Устройство для измерения натяжения металлизируемых рулонных материалов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 07.12,82. бюллетень йо 45Дата опубликования описакия 07. 12, 82 1) М. Кп,з С 01 1 5/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийки й ной следовательский и анию оборудования иальное конструкто сплане Латвийской(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВ Я ИЗМЕРУЛОН ИЯ НАТЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРУЕМАТЕРИАЛОВ 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 металлиэации рулонных материалов, мроме того,оно может найти широкое применение в отделочном оборудовании целлюлозно-бумажной, полиграфической, фотохимичес 10 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 полуЛроводниковых , тензорезисторов, индукционных или механдтронных преобразователей. Наибольшие преимущества в отношении точности, чувствительности, линейности, стабильности и надежности измерениямикроперемещений принадлежат вакуумным механотронным преобразователем 113,Центральный научно-ис институт по проектиро промышленности и Спепокрытий при Г Однако при измерении натяжения 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 относи тельно 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 упр гие микроперемещения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является иэ измеритель натяжения полосы, содержащий мерительный петлевой валик, упругие опоры, выполненные в видекорпусоа подшипников, соединенных упругими перемычками с жесткой рамой а также силоиэмеритвльные датчики, станонленныв на Раме и связанные с порой, причем передача усилия натяжения на датчики осуществляется,чв рез нажимные винты, установленные на корпусе подшипников (2(. Недостатками такого измерителя являются, но-пврвых, влияние трения в подшипниконых опорах на результаты измерения натяжения, а во-вторых, конструкция измерителя натяжения выполнена таким образом, что на результат измерения натяжения окаэынает влияние вес силоизмерительного вала. При измерении малых усилий натяжения вес вала не должен влиять на реэуль" таты измерения, так как в противном случае невозможно обеспечить необходимую чувствительность измерений,Белью изобретения янляется понышение точности и чувствительности эа счет исключения нлияния трения в опорах вала и его веса.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения натяжения металлизируемых рулонных материалов, содержащемсилоиэмерительный нал с подшипниковыми опорами, связанный с неподвижным основанием, и кон сольный упругий элемент, связанный с силоизмерительным датчиком, корпуса подшипниковых опор силоизмерительного вала жестко связаны между собой брусьями и установлены на оснонании 35 с помощью призменной подвески, выполненной в виде горизонтальной несущей балки в Форме призмы и подушек в нида призматических отверстий н корпусах опор, один из которых снаб жен тягой с регулировочным винтом, связанным через консольный упругий элемент с силоизмерительным датчиком, выполненным в ниде механотронного преобразователя. 45На Фиг,1 представлено устройство, общий вид, на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1.Устройство содержит силоиэмерительный вал 1 с подшипниковыми опорами 2, имеющими корпуса 3, н каждом из которых выполнены отнерстия 4 призматической Формы. В эти отверстия введена попервчная несущая балка .5, которая также выполнена н виде призмы, причем н каждой иэ опор ребро балки 5 сонпадает 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 кон 60 сольной пружиной 9 механотронного преобразователя 10, установленного на креплении 11 поперечной балки 5 к станине 12 перемоточного станка, В креплении 11 имеются пазы 13, обес печивающив возможность перемещениямеханотронного преобраэонателя 10 поотношению к головке нажимного винта8. Передача смещения тяги 7 на щуп14 механотронного првобразонатвля10 осуществляется через пластину 15,Регулируеяяй упор 16 с контргайкойподжимает 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.й 1 еобразователя и внешний измерительный прибор нв показаны). Передачасигнала от мвханотрона осуществляется кабелем, который соединяется свнешней аппаратурой, установленнойнне вакуумной камеры, через вакуумные разъемы в корпусе камеры (не показан).МеталлиэируемЫй материал 17 охватывает силоиэмврительный вал 1 такимобразом, чтобы вектор результирующего усилия натяжения, проходящий через ось силоизмеритвльного вала, имелгоризонтальную составляющую Г.о, неравную нулю,При изменении натяжения материала.изменяется горизонтальная составляющая результирующего усилия Г-ор, фсоздающая момент относительно точки под.Вески опоры на призме.несущей поперечйой балки 5.Под действием этого момента корпус 3 опоры (Фиг.2) поворачиваетсявместе с тягой 7.Усилие, переданаемое через упор 8 на консольную пружину 9, пропорционально усилию натяжения. Поперечное сечение консольной пружины ныбирается, исходя из пределов изменения натяжения с тем, чтобы максимальный прогиб конца пружины не превышал 100 мкм, Изменение этого прогиба производится механотронным преобразователем.Такая конструкция устройстна 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, понынает точность измерения малых усилий натяжения металлизируемого материала и повышает чувствительность измерений, в-третьих, дополнительное повышение чунствительности измерений достигается как за счет перемещения механотронного 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 всокуЮчувствительность. измерений натяжения при любом виде метал 4 изируемого материала, 10Использование измерителя натяжения позволяет улучшить качество металлизации даже при ручном управлении натяжением материала. Оператор вакуумной уста новки, наблюдая эа показанияьв изме рителя, контролирует процесс металлизации внутри вакуумной камеры, не допуская провисания материала в зоне испарителей и возможного прожога материала, Автоматическое управление на тяженивм также возможно на базе устройства, выходной сигнал которого может быть унифицирован. При любом виде управления процессом металлизации с использованием предлагаемого устройст ва уменьшается брак готовой продукции, уменьшаются простои вакуумной установки, связанные с разгерметизацией камеры для ликвидации брака и последующего набора вакуума, увеличивает- З 0 ся полезное время работы установки. Формула изобретенияУстройство для измерения натяжения металлизируемях рулонных материалов, содержащее силоизмерительныйвал с подаипниковыми опорами, связанный с неподвижным основанием, и консольный упругий элемент, связанныйс силоизмерительным датчиком, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности и чувствительности эа счет исключения влияниятрения в опорах вала и его веса, корпуса подшилниковых опор силоизмерительного вала жестко связаны междусобой брусьями и установлены на основании с помощью призменной подвески,выполненной в виде горизонтальнойнесущей балки в форме призмы и подушек в виде призматических отверстийв корпусах опор, один из котОрыхснабжен тягой с регулировочным винтом,связанным через консольный упругийэлемент с силоизмерительным датчиком, выполненным в виде механотрон"ного преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Берлин Г.С. и Розентул С.А,Механотронные преобразователи и ихприменение. М., Энергия 1974.2. Авторское. свидетельство СССРР 574642, кл. б 01 Ь 5/04, 1976979913 Составитель В. Курбатоваедактор О.Ррковеыкая Техред М,Надь Корректор М.дМ.немчик ПодписноССР Зак 5 Филиал ППППатент , г.ужгород, ул, П тная,9346/30 ТВНИИПИ Государс ио делам иэобр 113035, Москва, Ж аж 887енного комитета Сений и открытий5, Раушская наб