Устройство для обмотки длинномерного сердечника

(71) Всесоюзный научно-исследоватпроектно-конструкторский и техноский институт кабельной промышле(56) Авторское свидетельство СССРМ 996316, кл; В 65 Н 81/08, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБМОТКИНОМЕРНОГО СЕРДЕЧНИКА(57) Изобретение относится к машиизготовления обмотки из проволокитей и может быть использовано в о льскииогичености ДЛИ нам для или ни- плеточГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ных машинах с траекториями движения выходного направителя, расположенными в одной плоскости, Цель изобретения - повышение эффективности регулирования натяжения. Устройство содержит шпуледержатель с обмоточным материалом, накопитель с подвижными 4 и неподвижными 5 направителями. Подвижные напрэвители 4 посредством опорного ролика 8 контактируют с профилем фигурного кулачка накопителя. Накопительвыполнен из двух частей, одна из которых выполнена в виде поворотного блока 16 с датчиком углового положения шпуледержателя а другая часть снабжена подвижными и неподвижными направителями. 5 з.п, ф-лы. 5 ил.5 10 15 20 25 35 40 45 5055 Изобретение относится к машинам дляизготовления обмотки из проволоки или нитей и может быть использовано в оплеточных машинах с траекториями движениявыходного направителя, расположенными водной плоскости.Цель изобретения - повышение эффек, тивности регулирования натяжения обмоточного материала,На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - 4 - схемы работы устройства; на фиг, 5 - схема взаимодействиякулачка с роликом,Обмоточный материал 1 со шпули 2, установленной на оси 3 вращения, с регулируемым вручную до начала работы устройства,тормозным моментом поступает на системуподвижных 4 и неподвижных 5 направителей накопителя, Подвижные направителизакреплены на кронштейне 6, связанном соштоком 7, опорный ролик 8 которого поддействием пружины 9 постоянно контактирует с профилем фигурного кулачка 10. Последний установлен на оси 11 вращения иимеет плоскую опорную поверхность 12,Под действием спиральной пружины 13 фигурный кулачок укаэанной плоской поверхностью контактирует с поворотнымроликом 14, установленным на кронштейне15.Поворотный блок имеет основание 16,установленное на оси 17 вращения и несущее шарнирно соединенные в параллелограммы через стойки 18 рычаги 19 и 20,причем с рычагом 19 жестко связан кронштейн 15 поворотного ролика 14. Со стойками8, помимо рычагов 19 и 20, шарнирно соединены рычаги 21 и 22, также образующиевместе с опорами чувствительных элементов 23 датчика параллелограммы, Ка стойках 18 симметрично относительно рычагов19-22 закреплены направляющие 24 соскользящими втулками 25 и пружинами 26,под действием которых на шпуледержателевне устройства втулки 25 располагаются наминимальном удалении от стоек 18, определяемом длиной шарнирно соединенных свтулками 25 четырех рычагов 27, в этом положении все рычаги 27 (два из них не показаны на фиг, 1, так как закрыты рычагами 19и 21), а также обе направляющие 24 распо.ложены в одной плоскости, параллельнойоси 17 вращения поворотного блока,Чувствительные элементы 23 имеют ролики 28 и 29, располагаемые на корпусеустройства в кольцевом пазу. концентричном оси сердечника. и контактирующие снаружной или внутренней цилиндрическойповерхностью паза. Обе части поворотного,блока, расположенные с двух противоположных сторон относительно оси его вращения, одинаковы. Выходной направитель 30 шпуледержателя расположен на продолжении оси 17 вращения поворотного блока и закреплен на каркасе 31При движении шпуледержателя по эксцентричной направляющей 32 от точки а в направлении, показанном стрелкой (фиг, 2), ролики 28 контактируют с наружной цилиндрической поверхностью кольцевого паза 33, при этом под действием рычагов 27 втулки 25 отведены на определенное расстояние от стоек 18, пружины 26 подвергнуты некоторому дополнительному сжатию,Под действием этих пружин и вследствие жесткости рычагов 19 и 20 основание 16 поворотного блока располагается на оси 17 вращения так, что,расстояния от каждого из его концов до кольцевого паза 33 оказываются одинаковыми, а продольная ось основания образует с нормальной проекцией материала на его плоскость, параллельную плоскости корпуса устройства, прямой угол. По мере дальнейшего движения шпуледержателя по эксцентричной направляющей он приближается к кольцевому пазу, а стойки и опоры чувствительных элементов 23 датчика под действием пружин 26 приближаются к среднему положению равновесия, в кото 30 ром рычаги поворотного блока