Станок для намотки изделий сложного профиля на неподвижных оправках

 

1, СТАНОК ДЛЯ НАМОТКИ ИЗДЕЛИЙ СЛОИНОГО ПРОФИЛЯ НА НЕПОДВИЖНЫХ ОПРАВКАХ, содержащий станину, каретку с приводом для движения по станине вдоль оправки, расположенное на каретке намоточное устройство в виде управляемого приводом погона с закрепленными на нем катушками с ленточным материалом, лентопротяжным трактом, натяжителем, раскладчиком, Данное изобретение относится к области переработки композиционных материалов и может быть использовано fe различных отраслях народного хозяйства при изготовдении изделий с большим отношением длины к периметру поперечного сечения. Известен станок для намотки длинномерных изделий , например, труб, содержащий станину с опорами для оправки,лентопротяжный тракт с натяжителем,раскладчик . Однако этот станок предназначен для намотки изделий в виде тел воашеснабженным собственным приводом и самоустанавливаюцимся роликом, программное управление, обеспечивающее синхронизацию всех движений, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения качества изготовления длинномерных изделий малой жесткости, станина представляет собой набор отдельных стыкуемых модулей, снабженных промежуточными опорами для поддержки изделия в процессе намотки , вьтолненными в виде пневмоманипуляторов , включаемых и отключаемых в зависимости от профиля изделия с помощью датчиков, расположенных на опорах и на каретке. с SS 2 о Станок для намотки по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, (Л с целью повьш1ения производительности , раскЛадчик выполнен в виде четырех головок, расположенных на погоне симметрично в радиальных направляющих . 00 05 S СО ния, в основном цилиндрического сечения . Известен станок для намотки изде . ЛИЙ сложного профиля на неподвижных оправках, содержащий станину, каретку с приводом для движения по станине вдоль оправки, расположенное на каретке намоточное устройство в виде управляемого приводом погона t закрепленными на нем катупками с ленточным материалом, лентопротяжным трактом с натяжителем, раскладчиком, снабжен

169 А3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) В 29 С 53/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

РВas лил

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 1 (21) 2693556/05 (22) 11.10.78 (46) 07.06.91. Бюл. Р 21 (72) A.Ñ.Çàéöåâ, А.И.Тихонов, Л.Л.Часовников, В.П.Пушков, Д.А.Иорданидзе и К.А.Зеленов (53) 678.057.94(088.8) (56) Цыплаков О.Г. Научные основы технологии композиционно-волокнистых материалов, Пермское книжное изд.

П., 1974, часть 1,с.196-202.

Авторское свидетельство СССР и 475279, кл. В 29 D 23/12, 1972. (54)(57) 1. СТАНОК ДЛЯ НЛИОТКИ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОГО ПРОФИЛЯ НА НЕПОДВИЖНЫХ

ОПРАВКАХ, содержащий станину, каретку с приводом для движения по станине вдоль оправки, расположенное на каретке намоточное устройство в виде управляемого приводом погона с закрепленными на нем катушками с ленточным материалом, лентопротяжным трактом, натяжителем, раскладчиком, Данное изобретение относится к области переработки композиционных материалов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении изделий с больним отнонением длины к периметру поперечного сечения. Известен станок для намотки длинномерных изделий, например, труб, содержащий r станину с опорами для оправки,лентопротяжный тракт с натяжителем,расклад.чик. Однако этот станок предназначен для намотки изделий в виде тел вваше2 снабженным собственным приводом и самоустанавливаюцимся роликом, программное управление, обеспечивающее синхронизацию всех движений, о т л и -, ч а ю г1 и и с я тем, что, с целью повышения качества изготовления длин- номерных изделий малой жесткости, . станина представляет собой набор отдельных стыкуемых модулей, снабженных промежуточными опорами для поддержки изделия в процессе намотки, выполненными в виде пневмоманипуляторов, включаемых и отключаемых в зависимости от профиля изделия с помощью датчиков, расположенных на опорах и на каретке.

2. Станок для намотки по п.1, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения производительности, раскйадчик выполнен в виде четырех головок, расположенных на погоне симметрично в радиальных направляющих, ния, в основном цилиндрического сечения.

Известен станок для намотки изде.лий сложного профиля на неподвижных оправках, содержаний станину, каретку с приводом для движения по станине вдоль оправки, расположенное на каретке намоточное устройство в виде управляемого приводом погона с закрепленными на нем катушками с ленточным материалом, лентопротяжным трактом с натяжителем, раскладчикои, снабжен786169 навливающимся роликом, программное управление, обеспечивающее синхронизацию всех движений. Однако этот станок не обеспечивает высокое качество изделий с>1ожного профиля, и обладающего малой жесткостью в поперечном сечении.

