Устройство для автоматического регулирования линейной скорости вытяжки волокна

ство СССР 25, 1970,видекойрейкке ии рнчсист ВТОИАТИЧЕС ф ОИ СКОРОСТИ ее располоержатель, приодом,. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ асй свИЮаййсТВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНВЫТЯЖКИ ВОЛОКНА, включакщженный на станине бобинодкинематически связанный с гидроцилиндр с двухсторонним штоком, где на одной стороне закреплен нитераскладчик, а на другой вертикальный шток соединен с переключакщим механизс золотниковъак распределителем и дросселями, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьюаения надежности и долговечности, снижения потребления электроэнергии и точности регулирования скорости вытяжки волокна, оно снабжено зубчатой рейкой, а переклвчищий механизм выполнен вдвухкоординатной гидравличессладящей системы, причем зубчатая а закреплена на вертикальном штосоединена посредством шестерни ага с ползуном потенциометра ЮЫеИзобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к стабилизации диаметра волокна при вытягивании волокон из термопластических материалов, например израсплавленного стекла, и может быть 5использовано на заводах стеклянноговолокна.Известно устройство для регулирования диаметра волокна, преимущественно из стекла, содержащее задатчик 10линейной скорости, датчик высоты намотки, элемент сравнения и электропривод И .Недостатком данного устройстваявляется низкая точность поддержанвя 15диаметра стекловолокна.Известно также устройство для регулирования диаметра волокна,содержащее эадатчик линейной скорости, датчик высоты намотки, элемент сравнения, электродвигатель, задатчик диаметра и расхода, датчик частоты вращения электродвигателя и блок умножения, причем эадатчик диаметра и задатчик расхода подключены к соответствукицим входам задатчика линейнойскорости, выход которого подключенк одному из выходов элемента сравнения, другой вход которого соединенс выходом блока умножения, выходы которого подключены к датчику высотынамотки и к датчику частоты вращения,а выход элемента сравнения соединенс электроприводом Я ,Недостатком указанного устройствадля регулирования диаметра стекловоЛокна является то, что в условиях сре.ды замасливателей датчик высоты намотки, установленный в зоне бобины,работает нестабильно, с погрешностью,а находясь в зоне снятия и установки 40бобины, этот датчик механически повреждается.Кроме того, множество электрических взаимно связанных приборов имеютбольшое количество контактов, которые 5в условиях повышенной влажности иагрессивной среды ненадежны.ФОдновременно с этим практическоеприменение данной схемы связано сосложностью наладки и проверки выходных параметров сигналов при эксплуатации, что определяет малую надежность работы устройства,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля автоматического регулированиялинейной скорости вытяжки волокна,включакицее расположенный на станине -бобинодержатель, кинематически связанный с приводом, видроцилиндр сдвухсторонним штоком, на одной стороне которого закреплен нитераскладчик, а на другой вертикальный штоксоединен с переключакицим механизмом 65 с золотниковым распределителем и дросселями 3Гидродвигатель работает от гидро- насоса, создающего на выходе в гидросистеме устройства давление масла 40 атм, что накладывает дополнительные сложности в эксплуатации, так как часто не держат уплотнения, в особенности при больших оборотах, напри" мер 6 000 об/мин, что ведет к погрецности в работе устройства .Вращение бобины не требует большой мощности и потоку достаточно иметь электродвигатель до 0,6 квт, однако при вращении бобины гидродвигателем на вращение гидронасоса необходимо иметь двигатель в 1 квт и более,Отрицательным фактором является и то, что гидронасос и гидродвигатель создают шум, повышающий утомляемость обслуживающего персонала.Цель изобретения - повышение надежности и долговечности, снижение потребления электроэнергии и точности регулирования скорости вытяжки волокна.Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования линейной скорости вытяжки волокна, включающее располо" женный на станине бобинодержатель, кинематически связанный с приводом, гидроцилиндр с двухсторонним штоком, где на одной стороне закреплен нитераскладчик, а на другой вертикальный шток соединен с переключакицим механизмом с золотниковым распределителем и дросселями, снабжено зубчатой рейкой, а переключакиций механизм вы" полнен в виде двухкоординатной гид-. равлической следящей системы, причем зубчатая рейка закреплена на вертиальном штоке и соединена посредст"ом шестерни и рычага с ползуном попотенциометра системывНа фиг. 1 показано устройство для автоматического регулирования линейной скорости вытяжки волокна, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Д-Д на фиг. 3.