изображены(фиг, 1). При этом основание поворотного блока непрерывно вращается вокруг оси 17, обеспечивая выполнение указанного условия перпендикулярности продольной оси основания нормальной проекции пряди на его плоскость. параллельную плоскости корпуса устройства,По мере приближения шпуледержателя к участку пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазом уменьшается угол ро (фиг. 3) между рычагами 19, 20 и 21, 22 и происходит поворот кронштейна 15 с роликом 14 в сторону фигурного кулачка 10. Поскольку оси вращения фигурного кулачка 10 и поворотного блока расположены в одной плоскости, отклонение кулачка 10 от начального положения под действием ролика 14 происходит на угол, не зависящий от угла поворота основания поворотного блока относительно оси 17, но определяемый только кратчайшим расстоянием от этой оси до кольцевого паза.При переходе шпуледержателя через участок пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазом поворотный блок располагается в положении равновесия, при котором ролики 28 выводятся из контакта с наружной цилиндрической поверхностью кольцевого паза, аролики 29 - вводятся в контакт с его внутренней цилиндрической поверхностью(фиг. 4).При дальнейшем движении шпуледержателя по эксцентричной направляющейчувствительные элементы датчика располагаются с другой стороны от основания пово ротногО блока по сравнению с указаннымположением, при этом продолжается увеличение угла отклонения кронштейна 15 ифигурного кулачка 10 от начального положения, Направление вращения основания 16поворотного блока вокруг оси 17 после прохождения участка пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазомменяется на противоположное,При рассмотренном движении шпуледержателя поворот фигурного кулачка 10приводит к перемещению штока 7 и кронштейна 6 с направителями 4 в сторону удаления от направителей 5, вследствие чегопроисходит накопление части материала на. направителях 4 и 5 устройства, После прохождения шпуледержателем точки Ь (фиг. 2),расположенной на угловом расстоянии 180от точки а, перемещение рычагов поворотного блока, кронштейна 15, фигурногокулачка 10, штока 7 с кронштейном 6 инаправителями 4 происходит в противоположном направлении, вследствие чегочасть материала освобождается и расходуется на оплетку сердечника.Указанному накоплению и освобождению части материала соответствуетприближение выходного направителяшпуледержателя к оси сердечника придвижении от точки а к точке Ь и удалениеот него при последующем движении от Ь ка. Благодаря этому усилие натяжения материала на участке от ш пули до места формирования оплетки сердечника можетбыть практически сведено к постояннойвеличине, определяемой только значением тормозного момента нэ оси шпули.С целью сведения к минимуму силтрения между плоской опорной поверхностью 12 фигурного кулачка 10 и роликом 14и повышения точности регулирования натяжения материала оси вращения поворотного блока, кронштейна поворотногоролика и фигурного кулачка целесообразноустанавливать тэк, чтобы они(осевыелинии) пересекались е одной точке. Притакой конструкции устройства перемещение ролика 14 по поверхности 12 осуществляется по дуге окружности тольковследствие качения без скольжения в радиальном направлении.Для исключения скольжения ролика 14по плоской опорной поверхности 12 е нэ 51015 г зи рад2 п СОЗ, /А+ В 50 55где г - радиус траектории движения выходного глазка шпуледержателя относительно 20 25 30 35 40 45 правлении касательной к линии контакта боковой поверхности ролика 14 с опоркой поверхностью 12 целесообразно использоваь поворотный ролик с конической опорной поверхностью и углом при вершине конуса, расположенной в точке пересеченияОосей вращения, а= 2 агсц - , где О - диа 21метр малого основания усеченного конуса, образующего ролик; - расстояние от оси вращения кронштейна, несущего ролик, до малого оскования усеченного конуса, при наклоне оси вращения ролика к плоской опорной поверхности фигурного кулачка нэ угол а/2 (фиг. 5). С целью обеспечения плавного прохождения чувствительными элементами датчика участка пересечения эксцентричной каправляющей. с кольцевым пазом и создания оптимальных условий для переплетения материала в обмоточных устройствах машин с круговыми эксцентричными направляющими, в которых кольцевой паз используется для движения материала одного из направлений, чувствительные элементы датчика содержат по четыре ролика попарно в зависимости от углового положения шпуледержателя относительно оси сердечника. контактирующих с внешней или внутренней