Намоточное устройство для легкодеформируемых материалов

Изобретение относится к машиностроению для легкой промышленности, может быть использовано в промерочно-разбраковочных машинах и направлено на повышение качества намотки за счет подравнивания кромки материала в ходе процесса намотки, а также на расширение технологических возможностей устройства за счет механизации съема готового рулона. Намоточное устройство содержит ведущий ролик привода рулона с двумя подвижно-поворотными опорами, регулируемыми по высоте от автономных пневмоприводов, объединенных системой управления положением материала относительно заданной линии его движения при намотке; намоточный стержень, установленный в зажимных центрах с возможностью синхронного плоскопараллельного перемещения с намоточным роликом, при этом зажимные центры выполнены с возможностью вращения и перемещения вдоль оси намоточного стержня посредством зажимных пневмоцилиндров, штоки которых кинематически связаны через прямоугольные направляющие с намоточным стержнем; средство компенсации веса рулона с пневмоприводом, приводы равнения кромки полотна в процессе намотки и съема рулона после намотки, а также оптоэлектронную систему измерения длины материала и систему управления пневмоприводами посредством микропроцессора. 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению для легкой промышленности и может быть использовано в промерочно-разбраковочных машинах для намотки легкодеформируемых материалов в рулон.

Известно устройство для наматывания длинномерного материала на намоточные валики [пат. РФ №2062747, опубл. 27.06.96], включающее удерживающую намоточный валик во время намотки подвижную опору, с помощью которой образующийся рулон может прижиматься к прижимному валику, а также смещаться в противоположную сторону для съема готового рулона. Для предотвращения повреждений наматываемого материала известное устройство снабжено дополнительной парой приемных рычагов, установленных на общей оси с возможностью синхронного либо независимого поворота, и индивидуальным силовым приводом для них. Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, а также возможность повреждения первых слоев намотанного материала клеящими полосами намоточных стержней.

Наиболее близким к заявляемому является устройство (А.с. СССР №1727528, опубл.15.04.92) для тангенциальной намотки материала в рулон, содержащее два параллельно и горизонтально расположенных ролика привода рулона, один из которых является ведущим, а другой - ведомым; намоточный стержень, выполненный с возможностью его подъема при увеличении диаметра рулона и размещенный цапфами в двух опорах вращения, установленных в вертикальных штоках гидроцилиндров средства компенсации веса рулона; систему поддержания постоянного давления в штоковых полостях цилиндров, имеющую чувствительный элемент в виде динамометрического датчика, связанного с опорами ведущего ролика, изменяющими положение при изменении веса рулона. В известном устройстве электрическая система управления давлением со средствами регулирования и калибровки имеет пропорциональный электроклапан, а опоры вертикальных штоков выполнены в виде открытых сверху подшипниковых вкладышей, причем ведомый ролик размещен на подвижных опорах ведущего ролика, одна из опор выполнена поворотной в вертикальной плоскости, параллельной оси стержня, а другая опора смонтирована на салазках, имеющих вертикальную направляющую для их перемещения и возможность взаимодействия с динамометрическим датчиком.

Недостатками этого устройства являются ограниченные технологические возможности в части выполнения функций равнения материала относительно заданной линии движения (например, по кромке), что значительно снижает качество процесса намотки, а также съем рулона после намотки, осуществляемый вручную.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства с одновременным повышением качества процесса намотки.

Поставленная задача решается намоточным устройством для легкодеформируемых материалов, содержащим ведущий ролик с двумя подвижными опорами, намоточный стержень, выполненный с возможностью его консольного поворота и вращения в двух подшипниковых опорах, средство компенсации веса рулона, включающее систему пневмоцилиндров, а также систему управления давлением в полостях цилиндров консольного поворота намоточного стержня, причем ведущий ролик выполнен с двумя подвижно-поворотными опорами, регулируемыми по высоте от автономных пневмоприводов, объединенных системой управления положением материала относительно заданной линии его движения при намотке; при этом намоточный стержень установлен в зажимных центрах, смонтированных в подшипниковых опорах с возможностью их перемещения вдоль оси намоточного стержня посредством зажимных пневмоцилиндровов, штоки которых кинематически связаны с намоточным стержнем через прямоугольные направляющие, обеспечивающие синхронное плоскопараллельное перемещение намоточного стержня и ведущего ролика, а пневмоцилиндры средства компенсации веса рулона снабжены приводом поворота рулона по траектории съема после намотки.

Устройство наглядно представлено на чертежах, где на фиг.1 приведена кинематическая схема устройства; на фиг.2 - схема расположения рабочих органов при заданном положении кромки полотна; на фиг.3 - схема расположения рабочих органов в процессе равнения полотна по одной из его кромок; на фиг.4 - схема процесса съема рулона после намотки.

Устройство содержит ведущий ролик 1 привода рулона; намоточный стержень 2; средство компенсации веса рулона с пневмоцилиндрами 3 и 4; средство равнения кромки полотна в процессе намотке с пневмоцилиндрами 5 и 6; средство съема рулона после намотки с пневмоцилиндрами 7 и 8, оптоэлектронный датчик 9 длины материала и оптоэлектронные датчики 10 и 11 положения кромки материала.

Ведущий ролик 1, получающий вращательное движение от электродвигателя 12 через червячный редуктор 13 и клиноременную передачу 14, размещен в подвижно-поворотных опорах 15 и 16, смонтированных на штоках пневмоцилиндров 5 и 6, сообщающих этим опорам возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости, задаваемые системой управления, в которую входят датчики 10 и 11 положения линии движения материала, блок 17 формирования сигналов управления и блок 18 управления пневмоцилиндрами 5 и 6.

