Устройство для контроля обрыва пряжи

(19) 5 001 Н 13/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВ К АВТОРС Ви(57) Сущность изо датчик вращения б вующей формы и магнита обеспечив ние бегунка после чает его поиск при заправке. 4 ил. бретения: и егунка за с размеров ает однозн укционныи соответстостоянного ое положе. ч го облег- матической Е,И,Зеленин, А,В.Косарев, Л.С,Симонян. О.В.Чукалин обрыва пряж ручной и авто и Мв 60 в 303.1985. ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к текстильному оборудованию, а точнее к датчикам и устройствам контроля обрыва пряжи, преимущественно на кольцепрядильных машинах.Известно устройство контроля обрыва пряжи на кольцевой планке по патенту Японии М 60 - 30372 кл, О 01 Н 13/14, принятое за прототип. Датчик содержит катушку с магнитной системой, усилитель и формирователь сигнала в виде детектора и фильтра и передатчик информационного сигнала по радио или оптической линии связи. Контроль обрыва пряжи осуществляется по вращению бегунка с помощью бесконтактного индукционного чувствительного элемента. Сигнал с чувствительного элемента усиливается, детектируется и фильтруется. Далее информационный сигнал по линии связи передается на центральный пульт контроля для регистрации обрыва пряжи на веретенах и управления машиной.К недостатку прототипа следует откести неудобство обслуживания из-за неопределенности положения бегунка после обрыва пряжи.Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно обеспечение однозначного положения бегунка после обрыва, что ускоряет его поиск при 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБРЫА ПРЯЖИ автоматическои и ручнои заправке кольцеп рядильной машины и повышает удобство обслуживания.Это достигается в устройстве для контроля обрыва пряжи за счет выполнения магнита прямоугольной формы, расположения его плоскостью полюса по касательной к траектории движения бегунка и выбора длины стороны плоскости полюса по траектории движения в зависимости от параметров массы гп бегунка, диаметра О кольца, высоты Ь полюса магнита и индукции В в зазоре между кольцом и магнитом не менее 003. п 1 0В ЬНа фиг. 1 показана конструктивная схема устройства для контроля обрыва пряжи: на фиг. 2 изображено сечение по магниту и расположение его относительно кольца с бегунком: на фиг. 3 показан пример принципиальной схемы реализации устройства на операционных усилителях: на фиг. 4 изображены эпюры напряжений. поясняющие работу устройства для контроля обрыва пряжи,Устройство состоит из катушки , намотанной на магните 2, последовательно соединенных усилителя 3, одновибратора 4.интегратора 5 и компаратора 6 и. включен 1770471ного между входами усилителя и одновибратора, диода 7, Все элементы устройства располагаются в корпусе 10, закрепляемом,например, на кольцевой планке машины.Магнит выполнен прямоугольной формы ирасполагается в непосредственной близости от ферромагнитного бегунка 8, установленного на кольце 9 прядильной машины.Пряжа проходит под бегунком (на фиг. 1 непоказана), Плоскость полюса магнита й и 5располагается по касательной к траекториидвижения бегунка. Длинастороны плоскости полюса магнита, расположенная вдольтраектории движения бегунка, и высота Ьполюса магнита располагается на уровнебегунка (фиг. 2), Все это обеспечивает прирабочем вращении бегунка с угловой скоростью в необходимую длительность и амплитуду наводимого в катушкеэлектрического импульса и, с другой стороны, при обрыве пряжи в процессе торможения бегунка требуемую силу притяженияИпр его к магниту, для гарантированной обстановки в зоне магнита,Такая конфигурация, размеры и расположение магнита создают определеннуюконцентрацию магнитного поля (индукциюВ) у бегунка практически постоянную подлине магнита, Для однозначной остановки бегунка у магнита необходимо выполнитьусловие энергетического баланса - роботасил трения бегунка о кольцо на пути(длинамагнита) должна быть равна или больше остаточной энергии бегунка массой а при еготорможении, т.е,1 Млрл 1 гппццОв О2где пц =, перегрузка, действующая29на бегунок при его замедленном движениипо кольцу диаметром О с угловой скоростьюй);9 - ускорение свободного падения;1 - коэффициент трения скольжения бегунка по кольцу.Учитывая, что сила Кпр притяжения бегунка к магниту зависит от квадрата индукции В магнитного поля у бегунка в зазореЬ площади полюса Я =Ь и магнитной-7 Гнпостоянной,ио= 4 л 10 - для воздуха,мВи 2т.е, Млр = 9 =. 9,8 м/с, а по резуль 2 иотатам эксперимента перегрузка в конце торможения бегунка составляет 10, получаемминимальную длину магнита, обеспечивающую фиксированную остановку бегунка впределах полюса,О,ОЗ,В5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Например, для машины кольцепрядильной с диаметром кольца О = 50 10 м, мас.зсой бегунка щ = 610 кг, высоте полюса-6магнита Ь = 410 м при расположении магнита на расстоянии Ь = б 10 мм от кольца индукция магнитного поля в зоне бегунка В = 0,05 Тл имеем минимальную длину стороны полюса магнита вдоль траектории движения бегунка003 6 10 50 100,05 4, 10 - 3= 5,2 10 м = 5,2 мм.