см

По предлагаемой катушке (фиг, 1, 2 и 5)

Момент инерции сечения: лх42,61 х1 + 2F г с= 2х

12

+ 2Ехус

=2 +2лх42,6х2,5 =1697.,3см. лх42,6х 1

2 4

Минимальный момент сопротивления ! с — 1697,3 = 566см ума кс 3

Площадь сечения на срез при одновремен35 ной работе обоих фланцев;

F = 268 смг..

Сравнивая полученные геометрические характеристики катушек, находим,.что предлагаемые катушки по жесткости в основании

40 фланцев (по 426 мм) в и lc пРедлагаем 1697,3

1с (действующ.-прототип) 370,35

= 4,7 раза жестче действующих (прототипа)

45 по прочности в;

W предлагаем 566

В/(действуюш„-прототип) 77

= 8,1 раза„ на срез в:

50 „F предлагаем 268

F (Действуют — прототип) 174

= 1,54 раза

Таким образом, сравнительйые данные, подкрепленные практическими испыта5 ниями опытной партии катушек, свидетельствуют о безусловном преимуществе предлагаемой катушки и существенной отличительной новизне технического решения, что делает ее патентоспособной, 10

1784334

Пример, На ВСПКЗ изготовлена опытная партия катушек для намотки проволоки по предлагаемому изобретению в количестве 50 штук, Промышленные испытания проводились в СПЦ-5 с намотом проволоки диаметром 3-4 мм, марки стали 50, 60. Многократно выполненные операции намота проволоки в процессе волочения показали очевидные преимущества заявляемой в качестве изобретения катушки по сроку службы по сравнению с ранее применяемыми на заводе катушками.

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемой катушки обеспечивается за счет снижения расходов на изготовление новых катушек, их ремонта и за счет повышения качества намота прьволоки. Экономический эффект по заводу составляют 80 тыс. руб. в год. . Формула изобретения

1. Катушка для намотки проволоки, содержащая опорную втулку, сердечник, распорный диск с ребрами жесткости, размещенный между сердечником и опорной втулкой, два торцевых фланца с кольцами жесткости каждый и разгрузочные элемен5 ты, неподвижно закрепленные на торцевых. фланцах и свободных концевых участках сердечника, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы катушки и повышения качества намота, разгрузочные

10 элементы выполнены в виде упорных конусов, образующие которых расположены под углом 25-30 к плоскостям их оснований, а место крепления упорных конусов к торцевым фланцам размещено на половине высо15 ты последних.

2, Катушка по и, 1, отличающаяся тем, что она снабжена опорными дисками, установленными между опорной втулкой и

20 сердечником в плоскостях крепления упорных конусов к сердечнику, 1784Щ

1784334

9Ь 4.

Составитель Н,Воронин

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

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

Заказ 4333 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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