Устройство для стабилизации натяжения провода

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (»)922012

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За«леио 28.05,80 (2 t ) 2934919/28-12 (5I)M. Кл.

В 65 Н 59/38 с присоединением заявки М (23) П риоритет

3ЪеудерстееннкМ кемнтет

СССР пе делам нзобретеннй и открытий (53) УД К677.057.

1(088 8) Опубликовано 23.04.82, Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 26 04 82 " « -т

A. А. Краснопрошина, В. П. Галан, Д. А. Демидов и И. Ф. Тищенко 1 . (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революшй" ---=« . (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАБИИ

НАТЯЖЕНИЯ ПРОВОДА дт=) к)„(чд-чд 8, Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при намотке провода на прямоугольные и пластинчатые каркасы.

Известно устройство для стабилизации натяжения провода при намотке на каркас, содержащее малоинерционный ролик, смонтированный на валу исполнительного двигателя, соединенного со средством для регулирования натяжения и оправку, кинематически соединенную с валом приводного двигателя.

В этом устройстве при намотке провода на профильные каркасы линейная скорость точки контакта провода и каркаса изменяется по гармоническому закону и определяется выражением

9 -LklR 81h ш1, Приращение натяжения при изменении линейной скорости определяется извест ным выражением где YA — скорость провода в точке его схода с ролика, Из выражения следует, что, обеспечивая равенство скоростей, возможно осуществление с табилизации натяжениФ 1 ..

Однако датчик средства для регулирования натяжения в известном устройстве обладает большой инерционностью, а следовательно, имеет очень низкое то быстродействие. Прй намотке проводов на профильные каркасы на повышенных скоростях, применение таких датчиков не позволяет добиться требуемой степени стабилизации натяжения, следстви15 ем чего является увеличенное количество брака.

Цель изобретения - повышение точности стабилизации натяжения.

Указанная цель достигается за счет того, что известное устройство, содержащее малоийерционный ролик, смонтированный на валу исполнителт,наго двигателя, соединенного со средством для регулирования натяжения и оправку, 92201

40 дТ++ И (VAVAg)$4

ТЗТg Ê Чд-"pg)8t

3 кинематически соединенную с валом приводного двигателя, имеет датчик угла поворота оправки, смонтированный на валу приводного двигателя, и цифроаналоговый формирователь, вход которого электрически соединен с датчиком. угла поворота оправки, а выход подключен к входу средства для регулирования на тяжения, На фиг. 1 показана блок-с:хема устройства; на фиг. 2 — выполнение цифроаналогового формирователя; на фиг. 3эпюры скорости и напряжений.

Устройство содержит датчик угла поворота оправки 1, смонтированный на валу приводного двигателя 2, оправку 3, цифро-аналоговый формирователь 4, вход которого соединен с датчиком угла поврота оправки 1, а выход связан с входом сумматора системы регулирования напряжения 5, выход которой, в свою очередь, соединен с входом исполнительного двигателя 6, вал которого связан с малоинерционным роликом 7.

Бифро-аналоговый формирователь 4 включает в себя регистры 8и9,,связанные с блоками сравнения 10 и 11, счетчик импульсов 12, дешифратор 13, блок формирования сброса 14, триггеры управления 15 и 16, электрически связанный с ними реверсивный счетчик 17, цифро-аналоговый преобразователь 18, блок аналогового напряжения 19 и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 20.

Выходы блоков сравнения 10 и 11 через логические элементы 21 подключены ко входам триггеров управления

15 и 16, выходы которых через элементы совпадения 22 и 23 связаны с входами реверсивного счетчика 17.

Блок формирования сброса 14 состоит из электрически связанных между собой логических элементов 24.

Наматываемый материал 25 (провод

4$ или лента) перемешается под воздействием усилия, возникаюшего за счет вращения оправки с каркасом 3, приводимого во врашение двигателем 2.

На одном валу с двигателем и оправкой установлен датчик угла поворота оправки 1, выходной сигнал которого представляет собой последовательность прямоугольных импульсов. Импульсы . датчика поступают на вход цифро-аналогового формирователя 4, который формирует аналоговый сигнал треугольной формы определенной частоты и

2 4 амплитуды. Этот сигнал подают на вход сумматора системы регулирования напряжения 5, которая обеспечивает требуемое усиление выходного сигнала сумматора по напряжению и мошности.

Выход системы подключен на вход двигателя постоянного тока 6, который является исполнительным элементом устройства стабилизации натяжения.

Под действием приложенного напряжения, закон изменения которого задается напряжением цифро-аналогового формирователя, угловая скорость вала двигателя, а соответственно, и регулировочного ролика 7 установленного на его валу, изменяется. Следовательно, изменяется и скорость Vg провода в точке А на регулировочном ролике 7, т. е. осуществляется увеличение или уменьшение подачи провода на каркас, что приводит к равенству скоростей Чд и UAg.

При намотке на прямоугольный каркас линейная скорость точки контакта провода и каркаса В изменяется в соответствии с выражением

VA5a® SirluJt где % — угловая скорость каркаса; — радиус каркаса.

