Регулятор натяжения

ОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26. 06. 81 (21) 3306808/28-12с присоединением заявки РЙ(5)М. Кл. В 65 Н 77/00 Ъеудпратаепый камктат СССР по папам вэааретекнй и аткрыткй(54) РЕГУЛЯТОР НАТЯЖЕНИЯ Изобретение относится к регуляторам натяжения, конкретнее, к регуля-. торам натяжения длинномерных материалов при автоматизации процесса изготовления изделий из композиционных материалов методом намоток, в том числе в химическом машиностроении при изготовлении емкостей методом намотки пропитанного связующим ленточного материала на уделенную вращающуюся о оправку переменного радиуса.Известен регулятор натяжения, содержащий блок управления электродвигателем с исполнительным механизмом, датчики натяжения, установленные соответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнения, входы которого соответственно подключены к датчику натяжения, установленному после исполнительного ме ханизма, и к задатчику натяжения, и датчик скорости материала 1 .Недостатком известного регулятора является невысокая точность регулирования натяжения, так как при намотке на оправку переменного радиуса наличие задатчика скорости пртзтяжки материала на регулируемом участке (т.е. стремление создать постоянную скорость движения материала) приводит к появлению в тракте протяжки после опорного механизма петель и рывков ленты при переходе точки контакта с цилиндрической части на днище и обратно, что вызовет резкое изменение величины регулируемого натяжения, которого исполнительный механизм, поставленный между датчиками натяжения, ликвидировать не сможет, так как принцип работы его основывается на предположении постоянства заданной скорости протяжки что в реальной системе не наблюдается ввиду того, что скорость протяжки - существенно переменная величина, определяемая положением точки контакта.Цель изобретения - повышение точности регулирования натяжения.979251 где О, Е - соответственно коэффи 10 циент Пуассона и модуль упругости для наматываемого материала;Й - радиус исполнительногомеханизма;15 - коэффициент трения гибкого материала с поверхностью исполнительного механизма;5 - площадь поперечного сеН20 чения нерастянутогоматериала;Ч - скорость движения материала в тракте;о натяж11 гг2 ние и скорость изменения натяжения на участ - ках материала до и после исполнительного механизма;ЭО с 6 - скорость изменения угла охвата гибким материалом поверхности исполнительного механизма, определяемая скоЭ 5 ростью поворота исполнительного механизма,Регулятор работает следующим образом.С датчика 2 натяжения, установлен 40 ного на регулируемом участке 11, сигнал, пропорциональный натяжению Т,поступает в элемент 8 сравнения, гдесравнивается с сигналом, пропорцио"нальным требуемому значениюнатяжения4 То и поступающим от задатчика 7 натяжения. Если Т = То, то в элементе 8сравнения вырабатывается сигнал, закрывающий ключ 10, и угол поворотаисполнительного механизма 3 (а следоЭ 0 вательно, и угол охвата материаломповерхности исполнительного механизма) не меняется,При Ту 11 Т 0 с элемента 8 сравненияподается сигнал, открывающий ключ 10"ЭЭ и несущий информацию о том, увеличивать или уменьшать угол охвата материалом поверхности исполнительногомеханизма (при Тг ) То - уменьшать,при Тг с Т - увеличивать). Поставленная цель достигается благодаря тому, что регулятор натяжения,содержащий блок управления электродвигателем с исполнительным механиз"мом, датчики натяжения, установленныесоответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнения, входы которого соответственноподключены к датчику натяжения, установленному после исполнительного механизма, и к задатчику натяжения, идатчик скорости материала, имеет вычислительный блок и ключ, при этомвыходы обоих датчиков натяжения идатчика скорости материала связаны ссоответствующими входами вычислительного блока, выходом подключенного кпотенциальному входу ключа, управляющий вход которого соединен с выходомэлемента сравнения, а выход - с входом блока управления.На чертеже представлена структурная схема регулятора,Датчики 1 и 2 натяжения гибкогоматериала установлены соответственнодо и после исполнительного механизма3. На участке 1 регулирования натяжения установлен датчик 5 скорости материала, наматываемого на оправку 6,Выходы датчика 2 и задатчика 7 натяжения связаны с входами элемента 8сравнения. Входы вычислительного блока 9 соединены с входами датчиков 1,2 и 5, а его выход через ключ 10 подключен к блоку 11 управления электродвигателем 12, вал которого соединенс исполнительным механизмом 3, Кроме того, выходэлемента 8 сравнениясвязан с управляющим входом ключа 10,Исполнительный механизм 3 регулятора натяжения представляет собойпроточенный по образующей вал, черезкоторый пропускается гибкий материал.Возможность регулирования величинынатяжения обусловлена наличием функциональной связи между углом поворота исполнительного механизма, обеспечивающего требуемый угол охвата материалом поверхности исполнительногомеханизма, и величиной натяжения, скоторым осуществляется намотка, Изменение угла охвата осуществляется засчет принудительного поворота исполнительного механизма электродвигателем 12 путем изменения значения и знака момента электродвигателя, управляемого по цепи якоря.Вычислительный блок 9 производитрасчет функции, связывающей угол поворота исполнительного механизма соскоростью движения укладываемого мате.риала и его натяжениемЭ Ч тг 1 ) 11 г 1)25 КК - Ггн979251 формула изобретения к ффФИ ВНИИПИ Эаказ 9515/27 Тираж 590 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород ул. Проектная,В вычислительном блоке 9 вырабатывается сигнал, который через открытый ключ 10 поступает в блок 11 управления. Управляющее воздействие, величина которого пропорциональна на- ф тяжению, замеренному датчиками 1 и 2, и скорости протяжки материала; а знак определяется соотношением между требуемым и действительным значением натяжения на регулируемом участке, поа ступает на электродвигатель 12, за-. ставляя его изменять угол поворота исполнительного механизма 3, чо ведет к регулированию уровня натяжения, с которым ведется намотка.3Зкономический эффект от использования предлагаемого регулятора определяется высокой точностью регулирования натяжения. Регулятор натяжения, содержащийблок управления электродвигателем с исполнительным механизмом, датчики натяжения, установленные соответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнения, входы которого соответственно подключены к датчику натяжения, установленному после исполнительного механизма, и задатчику натяжения, и датчик скорости материала, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, он имеет вычислительный блок и ключ, при этом выходы обоих датчиков натяжения и датчика скорости материала связаны с соответствующими входами вычислительного блока, выходом подключенного к потенциальному входу ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выходс входом блока управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 11 628069, кл. В 65 Н 77/00, 1977 (прототип).