Намоточный стержень 2 установлен в зажимных центрах 19 и 20 параллельно ведущему ролику 1 с возможностью вертикального перемещения при увеличении диаметра рулона. Зажимные центры 19 и 20 смонтированы с возможностью вращения на прямоугольных направляющих 21 и 22, обеспечивающих синхронное плоскопараллельное перемещение намоточного стержня 2 и ведущего ролика 1 вдоль оси стержня 2 посредством ползунов 23 и 24. Намоточный стержень совместно с ведущим валиком имеет возможность подъема в вертикальной плоскости посредством силовых пневмоцилиндров 3 и 4. На штоках этих цилиндров в горизонтальном положении жестко закреплены зажимные (силовые) пневмоцилиндры 25 и 26, кинематически связанные посредством ползунов 27 и 28 с вертикальными плечами прямоугольных направляющих 21 и 22.

Система управления давлением в полостях пневмоцилиндров 3 и 4 средства компенсации веса рулона включает датчик 9 длины материала, микропроцессор 29 и блок регуляторов давления 30. Оптоэлектронный датчик 9, получающий импульсы от осветителя 31 через диск-обтюратор 32, закреплен на оси мерного ролика 33, контактирующего с движущимся по столу 34 материалом.

Цилиндры 3 и 4 установлены на горизонтальных осях 35 и 36 с возможностью их поворота в плоскости движения материала для съема рулона после намотки и имеют привод от силовых цилиндров 7 и 8.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении зажимные центры 19 и 20 находятся в нижнем положении над ведущим роликом 1 и отжаты поршнями силовых зажимных цилиндров 25 и 26. Силовые пневмоцилиндры 3 и 4 находятся в вертикальном положении, так как в штоковые полости силовых цилиндров 7 и 8 подается сжатый воздух. Штоки силовых цилиндров 5 и 6 находятся в нижнем положении, обеспечивая тем самым горизонтальное положение ролика 1.

Оператор устанавливает намоточный стержень 2 для рулона между разведенными зажимными центрами 19 и 20 и включает устройство зажима. Под действием пневмоцилиндров 25 и 26 зажимные центры 19 и 20 фиксируют стержень 2. Оператор осуществляет заправку полотна на намоточный стержень, задает микропроцессору 29 параметры полотна (удельный вес и ширину) и приводит устройство в действие.

Сжатый воздух подается в поршневые полости силовых пневмоцилиндров 3 и 4, которые прижимают намоточный стержень 2 к ведущему ролику 1, обеспечивая надежное сцепление материала с намоточным валиком. Ведущий ролик 1 получает вращение от электродвигателя 12 и за счет сил трения передает это вращение намоточному стержню 2.

В процессе намотки посредством оптоэлектронного датчика 9 и элементов устройства 31 и 32 формируется код длины материала, при этом процессор 29 рассчитывает вес рулона. При достижении веса рулона, достаточного для обеспечения намотки без проскальзывания, блок регуляторов давления 30 осуществляет перераспределение давлений в полостях цилиндров 3 и 4. В ходе процесса намотки давление в штоковой полости этих цилиндров увеличивается по закону увеличения веса наматываемого рулона, обеспечивая постоянство силы, прижимающей рулон к ведущему ролику 1. За счет этого достигается снижение деформации материала и равномерная плотность его намотки в рулон.

Одновременно в процессе намотки датчики 10 и 11 отслеживают положение линии движения материала и через блок формирования сигналов 17 и блок управления 18 пневмоцилиндрами 5 и 6 изменяют угол наклона ведущего ролика 1, при этом опоры с ведущим роликом могут быть одновременно или поочередно подвижными и менять свое положение в вертикальной плоскости по сигналу управления равнения материала относительно заданной линии движения. При подаче сжатого воздуха в поршневую полость цилиндра 5 поднимается опора 15 и линия движения полотна смещается, например, вправо и наоборот. При этом за счет прямоугольных направляющих 21 и 22, находящихся в поворотных направляющих (ползунах) 23, 24 и 27, 28, обеспечивается постоянный контакт рулона с ведущим роликом 1 по всей ширине материала и обеспечивается выравнивание кромки полотна в рулоне относительно заданного положения.

После окончания процесса намотки рулон с намоточным стержнем и зажимными центрами 19 и 20 приподнимается силовыми пневмоцилиндрами 3 и 4 над ведущим роликом 1, поворачивается цилиндрами 7 и 8 и отводится цилиндрами 3 и 4 по заданной траектории из рабочей зоны к месту укладки. Зажимные центры разводятся цилиндрами 25 и 26 и освобождают намоточный стержень 2 с рулоном. Затем все рабочие органы возвращаются в исходное положение.

Таким образом, в ходе работы устройства обеспечивается решение поставленной задачи, что является техническим результатом изобретения.

Намоточное устройство для легкодеформируемых материалов, содержащее ведущий ролик с подвижными опорами, намоточный стержень, выполненный с возможностью его консольного поворота и вращения в двух подшипниковых опорах, средство компенсации веса рулона, включающее систему пневмоцилиндров, систему управления давлением в полостях пневмоцилиндров консольного поворота намоточного стержня, отличающееся тем,что ведущий ролик выполнен с двумя подвижно-поворотными опорами, регулируемыми по высоте посредством автономных пневмоприводов, объединенных системой управления положением материала относительно заданной линии его движения при намотке, при этом намоточный стержень установлен в зажимных центрах, смонтированных в подшипниковых опорах с возможностью их перемещения вдоль оси намоточного стержня посредством зажимных пневмоцилиндров, штоки которых кинематически связаны с намоточным стержнем через прямоугольные направляющие, обеспечивающие синхронное плоскопараллельное перемещение намоточного стержня и ведущего ролика, а пневмоцилиндры средства компенсации веса рулона снабжены приводом поворота рулона по траектории съема после намотки.