Устройство для измерения натяжения волокон

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 А 09) П 1) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ К АЗТ С 8 ИДЕТЕЛ и ко(54НАТЯИЕсте Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Пяткин С.ф, Разработка метода и исследование натяаения и трения стеклянного волокна в процессевытягивания, Дис. на соиск. учен.степ. канд. техн. наук. М., 1953.2. Патент С)Ш В 3650717,кл. б 5-11, опублик. 1972.)57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯНИЯ ВОЛОКОН, преимущественноклянных, в процессе производства,включающее плиту с закрепленнымина ней упругим элементом и преобразователямн, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения произ"водительности труда и улучшения ка"чества нити, оно снабиено рычагом,аестко закрепленным на упругом элементе, нитесборником и прямоугольной пластиной, иестко закрепленными соответственно на концах рычага,причем одна из меньших сторон пластины параллельна продольной оси рычага, а одна из больших. сторон выполнена с радиусом кривизны, пр тором нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычагад упругим элементом.Данное устройство может быть использовано в производстве стекловолокна и позволяет исследовать суммарное натяжение волокон в динамике за счет сравнительно малой массы его подвижных деталей и наличия преобразователей.Указанное устройство не обеспечивает раздельный контроль усилия вытягивания и силы трения, иеобхо 60 б 5 Изобретение Относится к промыш-,.ленности стройматериалов, в частности.к оборудованию заводов стеклянного волокна, и может быть использовано для Измерения натяженияволокон, преимущественно стеклян-5ных, в процессе производства.Известно устройство для измерения натяженияи трения волокна,состоящее из легкосъемного рычага,свободно вращающегося в подшипни Оках, к концу правого плеча рычагаподвешена уравновешивающая цепь,второй конец которой наматывается надиск, поворачивающийся от руки. Поуглу поворота диска судят о величине суммы сил, состоящей из натяженияи трения волокна. Левый конец рычагаснабжен вращающимся в подшипникахроликом, на котором неподвижно закреплен маятник со стрелкой; По величине отклонения маятника судят осиле трения1 1.Однако отсутствие возможности гпрямого раздельного измерения силтрения и .натяжения волокна и отсутствие возможности исследования динамических характеристик процессаполучения стекловолокна из-за сравнительнобольшой массы подвижныхдеталей устройства, а также необходимость ручной балансировки прибора при каждом измерении позволяют использовать укаэанное устройст-во только,в рамках лабораторныхисследований для определения средних значений натяжения волокна. 35Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для измерениянатяжения волокон в процессе производства, включающее плиту с закрепленными на ней упругим: элементом спреобразователями; Монтируется устройство на установке по производству стекловолокна между нитесборником и раскладчиком. Принцип работыустройства основан на том, что сформированная иэ волокон стеклоиить 45заправляется в нитепроводники и,изменин в результате этого своютраекторию, оказывает давление наупругий элемент и изгибает его. Деформация упругого элемента превращается преобразователями в электрический сигнал, неличина которогои характеризует суммарное натяжение,состоящее иэ усилия вытягивания исилы трения волокон о нитесборник 2 55 димого для быстрого обнаружения причин нарушения процесса и улучшения качества стеклонити. Кроме того, использование этого устройстна приводит,к необходимости допол-)нительного контакта стеклонолокон с его нитепроводниками, что отрицательно сказывается на качестве стеклонити и является одной иэ причин, нарушающих устойчивость процесса.Цель изобретения - повышение производительности труда и улучшение качества нити.Постанленная цель достигается тем, что устройство для измерения натяжения волокон, преимущественно стеклянных, в процессе произнодства, включающее плиту с закрепленными на ней упругим элементом и преобразователями, снабжено рычагэм, жестко закрепленным на упругзм элементе, нитесборником и прямоу.-ольной пластиной, жестко закрепл энными соответственно на концах р ычага, причем одна из меньших сторон пластины параллельна продольной оси рычага, а одна из больших сторон выполнена с радиусом кривиз,ны, при котором нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычага с упругим элементом,На фиг. 1 показано предлагаемое -устройство, общий вид; на фиг, 2 схематичное расположение устройства на технологической линии по производству стекловолокна.Устройство включает плиту 1 с кронштейнами 2 и 3. На кронштейне 2 закреплены преобразователи 4 и 5, включающие, например, фотоэлементы б. Преобразователи 4 и 5 предназначены для получения на выходе устройства электрических сигналов, напряженияБ и Б 2 которых характеризуют величйны сйл натяжения, и трения нолокон соответственно. На кронштейне 3, имеющем сквозное отверстие 7, жестко закреплен по периферии отверстия 7 упругий элемент 8, выполненный, например, в.