Устройство для измерения натяжения металлизируемых рулонных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

I(АВТОРС!(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19. Об . 79(21) 2807661/18-10 с присоединением заявки > 3304456/18-10 (23) Приоритет

Опубликовано 07.12.82. бюллетень Йо 45

Дата опубликования описакия 07, 12 82 р1 М в(з

G 01 1 5/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК . 781 (088. 8) / (72) Авторы изобретения

Э. Я, Ауэулея, М.Х. Лейбович, A М. Подольск

И.О.Васкум и М.М.Тара кий ной

Центральный научно-исследовательский и п институт по проектированию оборудования про жшленности и Специальное конструктор покрытий при Госплане Латвийской (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРУЕМЫХ

РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения натяжения лент, и может быть предназначено для измерения натяжения полимерных пленок и бумаг в вакуумных установках металлизации рулонных материалов, мроме того,оно может найти широкое применение в отделочном оборудовании целлюлозно-бу-мажной, полиграфической, фотохимичес10 кой, текстильной и других отраслях народного хозяйства.

Известно большое число конструкций измерителей натяжения лент. Хорошими метрологическими характеристиками при измерении натяжения в вакуумных установках металлиэации рулонных материалов обладают датчики усилий, в которых измеряемое усилие преобразуется в микроперемещение упругого чувствительного элемента. Микроперемещения можно фиксировать с помощью проволочных или полупроводниковых

: тензорезисторов, индукционных или механотронных преобразователей. Наибольшие преимущества в отношении точности, чувствительности, линейности, стабильности и надежности измерения

l микроперемещений принадлежат вакуумным механотронным преобразователем113, Одн ако при и з мерен и и н ат яжени я пвижущейся ленты чувствительный пет левой валик располагают, как правило, таким образом, что упругий элемент либо воспринимает вертикальную составляющую натяжения ленты и вес конструкции измерительного петлевого, валика, либо воспринимает только горизонтальную составляющую натяжения ленты и не воспринимает вес валика. В первом случае возникает противоречие в требованиях к жесткости чувствительного упругого элемента при восприятии малых вертикальных составляющих усилия натяжения относительно большой вертикальной:составляющей усилия силы тяжести иэмерител ного валика. Во втором случае на чувствительность измерения сила тяжести вала не влияет, однако при этом возникает проблема уменьшения горизонтальной составляющей силы трения при преобразовании горизонтальной составляющей натяжения в упругие микроперемещения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является иэ. измеритель натяжения полосы, содержащий мерительный петлевой валик, упругие опоры, выполненные в виде

979913 корпусов подшипников, соединенных упругими перемычками с жесткой рамой> а также силоиэмерительные датчики, становленные на Раме и связанные с порой, причем передача усилия натяжения на датчики осуществляется;че- 5 рез нажимные винты, установленные на корпусе подшипников (2().

Недостатками такого измерителя являются, во-первых, влияние трения в подшипниковых опорах на результаты измерения натяжения, а во-вторых, конструкция измерителя натяжения выполнена таким образом, что на результат измерения натяжения оказывает влияние вес силоизмерительного вала.

При измерении малых усилий натяжения вес вала не должен влиять на результаты измерения, так как s противном случае невозможно обеспечить необходимую чувствительность измерений.

Белью изобретения является повышение точности и чувствительности за счет исключения влияния трения в опорах вала и его веса.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения натяжения металлизируемых рулонных материалов, содержащем силоиэмерительный вал с подшипниковыми опорами, связанный с неподвижным основанием, и кон- 3() сольный упругий элемент, связанный с силоизмерительным датчиком, корпуса подшипниковых опор силоизмерительного вала жестко связаны между собой брусьями и установлены на основании 35 с помощью призменной подвески, выполненной в виде горизонтальной несущей балки в форме призмы и подушек в виде призматических отверстий в корпусах опор, один из которых снаб- 4О жен тягой с регулировочным винтом, связанным через консольный упругий элемент с силоизмерительным датчиком, выполненным в виде механотронного преобразователя. 45

На фиг.1 представлено устройство, общий вид, на фиг.2 — разрез А-A на фиг.1.

Устройство содержит силоиэмерительный вал 1 с подшипниковыми опорами 2, имеющими корпуса 3, в каждом иэ которых выполнены отверстия 4 призматической формы. В эти отверстия введена поперечная несущая балка .5, которая также выполнена в виде призмы, причем в каждой иэ опор ребро балки 5 совпадает с внутренними ребрами в отверстиях 4, Корпуса опор соединены жесткими брусьями 6. Правая (фиг.1) опора 2 имеет тягу 7 с нажимным упором 8, соприкасающимся с консольной пружиной 9 механотронного преобразователя 10, установленного на креплении 11 поперечной балки 5 к станине 12 перемоточного станка.