Предлагаемое устройство содержит 1станину 1, бобинодержатель 2, гидро- цилиндр 3 с нитераскладчиком 4 и переключающим механизмом 5 и золотниковые распределители б - 8 дросселей 9 - 11. Переключающий механизм 5 снабжен следящим ползуном 12, направляющими 13 и двумя элементами 14 и 15 мгновенного действия.Следящий ползун 12 установлен неподвижно и подпружинен к направлякцим 13, а также дополнительно снабжен элементом 16 мгновенного действия и золотниковыми распределителями 6 и 7,при этом эолотниковый распределительб упраф.: зт горизонтальным гидроцилиндроь. , а. золотниковый распределитель 7 - перпендикулярным гидроприво"дом 17 в одном направлении.Следящий ползун 12 выполнен в виде разжатых дружиной 18 двух рычагов19 с осями 20 и проФильными элементами 21. ПроФильные элементы 21 разжатына копир 22 и пождаты на направляющие 13. Копир 22 закреплен на штоке23 перпендикулярного гидропровода 1017, на котором закреплена также зубчатая рейка 24 и следящий ползун 25с элементами 26 и 27 мгновенного действия и золотниковым распределителем8, управлякцнм перпендикулярным гидропроводом 17 в направлении исходного положения.Зубчатая рейка 24 связана черезшестерню 28 и рычаг 29 с ползункомпотенциометра 30, а элемент 26 мгнО Овенного действия - со следящим ползуном 25 переключающего механизма31. Переключакщий механизм 31 содержит рычаг 32, подпружиненный пружиной33 к направляющим 34, Рычаг 32 шарнирно закреплен на станине 1 и связан с элементом 26 мгновенного инерционного действия. С элементом 26связан также и следящий ползун 25,Каждый элемент 26 мгновенногоинерционного действия снабжен инер- ЗО.ционной плиткой 35. Двухкоординатнаяследящая система 36 содержит переключающие механизмы, следящие за раскладкой нити и толщиной раскладки,и одновременно через потенциометр 30 З 5управляет скоростью вращения электро.- двигателя 37, обеспечивая постояннуюскорость вытяжки.Работа устройства для автоматического регулирования линейной скорости 40вытяжки волокна заключается в том,что.при вытяжке вращающейся бобиной,закрепленной на бобинодержателе 2нить 38 вытягивается из Фильер 39,при этом нить 38 проходит через ните раскладчик 4. Вращение бобины осущест"вляется электродвигателем 37, Приаскладке.одного, а также и последуюих рядов нити 38 производится следующая работа.Нитераскладчик 4 закреплен.: на рабочем штоке горизонтального гидроцилиндра 3. На другой стороне гидроцилиндра 3 закреплен переключающий механизм 5, который повторяет . перемещение, управляя с помощью слежения гидроцилиндром 3 и одновременно скоростью вращения, следя за толщиной раскладки с помощью реакцииэлемента 16 мгновенного действия, связанного со следящим ползуном 12, 60 Это происходит следующим образом.Перемещение переключающего механизма 5 заключается в том, что нап 1 равляющие 13 перемещаются совместно с рычажными элементами 40, подпружиненными к направляющей 13 и связанными с элементами 14 и 15 мгновенноге действия которые взаимодействуют с золотниковым распределителем 6. При этом рычажные элементы 40 установлены на крайних конечных позициях направляющей 13 изусловий ширины раскладки нити на бобине.Рычажные элементы 40 установлены так, что, взаимодействуя с неподвижным следящим ползуном 12, поднимаются над ним, а после прохода рычажными элементами 40 слепящего поазуна 12 рычаг сбрасывается мгновенно со следящего ползуна 12,действуя при этом через элемент 14 мгновенного действия на золотниковый распределитель б, который, в свою очередь, переключает поток в гидросистеме рабочего масла, обеспечивая перемещение горизонтального гидроцилиндра .3 в реверсионном режиме. Таким образом, бобинодержатель совершает постоянное возвратно-поступательное перемещение с постоянной скоростью, таккак поток масла в любом направлении. проходит через дроссели 9,и 10, отрегулированные на определенную проходимость .Один рычажный элемент 40 проходит под следящим ползуном 12, а другой - над ним. Когда следящий попзун 12 поднимается на рычаг 40, то возводятся пружины, связанные с рычагом 40 и со следящим ползуном 12,.которые .действуют. одновременно. Один элемент 15 мгновенного действия действует на золотниковый распределитель 6, а другой элемент 16 - на золотниковЫй распределитель 7, .который импульсно перемещает перпендикулярный гидропривод 17, при этом точность импульсно го хода перпендикулярногогидропривода достигается тем, что эолотнико- . вый распределитель 7 постоянно нодпру.