виде мембраны и предназначенный для возврата жестко закрепленного на нем рычага 9 в исходное положениеНа одном конце рычага 9 жестко установлен нитесборник 10, предназначенный для передачи рычагу сил натяжения и трения, контактирующих с ним в процессе получения волокон. Кроме того, нитесборник 10 предназначен для формирования стеклонити из волокон. На другом конце рычага 9 жестко закреплена светонепроницаемая прямоугольная пластина 11, у которой одна сторона 12 параллельна продольной оси рычага 9, а другая сторона 13 имеет постоянный радиус кривизны и расположена таким обра40 зом, что нормаль к ее поверхностипроходит через точку соединения рычага с упругим элементом.Светонепроницаемая прямоугольная пластина 11 предназначена дляизменения количества света, поступающего на фотоэлементы 6 и расположена между фотоэлементами и источниками света, Плита 1 и закрепленные на ней детали защищаются водоохлаждающим кожухом 14. Устройство монтируется на технологическойлинии таким образом, что продольная ось рычага располагается вблизи биссектрисы угла Ы, образованного осью 15 симметрии стеклоплавильного сосуда 16 и сформированной15из волокон 17 стеклонитью 18.Устоойство работает следующимобразом.Стекловолокна 17, вытягиваемыеиз сосуда 16, покрываются замасливателем с помощью узла 19 и сформированные нитесборником 10 в стеклонить 18 наматываются на бобину вытягивающего узла 20. При этом волокна натянуты и испытывают трение в 25нитесборнике. Сила натяжения волокон 17 тоже воспринимается нитесборником 10, так какони огибаютего и, следовательно, оказываютнормальное давление на его поверх- З 0ность. Давление волокон 17 действует вдоль оси рычага 9, так. как онапрактически совпадает с равнодействующей Е сил натяжения волокон,действующих нормально к поверхности нитесборника 10. В результатедействия Ен рычаг 9 перемещаетсяпо продольной оси и прогибает упругий элемент 8. Перемещение рычага 9вдоль оси приводит.к перемещениюсветонепроницаемой прямоугольнойпластины 11 относительно преобразователей 4 и 5, При этом происходитизменение количества света, падающего на фотоэлемент 6 преобразователя 4, что вызывает изменение выходного напряжения 0 , характеризующего величину натяжения волокон,равную усилию их вытягивания. Изменения светового потока фотоэлемента 6 преобразователя 5 в этом 50случае не происходит, так как рабочая сторона 12 параллельна направлению перемещения, вызванного усилием вытягивания волокон Г. На нитесборник 10 одновременно с усилиемвытягивания воздействует и сила трения волокон Е , направленная по .касательной к его поверхности и практически перп ндикулярно к продольной оси рычага. В результате воздействия на нитесборник 10 силы трения Е рычаг 9 поворачивается вокруг поперечной оси, изгибая упругий элемент 8 и перемещая светонепроницаемую пластину 11 относительно преобразователей 4 и 5, При этом изменяется только количество света, воздействующего на фотоэлемент 6 преобразователя 5, что приводит к изменению выходного напряжения И 2, характеризующего величину силы трения. Преобразователь 4 не реагирует на воздействие силы трения, так как сторона 13 пластины 11 имеет постоянный радиус кривизны и расположена таким образом, что нормаль к ее поверхности проходит через место соединения рычага 9 с упругим элементом 8, в результате перемещение пластины 11 под воздействием силы трения не вызывает изменения количества света, попадающего на фотоэлемент 6 преобразователя 4, Таким образом осуществляется раздельное изменение натяжения и трения волокон в процессе их произ; водства. Изменение выходных напряжений преобразователей 4 и 5 может быть выведено на регистрирующие или показывающие приборы 21 и 22, проградуированные в единицах силы, что позволит контролировать натяжение волокон, созданное усилием вытягивания, и силу трения в нитесборнике непосредственно в процессе производства стекловолокна.Повышение производительности труда устройство обеспечивает за счет раздельного контроля в процессе производства сил трения и натяжения волокон, позволяющего оператору ускорить выявление причин об,рыва волокон и во многих случаях предотвратить обрыв. Кроме того, контроль натяжения волокон позволяет корректировать процесс по усилию вытягивания, что также увеличивает производительность за счет повышения устойчивости процесса и улучшает качество нити, сформированной иэ волокон, за счет возможности более высокой степени стабилизации ее текса.Сравнительно малые величины перемещения подвижных деталей устройства, составляющие десятые доли миллиметра, и отсутствие трения сколь - жения и качения в соединениях деталей устройствапозволяют использовать его для исследования динамических характеристик процесса получения стекловолокна.Технико-экономический эффект от использования изобретения выражается в повышении производительности. труда на 4-6 и улучшении качества стеклонити, формируемой из волокон,, филиал П "Патент", г. Уагород, ул. Проектна 4/20 Тирам 486 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж,.Раушская