Причем угол 6, ЯЬ ., например для квадратного каркаса, изменяется от 45 до 13 5 . Изменение угла, а соответсто венно, и скорости осушествляется 4 раза за один оборот каркаса. Кривая изменения скорости для квадратного каркаса представлена на фиг. 3 б, а для прямоугольного с соотношением сторон 1: 4 - на ф . За.

В зависимости от изменения скорости провода изменяется и усилие. натяжения, которое определяется выражением где К вЂ” коэффициент жесткости провода.

Суммарное усилие натяжения провода

I где Tg — требуемое усилие натяжения.

Из полученного выражения следует, что для поддержания требуемого усилия натяжения, необходимо обеспечить равенство скоростей VA -- Y>>.

Для выполнения полученного соотношения изменяют скорость VA в строгом соответствии с изменением VA, т. е. увеличивают или уменьшают подачу провода.

5 9220

Е1ифро-аналоговый формирователь 4 предназначен для формирования сигнала напряжения определенной амплитуды и частоты. Частота этого напряжения должна строго соответствовать частоте изменения скорости Чд.

Импульсы от датчика угла 1 поступают на вход счетчика импульсов 12, суммирующий вход регистров 8 и 9 и на вход блока аналогового напряжения 19. та

На суммирующий вход реверсивного счетчика 17 импульсы проходят через элементы совпадения 23, на вычитаюший вход импульсы не проходят. так как элемент совпадения 22 блокирован триггером 1 5.

При поступлении импульсов содержимое счетчика 17 увеличивается, в результате чего увеличивается амплитуда напряжения на выходе цифро-аналогового щ преобразователя 18. Это напряжение усиливается усилителем 20, коэффициент усиления которого Пропорционален напряжению на выходе блока аналогового напряжения 19. Изменяя величину íà- ?s пряжения усилителя 20, можно получить требуемую амплитуду сигнала на выходе цифро-аналогового формирователя 4.

В момент, когда содержимое счетчика импульсов 12 станет равным содержимо- Зр му регистра 9, блок сравнения 10 сформирует сигнал напряжения, соответствующий уровню логической единицы. Этим сигналом триггер 16 установится в

"нулевое" состояние, а триггер 15 — в 35

"единичное" состояние. Вследствие этого импульсы теперь будут поступать на вычитаюший вход реверсивного счетчика 17, содержимое последнего будет уменьшаться, а соответственно, умень- 4 шится и напряжение на выходе формирователя 4. Таким образом осуществляется. формирование участка ОАВ диаграмм напряжения (фиг. 35) . При содержимом счетчика 12, равном четверти оборота (250), на выходе дешифратора 13 фор-мируется высокий потенциал, которым осушествляется переключение триггеров

15 и 16 на обратное, В этом случае импульсы подаются вновь на суммирующий вход счетчика 17 и формируется участок ВС (фиг. 3 о ) напряжения на выходе формирователя. По достижении содержимым счетчика 12 значения, равного значению кода, на блоке сравнения

11 формируется сигнал, который осуществляет переключение триггеров 15 и 16 на обратное. Импульсы будут поступать на вычитаюший вход счетчика 17, фор-

12 6 мируя участок С 9 (фит . 3 5 ) диаграммы напряжения на выходе формирователя 4.

В момент, когда оправка с каркасом повернется на 1/2 оборота, что соот ветствует 500 импульсам датчика вращения, на выходе счетчика 12 формируется напряжение, соответствуюшее уровню логической единицы. Этим сигналом изменяется состояние триггеров

15 и 16, осуществляется установка счетчиков 12 и 17 в исходное состояние. После этого процесс формирования управляющего напряжения продолжается.

Сформированное формирователем 4 напряжение, будучи поданным на вход сумматора системы регулирования на» пряжения 5, позволяет осуществить требуемый закон изменения управляющего напряжения исполнительного двигателя 6. B соответствии с этими изменениями напряжения изменяется скорость вращения вала исполнительного двигателя 6, а следовательно, и ролика 7. Таким образом, с достаточной точностью обеспечивается равенство скоростей т/, и Ч, тем самым, обеспечивая стабилизацию усилия натяжения наматываемого материала.

Как показывают исследования, предлагаемое устройство позволяет уменьшить усилие натяжения йТ в 4 — 7 раз при скоростях намотки от 1000 до 4000 об/мин.

Предлагаемое ус тройс тво позволит улучшить качество наматываемых иэделий и существенно уменьшит количество брака, связанного с обрывом провода.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации натяжения провода, преимущественно при намотке на профильные каркасы, содержащее малоинерционный ролик, смонтированный на валу исполнительного двигателя, соединенного со средством для регулирования натяжения, и оправку, кинематически соединенную с валом приводного двигателя, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения степени стабилизации натяжения, оно имеет датчик угла поворота оправки, смонтированный на валу приводного двигателя, и цифро-аналоговый формирователь, вход которого электрически соединен с датчиком угла поворота оправки, а выход подключен к входу средI ства для регулирования натяжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Японии Ne 165456, кл. 16 Н/02, 1956 (прототип).

922012

3 срн г

О д

VnB

Составитель А. Шумилин

Редактор Н. Гунько Техред С. Мигунова Корректор А. Ференц

Заказ 2480/27 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

123035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, !