B креплении 11 имеются пазы 13, обес- 65 печивающие возможность перемещения механотронного преобразователя 10 по отношению к головке нажимного винта

8. Передача смещения тяги 7 на щуп

14 механотронного преобразователя

10 осуществляется через пластину 15, Регулируеыяй упор 16 с контргайкой поджимает тягу 7 с упором 8 к консольной пружине 9.

Выходным сигналом измерителя натяжения служит ток между анодами механотро-, на,измеряемый внешним прибором (стандартные блок питания механотронного й1>еобразователя и внешний измерительный прибор нв показаны). Передача сигнала от механотрона осуществляется кабелем, который соединяется с внешней аппаратурой, установленной вне вакуумной камеры, через вакуумные разъемы в корпусе камеры (не показан).

ИеталлиэируемЫй материал 17 охватывает силоиэмерительный вал 1 таким образом, чтобы вектор результирующего усилия натяжения, проходящий через ось силоизмерительного вала, имел горизонтальную составляющую Г -о, не равную нулю.

При изменении натяжения материала .изменяется горизонтальная составляющая результирующего усилия яpp создающая момент относительно точки подвески опоры на призме .несущей поперечйой балки 5.

Под действием этого момента корпус 3 опоры (фиг.2) поворачивается вместе с тягой 7.

Усилие, передаваемое через упор

8 на консольную пружину 9, пропорционально усилию натяжения. Поперечное сечение консольной пружины выбирается, исходя из пределов изменения натяжения с тем, чтобы максимальный прогиб конца пружины не превышал

100 мкм. Изменение этого прогиба производится механотронным преобразователем.

Такая конструкция устройства имеет преимущества за счет того, что, вопервых, изменение натяжения материала обуславливает изменение горизонтальной составляющей усилия натяжения, вертикальная составляющая и вес вала не влияют на результаты измерения, во-вторых, эа счет призменной подвески опор силоиэмерительного вала практически исключается влияние трения в опорах на результаты измерения натяжения, что, в свою очередь, повышает точность измерения малых усилий натяжения металлизируемого материала и повышает чувствительность измерений, в-третьих, дополнительное повышение чувствительности измерений достигается как за счет перемещения механотрон979913 ного преобразователя по отношению к нажимному упору 8 (этим изменяется плечо силы, давящей на гибкую пружину, а, следовательно, и величина деформациЦ, так и за счет смены промежуточного упругого элемента механотронного преобразователя (консольной пружины) . это позволяет обеспечить в сокуЮ чувствительность. измерений натяжения при любом виде метал физируемого материала. 10

Использование измерителя натяжения позволяет улучшить качество металлизации даже при ручном управлении натяжением материала. Оператор вакуумной уста новки, наблюдая эа показаниям i изме- i5 рителя, контролирует процесс металлизации внутри вакуумной камеры, не допуская провисания материала в зоне испарителей и возможного прожога материала. Автоматическое управление на- 3() тяженивм также возможно íà базе устройства, выходной сигнал которого может быть унифицирован. При любом виде управления процессом металлизации с использованием предлагаемого устройст- 75

sa уменьшается брак готовой продукции, уменьшаются простои вакуумной установки, связанные с разгерметизацией камеры для ликвидации брака и последующего набора вакуума, увеличивает- gp ся полезное время работы установки.

Формула изобретения

Устройство для измерения натяжения металлизируемях рулонных материалов, содержащее силоизмерительный вал с подцаипниковыми опорами, связан ный с неподвижным основанием, и кон сольный упругий элемент, связанный с силоизмерительным датчиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности эа счет исключения-влияния трения в опорах вала и его веса, корпуса подшилниковых опор силоизмерительного вала жестко связаны между собой брусьями и установлены на основании с помощью призменной подвески, выполненной в виде горизонтальной несущей балки в форме призмы и подушек в виде призматических отверстий в корпусах опор, один из котОрых снабжен тягой с регулировочкым винтом, связанным через KQHcoJIbHbiA упругий элемент с силоизмерительным датчиком, выполненным B виде механотрон" ного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берлин Г.С. и Розентул С.А.

Иеханотронные преобразователи и их применение. М., энергия,, 1974.

2. Авторское. свидетельство СССР

Р 574642, кл. G 01 4 5/04, 1976 (прототип).

979913

Составитель В. Курбатова

Редактор О.Ррковеыкая Техред N.Hàäü Ко екто М.наемник рр р

Заказ 9346/30 Тираж 887, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4