Устройство для регулирования натяжения нити при намотке

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет В 65 Н 59/38 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.А. Гольдин, А.С. Северин, Е.З. Регельман, Л.А, Абрамян и С.Д. Левина Специальное конструкторско-технологическое бюро машинхимических волокон Ленинградского машиностроительногообъединения имени К.Маркса и Ленинградский институттекстильной и легкой промышленности им. С .М. Кирова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НИТИ ПРИ НАМОТКЕ Изобретение относится к оборудованию для производства химических волокон, а именно к устройствам для регулирования натяжения нити при намотке.Известны устройства для регулирования натяжения нити при намотке путем регулирования угловой скорости бобины 1).Известны также устройства, в которых в основу регулирования угловой скорости бобины заложены геометрические, кинематические и силовые факторы и определенная расчетная программа 21 .В устройствах с регулированием угловой скорости по геометрическому фактору изменение скорости осущест. вляется за счет воздействия на систему управления скоростью бобин ролика-датчика, находящегося в непосредственном контакте с нарабатываемой паковкой и перемещающегося в .зависимости от увеличения диаметра паков ки,Недостатком устройств данного типа является вибрация ролика и всей системы передачи от ролика к органу управления скоростью бобины, особенно при скоростях намотки более1000 м/мин, что влечет за собой колебания натяжения нити,В устройствах с кинематическимрегулированием угловой скорости изменение диаметра паковки приводитк изменению скорости прижимногоролика, контактирующего с паковкойи являющегося одновременно роликомдатчиком.Недостатком этих устройств являются проскальзывание, возникающеемежду паковкой и роликом-датчиком,и отход ролика-датчика от паковки,что приводит к неточному регулированию угловой скорости бобины, а следовательно к колебаниям натяжениянаматываемой нити. Известно также устройство для регулирования натяжения нити при намотке, в котором роль регуляторанатяжения выполняет магнитная муфта,ведущая полумуфта которой закреплена на приводном валу бобинодержателя, а ведомая соединена с бобинодержателем 31.Недостатком данного устройстваявляется отсутствие обеспечения по- ЗОЗО соянного натяжения нити в процессе ее натяжения.Невозможность достижения данной цели является следствием отсутствия воэможности регулирования зазора между полумуфтами,Невозможность регулирования зазора влечет эа собой получение постоянного крутящего момента на протяжении всего цикла намотки паковки.В процессе намотки для поддержания постоянного натяжения следует крутящий момент изменять, увеличи" вая его пропорционально увеличению . радиуса намотки, согласно известной Формуле кр(1)где М - крутящий момент на паковкрке;Р - радиус паковки;Г - натяжение нити.Таким образом, в данном устройстве создается несоответствие междукрутящим моментом, поступающим черезмагнитную муфту, и крутящиммоментом,необходимым для поддержания постоянного натяжения. Следовательно, постоянство натяжения нити в процессеее намотки не обеспечивается,Целью изобретения является повышение стабильности натяжения нитипутем регулирования зазора междуполумуфтами,Цель достигается эа счет того,что устройство для регулированиянатяжения нити при намотке имеетзакрепленные на торце бобинодержателя пальцы и двуплечие рычаги, контактирующие одним плечом с ведомойполумуфтой, при этом последняя выполнена в виде подпружиненного кольца, свободно установленного на приводном валу и имеющего отверстиедля прохода пальцев. На Фиг. 1 изображено устройство,общий вид; на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1; на фиг. 3 - график зависимости чисел оборотов паковки (П )от роста диаметра ) паковки; нафиг. 4 - график зависимости изменения зазора (сГ) между кольцамимагнитной муфты от роста диаметра(3 ) паковки; на фиг. 5 - графикзависимости крутящего момента (Мо ),передаваемого через магнитную муфту,от роста диаметра( 0 ) паковки,- Устройство для бесфрикционной намотки нити содержит бобинодержатель1 (фиг. 1), установленный на шарикоподшипниках 2 и 3, смонтированныхна приводном валу 4.На бобинодержателе 1 установленабобина 5, предназначенная для наработки паковки 6, У торца 7 бобинодержателя 1 на приводном валу 4смонтирована магнитная муфта, состоящая иэ двух колец 8 и 9,Приводное кольцо 8 закреплено наприводном валу 4, По окружности кольца вмонтированы постоянные магниты10 (Фиг. 2) с чередованием полюсовдля предотвращения проскальзываниясиловых магнитных линий.Ведомое кольцо 9 свободно установлено на приводном валу 4 и подвижно на пальцах 11, закрепленных наторце 7 бобинодержателя 1.В ведомоекольцо 9 вмонтировано Ферромагнитное кольцо 12.В момент пуска ведомое кольцо 9 прижато пружинами 13 кторцу ведущего кольца 8, Наторце 7 бобинодержателя 1 установлен шарнирно ряд двуплечихрычагов 14 с упором внутренними плечами 15 в кольцо 9. Наружные плечи16 двуплечих рычагов 14 выполненыболее массивными, чем внутренние.Соединительная муфта 17 предназначена для соединения приводного вала 4с электродвигателем 18.Устройство работает следующим образом.При вращении вала электродвигателя 18 через муфту 17 вращение передается приводному валу 4, а черезнего - приводному кольцу 8 магнитной муфты,Кроме этого, вращение от приводного вала 4 через шарикоподшипники2 и 3 передается также бобинодержателю 1 с бобиной 5 и нарабатываемойпаковкой 6,Вместе с бобинодержателем 1 получают вращение закрепленные на еготорце 7 пальцы 11 и подвижно установленное на них ведомое кольцо 9 с Ферромагнитным кольцом 12.