Цель изобретения — повышение качества изготовления длинномерных изделий малой жесткости и производительности процесса намотки.

Эта цель достигается тем, что станина представляет собой набор отдельных стыкуемых модулей, снабженных промежуточными опорами для поддержки изделия в процессе намотки, выполненными в виде пневмоманипуляторов,, включаемых и отключаемых в зависимости от профиля изделия с помощью дат- 20 чиков, расположенных на опорах и на каретке, кроме того раскладчик выполнен в виде четырех головок, расположенных на погоне симметрично в радиальных направляюцих. 25

На фиг.1 изображен станок, общий вид; на фиг.2 — схема намоточного устройства; на фиг.3 — раскладчик; -на фиг.4 — конструкция раскладочного ролика; на фиг.5 — модуль станины; н а фиг . 6 — к он стр укция опоры; н а фиг . 7— вид 1 верхней части штока опоры.

Станок имеет станину 1 модульной конструкции, на которой расположены опоры 2, каретка 3 с намоточным устройством 4 приводом 5 каретки, при35 водом 6 раскладчика, приводом 7 намоточного. устройства, оправка 8, зажатая в патронах 9 распорных пинолей

10, расположенных н опорных бабках

11. Опорные бабки 11 имеют возможность перемещаться вдоль станины 1.

Намоточное устройство 4 станка, смонтированное в корпусе 12, закреплено на каретке 3.

В шариковых опорах 13 смонтирован левый зубчатый погон 14, справа в таких же опорах 15 смонтирован правый зубчатый погон 16. На правом зубчатом погоне 16 при монтаже устройства

50 крепится неподви>кно относительно этого погона промежуточное зубчатое колесо 17 (в частном случае это может быть только фланец с участком зубчатого сектора). На левом зубчатом погоне 14 крепятся равнорасположенные

55 четыре оси 18, на которых смонтированы шестерни 19 с возможностью вращения относит ".ьно этих осей, На этом же погоне в роликовых направляюцих 20 расположены четыре раскладочные головки раскладчика с зубчатыми рейками 21, которые входят в зацепление с шестернями 19. 1дестерни 19 одновременно находятся в зацеплении с промежуточным зубчатым колесом 17.

Левый зубчатьпr погон 14 находится в зацеплении с шестерней 22, которая закреплена на водиле дифференциала 23.

Правый зубчатый погон 16 находится в зацеплении с шестерней 24, которая закреплена на одном полом валу с конической шестерней того же дифференциала 23.

Водило дифференциала 23 через зубчатую пару 25 связано с валом привода 26. Корпус 27 приводного редуктора крепится к корпусу каретки .3. Кроме того, через зубчатую пару 28 вал привода 26 связан с датчиком обратной связи 29 по положению, а зубчатой парой 30 с датчиком обратной связи 31 по скорости погона 14.

Врацение ведуцей шестерне дифференциала 23 передается так >ze через шестерни 32 и 33 от вала привода 34.

Привод 34 управляет движением раскладчика через рейки 21. С валом привода 34 через зубчатую пару 36 связан датчик 36 по положению, а через зубчатую пару 37 датчик 38 по скорости раскладчика.

Кинематическая цепь от привода 5 каретки 3 до станины 1, имеюцая так же датчики по положению и по скорости каретки, не показана на чертежах, так как она представляет собой обычный редуктор.

Раскладчик выполнен в виде четырех раскладочных головок 39, которые расположены симметрично на левом погоне 14 и смонтированы в корпусах

40 на роликовых направляющих 20 и

41. На левом погоне 14 расположены четыре катушки 42 для основного наматываемого материала и четыре катушки

43 для приема с катушек 42 разделительной подложки (улучшаюцей технологичность наматываемого материала).

Компланарно с катушками 42 и 43 расположены дисковые тормоза 44, ролики

45-47 лентотрактов, Ось одного из этих роликов, например 47, подпружинивается для выборки слабины ленты при изменении направления движения

786169

55 каретки при малых c< (30 углах намотки (на чертеже не показано).

На чертеже фиг.4 в масштабе, увеличенном по отношению к изображению фиг.3, показана конструкция раскладочной головки 39 (вид Б-Б с фиг.3), с самоустанавливаюцимся раскладочным роликом 48, ось которого крепится во втулке 49, смонтированной на шариковой опоре 50 во фланце 51 скалки 52, установленной в роликовых направляющих 20 и 41. Со скалкой 52 неподвиг<но связана зубчатая рейка

21, показанная на фиг.2.(Крепление роликовых направляюцих 20 к погону

14 на чертеже пе показано), На чертеже фиг.5 показан модуль

53 станины 1, который представляет из себя коробчатую (папример, сварную) конструкцию. На верхней плоскости модуля станины закреплены зубчатая реш<а 54, с которой сцепле- на выходная шестерня привода 5 каретки 3 (на чертеже не показано) и две направляющие 55 для каретки 3.