- жинен таким образом, что всегда зани-мает среднее нейтральное положейие и только при действии на него элемента 16 мгновенного инерционного действия, преодолевая пружину, перемещает золотник на какой-то,постоянный промежуток времени. Поток масла, пройдя через: регулируемый дроссель совершает работу по перемещению штока перпендикулярного гидропровода .17 и так как все параметры работы золотни- . ка, дросселя и потока постоянны,то и импульс хода перпендикулярного гидропровода 17 постоянен. Таким образом, следя эа толщиной раскладки, за счет срабатывания посйе кждого двойного прохода робини элемент 16 мгновенного действия, установлен-. ный на следящем ползуне 12, обеспе-. чивает импульсное перемещение Штока перпендикулярного гидропривода 17. Шток, в свою очередь, перемещает жестко закрепленные на нем три эле"мента - копнр 22, зубчатую рейку 24и переключающий механизм 31, Проследим за работой каждого закрепленного элемента.Копир 22, перемещаясь относительно следящего ползуна 12, действуетна разжатые пружиной 18 рычаги 19 спрофильными элементами 1, которыесжимаются, поворачиваясь на осях 20.Изменяя таким образом длину следящего ползуна 12, изменяют длину раскладки так, что с каждым дройнымходом симметрично уменьшается длинахода горизонтального гндропривода17, в результате чего обеспечивается нужный проФиль раскладки, например трапеция (нсе зависит от внутрен-него заданного очертания копира 22) .Зубчатая рейка 24, перемещаясьотносительно неподвижной шестерни28, вращает эту шестерню и нместе с 2 Оней поворачивает рычаг 29, связанныйс ползунком потенциометра 30, которыйизменяет скорость электродвигателя37, уменьшая скорость вращения бобины, которая увеличивает свой диаметр 25с каждым двойным проходом нитераскладч,ика 4.Таким образом, обеспечивается изменение скорости вращения бобины сизменением диаметра паковки, а эторегулирует линейную скорость вытяжкиволокна, которая становится постоянной величиной, т.е. не изменяетсяна всем протяжении намотки нити,Переключающий механизм 31 с пеРемецением его следящего ползуна 25,проходя под рычагом 32, сбрасываетего, тем самым обеспечивает срабатьвание элемента 26 мгновенного инерционного действия, который,; взаимодействуя с золотниковым распределите Олем 8, переключает перпендикулярныйгидропривод 17 и приводит его в исходное положение. При обратном ходеследящий полэун 25 проходит над рычагом 32 по всей его длине. После прохождения его сбрасывается с рычага32 на направляющую 34, при этом происходит мгновенный сброс, что вызывает работу элемента 26 мгновенногоинерционного действия, переключающего золотниковый распределитель 8 висходное положенйе, т.е. в нейтральное, при котором этот участок гидросистемы запирается.Таким образом, переключающий ме 55ханизм 31 следит за высотой намоткии определяет конечный цикл намотки.11 ток перпендИкулярного гидропривода17 приводится в исходное положение,тем самым обеспечивая новый циклработы устройства с повторением указанных операций днухкоординатнойследящей системы 36 и всех механизмов .В зависимости от конструкции наматывающего аппарата переключающиймеханизм 31 может, например, остановить электродвигатель 37 и электродвигатель гидронасоса (не показан) .После смены бобины и запранки нити38 включается электродвигатель 37 иэлектроцвигатель гидронасоса и происходит автоматическая работа намотки нити 38 на бобину, эакрпеленнуюна бобинодержателе 2. В результатеэтого наряду с автоматическим регулированием линейной скорости вытяжкипоявляется возможность получить авто-.матическое слежение за всеми параметрами намотки нити на бобину с простойрегулировкой этих параметров. Крометого, есть возможность получить непрерывность и замкнутость цикла на-мотки с автоматическим приведениемвсей схемы, т.е. всех гидродвигателей н исходное положение,На заводе стеклопластиков и стекловолокна намечено проектированиенаматывающего.аппарата .с устройствомдля автоматического регулированиялинейной скорости вытяжки волокна.С внедрением изобретения обеспечивается надежная и долговечная работа наматывающего аппарата ипро- .изводство точного по диаметру волокна, позволякщего повысить прочностьизделий, а также применять его длясветонодон.Предлагаемое устройство повышаеттакже учет вырабатываемого волокна,так как точная намотка по всем параметрам дает точную паковку постоянного веса и длины намотанной нити,даже при Обрыве можно автоматическиполучить информацию о весе и длиненити по диаметру паковки. Указанныедатчики необходимы для внедрения автоматического управления производством.Изобретение позволяет исключитьвзвешивание бобин для определениявеса и сократить ремонтную службуслесарей и наладчикон.Предлагаемое устройство может бытьприменено также для проектированиядвухкатушечных намоточных аппаратов,непрерывного приема проволоки с поочередным наполнением катушек в волочильном производстве стальной про"волони и проволоки из цветных металлов.1057446 Составитель Н.Ильиныкнец Техред А.БабинецКорректор А.Тя швшЫ ев евею ДВ актор М.Рачк ЗаказвПП Патент 1, г. Уигород, ул. Проектн нлн 2/26 Тираа 486ВНИИПИ Государственного хамитпо делам изобретений и от113035, Москва, Ж, Раувск ПодписиСССР.тийнаб, д.4/5