В момент пуска устройства для намотки нити приводное кольцо 8 и ведомое кольцо 9 магнитной муфты прижаты одно к другому за счет сил магнитного сцепления,Отсутствие зазора между кольцамимагнитной муфты в момент пуска способствует быстрому разгону бобинодержателя, так как весь крутящиймомент, передаваемый через приводной вал 4, поступает к бобинодержателю 1.В период разгона (Фиг. 3-5, эона) зазор д между приводным и ведомым кольцом магнитной муфтыостается равным нулю (фиг. 4). Крутящий момент, передаваемый черезмагнитную муфту при отсутствии вней зазора, в этот период достигаетмаксимальной величины М(Фнг, 5), при этом число оборотовбобинодержателя 1 возрастает О-О(Фиг. 3), что значительно увеличивает коэФфициент полезного времениустройства,Эа зоной 1 разгона бобинодержателя следует зона п образования паковки (Фиг, 3-5). На границе между740671 60 зонамии 1, т.е, а конце процессаразгона, двуплечие рычаги 15 расходятся наружу от оси вращения бобинодержателя 1 под действием центробежной силы, чему способствуют выполнение наружных плеч 16 более массивными, чем внутренние, и быстрый ростчисел оборотов бобинодержателя 1 доо (фиг, 3) .Одновременно внутренние плечи 15рычагов 14 отжимают подпружиненноеведомое кольцо 9 магнитной муфты от 10приводного кольца 8, образуя междуними зазор сР . Поскольку на границемежду зонамии 0 число оборотовбобинодержателя является максимальным для всего процесса намотки, то 15центробежная сила, действующая нанаружные плечи 16 рычагов 14, такжеявляется наибольшей, а внутренниеплечи 15 отожмут ведомое кольцО 9 намаксимально возможное расстояние от 20кольца 8.Таким образом, зазор д между кольцами магнитной муфты достигнет величины д, г (фиг. 4).Зона и является основной зонойобразования паконки при увеличенииее диаметра от В, (начальный диаметр паковки) до О (конечный диа 2метр паковки),В начале образования паковки,т.е.при намотке нити на начальный диаметр 0 , н реэультатЕ образованиямаксимального зазора Д между кольцами магнитной муфты происходит резкое падение крутящего момента, передаваемого через магнитную муфту,до величины М,Такой момент соответствует моменту, необходимому для создания определенного натяжения нити н начальный период намотки при минимальном 40диаметре, согласно указанной вышеформуле.В процессе дальнейшей намоткинити в зоне н , т,е. при унеличениидиаметра паковки );), -С , происходит 45постепенное уменьшение числа оборотов бобинодержателя О - П (фиг. 3)согласно зависимостиЧп = - .,П (2)в связи с тем, что скорость ( Ч )поступления нити на паконку остается постоянной, а диаметр ( 0 ) паковки растет.При этом из-за падения чисел оборотон бобинодержателя уменьшается 55центробежная сила, действующая нанаружные массивные плечи 16,Рычаги 14 начинают сходиться коси вращения бобинодержателя 1, непрепятствуя перемещению ведомогокольца 9 по направлению к ведущемукольцу 8 магнитной муфты под действием пружин 13.Таким образом, зазор д постепенно уменьшается до величины дщ(фиг, 4),ьПо мере уменьшения зазора Ю между кольцами магнитной муфты постепенно увеличиваются магнитные силы, возбуждаемые между ферромагнитным кольцом 12 и постоянными магнитами 10.Таким образом, уменьшение зазора влечет за собой постепенное увеличение крутящего момента М, - М передаваемого через магнитную муфту к бобинодержателю 1 (фиг. 5, зона) .Следовательно, в зоне.образования паковки величина крутящего момента (М,), передаваемого через магнитную муфту к бобинодержателю 1, возрастает пропорционально увеличению радиуса паковки в соответствии с формулой (1) .Таким образом, предлагаемое устройство стабилизирует натяжение нити на протяжении всего процесса образования паковки, что непосредственно влияет на получение качественной паковки, т.е. создание равномерной плотности по слоям паковки, получение лучших физико-механических снойстн наматываемой нити по ровноте и удлинению, отсутствие перепутывания начальных слоев наматываемой нити, что значительно облегчает ее дальнейшую переработку.Кроме того, быстрый разгон устройства для бесфрикционной намотки способствует увеличению коэффициента полезного времени устройства,Формула изобретенияУстройство для регулирования натяжения нити при намотке, содержащее магнитную муфту, ведущая полумуфта которой закреплена на приводном валу бобинодержателя, а ведомая соединена с бобинодержателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабилизации натяжения нити путем регулировки зазора между полумуфтами, оно имеет закрепленные на торце бобинодержателя пальцы и двуплечие рычаги, контактирующие одним плечом с ведомой полумуфтой, при этом последняя выполнена в виде подпружиненного кольца, свободно установленного на приводном валу и имеющего отверстия для прохода паль цев.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Регельман Х.З. Магниты для формирования химических и минеральныхволокон, Машиностроениеф, 1972,с. 165.2, Патент Японии 9 15-2675,кл. А 12, 1976.3. Патент ВеликобританииР 871763, кл, 120/2/ О, 1961 (прототип),740671 10 Ю.7 Составитель Е. Ромашкинаедактор А,Трубченко Техред М.Петко ктор Г Решетни Заказ 3133/24ЦН ИИП Подч н 4/ 113035 г. Ужгород, Ул. Проектная,ил иал Тираж Государств елам изобр Москва, Ж 14 ного ений 5, Р митета С открытий ская наб