IIa нижней плоскости размег4ены две направляющие 56, на которых устанавливаются опорные бабки 11 с возможностью их наладочного перемещения по этим направляющим, а также устанавливаются модули опор 2 с возможностью такого же наладочного перемещения. Длины корпуса модуля 53 станины, направляюг<их 55 и 56, рейки 54 равны между собой, поэтому стыковка модулей станины не требует подгонки.

После выставки в поперечном направлении модули крепятся болтами 57 и штифтуются в стыках, образуя единую станину.

На черте>хе фиг.6 изображена конструкция модуля опоры 2, выполненная в виде пневмоманипулятора.

Иодуль опоры состоит из корпуса

58, установленного на нижние направляющие 56 модуля станины. В корпусе

58 смонтирован пневмоцилиндр 59 двустороннего действия со ытоком 60 (который в свою очередь может быть телескопическим), клапан управления пневмоцилиндром 61 и механизм блокировки 62.

На штоке 60 крепится упорный винт 63 и вьлдвижной винт 64, на котором шарнирно смонтирован ложемент 65, 5

6

Иеха ни зм бл о кир о в к и 6 2 име ет уп ор

66, подпружиненный пружиной 67 с толкателем 68 °

Кроме того, на чертеже фиг.6 изображены путевой выключатель 69, упор

70, установленные ta каретке 3. Упор

70 располагается в продольном направлении и имеет консольно-симметричные вылеты с обоих сторон каретки.

На чертеже Лиг.7, в более крупном масштабе по отношению к изображению фиг.6, показана часть штока 60 с ложементом 65. Иежду штоком 60 и выдвижным винтом 64 имеются две гейки

71 и 72. Ие><ду ло><ементом 65 и выдвижным винтом 64 имеется четыре регулировочных винта 73 для ориентации ложемента в шарнирном соединении.

На каждом ложементе смонтированы с помоцью винтов 74 по два боковых откидных рычажных упора 75, подпружиненных прушшами 76 и имеюцих ролики 77 и 78. В ложементах имеются пазы 79.

Оправка 8 для намотки изделия кре-. пится в патронах 9 двух опорных бабок 11, растягивается с помощью пинолей 10 и поддерживается опорами 2.

Для настройки стана на намотку изделий, разность длины которых больгле хода пинолей 10, опорные бабки 11 передвигаются по направляющим 56 модулей 53 станины 1 и закрепляются на требуемое между ними расстояние (ом. фиг.1 и фиг.5).

При специализации производства на каких-то определенных длинах наматываемых изделий, габариты станка можно менять на величины, кратные длинам модулей 53, при этом потребуется только выставка в поперечном направлении модулей 53, гак как направляюг<ие 55 и 56 выполняются идентичными, а зубья реек 54 заканчиваются в каждом модуле 53 в одной и той же фазе.

Описываемьпл станок работает следующим образом.

На левом погоне 14 (cM. фиг.3) устанавливаются четыре катушки 42 с наматываемым материалом, свободные концы которого пропускают .через ролики 45, тормоза 44, ролики 46 и

47, раскладочные головки 39, ролики 48 и крепятся на оправке 8.

786 169

Одновременно с катушками 42 ставят катушки 43 для смотки промежуточной подложки.

От привода 5 (сгл. фиг.1) получает движение каретка 3 с намоточным устоойством 4 вдоль оси неподвижной оправки 8 . (стрелки Дна чертежах фиг.1 и фиг.2).

От привода 26 (см. фиг.2) вращение 10 через кинематическую цепь 25, 23, 24, 22 сообщается зубчатым погонам 14 и 16.

Количество зубьев шестерен пары

25 и 2Т погона 14 и зубьев шестерен дифференциала 23 и 24, погона 16 выбраны такйм образом, чтобы при зафиксированном приводе 34 раскладочных оголовок 39 для выполнения окружной намотки оба погона вращались г0 синхронно вокруг оси оправки 8 (стрелка Е на фиг.3).