Период Т 6 следования импульсов с катушки определяется рабочей скоростью бегунка2 лю 6: Т 6 = , а длительность и форма импульса параметрами магнита, бегунка и катушки. Конкретный пример выполнения схемы устройства на аналоговых интегральных микросхемах приведен на фиг. 3. Интегратор выполнен в виде конденсатора Сз и резистора й 7, причем конденсатор Сз подключен ко входу компаратора, а резистор между выходом одновибратора и входом компаратора, Длительность т импульса одновибратора, выполненного на операционном усилителе У 2, определяется цепочкой С 2 й 6. Причем длительность т импульса выбирается всегда меньше минимально возможного при эксплуатации машины периода Т 6 вращения бегунка. Обычно для кольцепрядильных машин по переработке хлопка вращение бегунка происходит в пределах 7000 - 22000 об/мин. что соответствует периоду Т 6 = 8,5-2,7 мс, Пзэтому длительность т импульса одновибратора выбирается менее 2,7 мс, Для обеспечения точного интегрирования с погрешностью менее единиц процента импульсных сигналов с одновибратора необходимо выбирать соотношение длительности импульса одновибратора к постоянной времени интегратора менее 0,01, Усиление переменного сигнала с катушки 1 производится операционным усилителем У 1, а формирование однополярного отрицательного сигнала обеспечивается диодом О 1, соединяющим входы У 2 и У 1, Коэффициент усиления У определяется резисторами й 4 и йз, а выбор рабочей точки делителем й 1 й 2, Компаратор выполнен на операционном усилителе Уз, порог срабатывания которого устанавливается делителем йвй 9.Устройство для контроля обрыв;. пряжи работает следующим образом.При прохождении металлического ферромагнитного бегунка около магнита с периодом Т 6 наводятся в катушке двуполярные1770471 55 синусоидальные импульсы (фиг, 4, а) с амплитудой пропорциональной угловой скорости в 6 вращения бегунка и расстоянию и датчика от бегунка, Этот сигнал усиливается усилителем и с помощью диода преобразуется в однополярный (фиг. 4,б). Далее поступает на вход одновибратора, где формируется прямоугольный импульс определенной длительности и амплитуды, Эти импульсы интегрируются (накапливаются) в интеграторе, обеспечивая среднее напряжение Ор на конденсаторе Сз, которое сравнивается с порогом на компараторе,При отсутствии обрыва пряжи вращения бегунка происходит с постоянной угловой скоростью в зависимости от режима1работы машины 1 б = - = 117 - 370 Гц и наТьинтеграторе напряжение Оз превышает пороговое напряжение О на компараторе (фиг, 4,г). В момент обрыва нить выходит из-под бегунка и он начинает останавливаться, импульсы с катушки прекращаются. Конденсатор Сз интегратора начинает разряжаться через резистор Йт и внутреннее выходное сопротивление Уг. Обычно выбирают время разряда 0,5 - 1 с для исключения случайных срабатываний устройства от кратковременных колебаний скорости вращения бегунка несвязанных с обрывом пряжи, При уменьшении напряжения на конденсаторе Сз менее Ог срабатывает компаратор, на выходе которого появляется информационный сигнал, свидетельствующий на обрыве пряжи.Благодаря интегратору появляется определенная задержка (в данном примере определяемая ВтСз), исключающая ложные информационные сигналы об обрыве пряжи в момент ее присучивания ( 0,5 - 1 с) и при возможных случайных кратковременных захватах оборванной нитью бегунка, Это обеспечивается, поскольку угловая скорость бегунка при захвате всегда меньше за время интегрирования минимальной рабочей скорости бегунка, Помехи промышленной частоты (1 = 50 Гц) от мощных электромагнитных наводок при переключении в сети также не приводят к ложным срабатываниям датчика ввиду амплитуднойселекции сигнала с катушки и частотной винтеграторе.Определенные размеры, прямоуголь 5 ная форма и расположение магнита у бегунка позволяет получить короткиевысокоамплитудные импульсы с катушки ираспределенное тормозящее бегунок силовое поле в зоне магнита, обеспечивающие10 однозначную остановку бегунка у магнита.В 1989 г. изготовлена опытная партияустройств контроля обрыва пряжи в количестве 20 шткоторая прошла с положительными результатами производственные15 испытания на секциях кольцепрядильныхмашин ПА - 70 по переработке хлопка и П 75 ШГ по переработке шерсти, Устройство,выполненное в габаритахх В х Н 50 х 18 хх 9 мм и установленное на кольцевой планке20 у бегунка, надежно регистрировало обрывыпряжи и фиксировало бегунок,В 1990 г. изготовлена партия -2000 штв 1991 г. - испытание на опытных машинахна текстильных фабриках.25 Формула изобретения Устройство для контроля обрыва пряжи.преимущественно на кольцепрядильных машинах, содержащее катушку с постоян ным магнитом, размещенную вблизи траектории движения бегунка и подключенную через усилитель к входу формирователя информационного сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения удобства 35 обслуживания путем фиксации бегунка после обрыва пряжи, постоянный магнит выполнен прямоугольного сечения и установлен плоскостью одного из полюсов по касательной к траектории движения бе гунка, причем длина стороны плоскости полюса по траектории движения бегункд выбирается из выражения0,0345 где пч - масса бегунка:О - диаметр кольца:и - высота полюса магнита;В - индукция между магнитом и кольцом кольцепрядильной машины,501770471 а)У Б)Составитель О. Чукалин Редактор А, Бео Техред М,Моргентал Корректор Э. Лончак аказ 3718 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101