Для получения угла намотки, особенно меньше 30, включают привод 34 (см. фиг.2). При этом, кроме враща- 25 тельного движения относительно оправки 8, зубчатый погон 16 с промежуточным колесом 17 получает вращательное движение относительно погона 14 через шестерни 32 и 33, дифференциал 23, шестерню 24, а следовательно,получают вращение и четыре шестерни 19; отсюда получают движение и зубчатые рейки 21 раскладочных головок 39 раскладчика, при этом раскладочные головки 39 раскладчика могут перемещаться к центру оправки или в обратном направлении (стрелки И на фиг.3), в зависимости от направления вращения привода 34. В зависимости от по- 40 ложения ленты на оправке 8 раскладочные ролики 48 вместе со втулками

49 разворачиваются (стрелки на фиг.4) самой лентой в опорах качения 50, смонтированных во фпанцах 51 раскладочных головок 39. Скорость движения каретки 3, погона 14, а также скорость и траектория движения раскладочных головок, 39 выбираются при расчете программы намотки конкретного изделия.

Если в каких-то особых производст венных ситуациях потребуется работать только одной раскладочной голов55 кой раскладчика (необходимость захода в какие-то локальные несимметричные углубления, то остальные головки могут быть легко демонтированы), Во время работы по программе каретка 3, не доходя на расчетное расстояние до поддерживающей опоры, своим консольным упором 70 (см.фиг.6) нажимает на клапан управления 61, который дает команду на опускание штока 60 с ложементом. 65.

Иток с ложементом опускается вниз, упорный винт 63 отжимает толкатель

68, который отводит вниз подпружиненный упор 66 механизма блокировки 62 и каретка 3 минует зону опоры (см. фиг.1).

Как только упор 70 каретки 3 съе дет с клапана управления 61, шток с ложементом поднимутся вверх и займут рабочее положение.

Если после срабатывания клапана управления 61 на опускание опоры, шток 60 с ложемептом 65 по каким-либо причинам не опустятся, то, при своем движении, каретка 3 наедет пу-. тевым выключателем 69 на подпружиненный упор 66 механизма блокировки

62 и остановится, так как упор 66 не будет опущен.

Путевые выключатели 69 расположены копсольно с обоих сторон по ходу каретки. Длины консолей, на которых расположены выключатели 69, по ходу движения каретки меньше длин, консолей упоров 70, зта разница выбйрается такой, чтобы, даже при максимальной, скорости движения каретки, время между моментом включения клапана 61 и моментом вероятного включения выключателя 69 (в случае аварийной си» туации) было бы не меньше, чем время срабатывания опоры при опускании.

Принцип управления опорами не зависит от того, с какой стороны к опоре подходит каретка.

Модуль опоры может устанавливаться на направляющих 56 в любом месте модуля станины. Число модулей опор определяется жесткостью наматываемой оправки.

В соответствии:с формой наматываемой оправки 8 производится выставка ложементов 65 всех используемых опор 2.

В вертикальном направлении (по высоте) ложеглент 65 выставляется эа счет выдвижного винта 64 (см. фиг.7 и фиг.6) и гаек 71 и 72.

7861

10

Наклон платформы ложемеита 65 относительно горизонтальной плоскости производится путем ориентации шарнир.ного соединения между платформой ложемента 65 и выдвижным винтом 64, с помощью четырех винтов 73.

Расстояние между подпружиненными рычагами 75 изменяется за счет паза

79 и винтов 74.

В случае необходимости рычаги 75 могут быть легко заменены на рычаги или специальные прихваты другой формы °

Предлагаемый станок выгодно отличается от прототипа и других анало-. гов, известных в настоящее время.

Конструкция станины, выполненная 20 в виде отдельных стыкуемых модулей, позволяет монтировать станок под изделия размерного ряда конкретного производства, вслелствие- чего экономятся производственные площади и 25

: в то же время, не ограничиваются воз.можности станка для получения в других производствах изделий больших типоразмеров.

Наличие на станине модулей опор выполненных в виде пневмоманипуляторов с поддерживающими ложементами, позволяет заматывать с углами намотки от 0 до 90 неподвижные оправки очень малой жесткости, которые на ранее существовавшем оборудовании не могли быть замотаны.

Совместное действие симметричных раскладочных головок и ложементов опор, зажимаюцих оправку через необходимый интервал длины, до минимума сокращает все виды возможных деформаций нежестких длинномерных оправок, что позволяет получить стабильную и качественную укладку наматываемого материала, повышающую в конечном счете и качество всего получаемого изделия.

Работа раскладчика одновременно четырьмя раскладочными головками в четыре раза повышает производительность станка по сравнению с прото- . типом.

Регулировка хода и формы ложементов позволяет быстро перестраивать станок под изделия различной пространственной конфигурации.

786169

7д

76

Редактор М.Ленина Техред Л.Олийнык Корректор М;Самборская

Заказ 2563 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

11, II

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101