поверхностью кольцевого паза. причем расстояние между осями пар роликов. одновременно контактирующих с одной поверхностью паза, равно ширине эксцентричной направляющей шпуледер-жателя по направлению лежащей в плоскости стола касательной к этой поверхности паза в месте его пересечения с эксцентричной направляющей, размер чувствительного элемента в радиальном направлении относительно оси обмотки сердечника не превышает половины ширины паза, а профиль фигурного кулачка в полярных координатах ( р, О) с полюсом на оси вращения кулачка определяется уравнениями я+г - й А - Я;О=агсзп21 2(дгсяп ----- ,А =уг2 гесоз р,центра эксцентричной направляющей; г - расстояние между центром эксцентричной направляющей и осью сердечника;10 15 20 Гя ) зи б2 п СОИ, А + 25 р - угловая координата шпуледержателя (выходного направителя) на корпусе устройства относительно центра эксцентричной направляющей (начало отсчета в точке максимального удаления шпуледержателя от. оси обмотки сердечника);и - количество подвижных направителей на кронштейне накопителя;В - средний радиус кольцевого паза на корпусе устройства;В - расстояние по оси обмотки сердечника от плоскости, проходящей через выходной направитель шпуледержателя и параллельной плоскости корпуса устройства, до калибра (места формирования обмотки сердечника);- длина каждого из рычагов поворотного блока, соединенных в параллелограммы, измеренная между осями вращения;. ф - угол между осью штока. несущего кронштейн с подвижными направителйми, и радиусом-вектором точки контакта фигурного кулачка с опорным роликом штока (фиг, 3),Первые по ходу движения шпуледержателя:ролики пар 28 и 29 после преодоления эксцентричной направляющей вступают в контакт соответственно с наружной и внутренней цилиндрическими поверхностями кольцевого паза до того, как выведутся из контакта следующие эа ними ролики каждой пары, Оптимальный размер чувствительного элемента в направлении касательной к поверхности кольцевого паза при использовании шпуледержателя в машинах указанного типа соответствует минимальному расстоянию между осями каждой пары роликов 28 и 29, равному ширине эксцентричной направляющей в указанном направлении, поскольку при меньшем размере чувствительного элемента возможны его провалы в полость эксцентричной направляющей, а при большем размере возрастает общий угловой размер шпуледержателя на эксцентричной направляющей, ограничивающий допустимое количество материала каждого из направлений из-за необходимости обеспечения прохождения ими без взаимных помех участков пересечения эксцентричных направляющих с кольцевым пазом.Для предотвращения указанных помех при расположении материала одного из направлений в средней части кольцевого паза размер чувствительного элемента в радиальном направлении относительно оси обмотки должен быть не более половины ширины паза. 30 35 40 45 50 55 При. перемешивании шпуледержателя между точками а и Ь (Орл) по эксцентричной направляющей на элементарный угол б р длина б части материала, высвобождаемой вследствие приближения шпуледержателя к оси обмотки, равна -У г" + Р+ 2 г я соз р, Эта длина материала при указанном перемещении шпуледержателя должна быть принята накопителем, Необходимое .перемещение штока 7 с кронштейном 6 и направителем 4 составляет Ф/2 п, где п - количество направителей 4.Указанное перемещение по модулю равно проекции приращения радиуса-вектора точки контакта фигурного кулачка с роликом 8 на направление продольной оси штока 7, т,е. Э 2 п = бр СОЯ ф Из указанных зависимостей следует соотношение угол О поворота фигурного кулачка (фиг. 2 и 3) определяется выражениемЕ+Г-В А - Р О = аПЗП.2 - дГС 1 П 2, где первое слагаемое численно равно максимальному значению угла- (при нахожде 2нии шпуледержателя в точке а), а второе - значению угла - при рО. Таким обра 2эом, по зависимости. р ( р ) и 0 ( р ) может быть найдет профиль фигурного кулачка, при котором обеспечивается постоянство натяжения пряди при работе машины,С целью исключения случайною стопорения рычагов 19 и 20 в среднем положении (положении равновесия поворотного блока) из-за нахождения рычагов 27, подвергнутых продольному сжатию, в мертвой точке при прохождении шпуледержателем участка пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазом целесообразно соединенные в параллелограммы рычаги снабжать стойками с поворотными втулками, в центральных отверстиях которых проходят качающиеся рычаги, установленные на осях вращения. перпендикулярных плоскости основания корпуса и расположенных между парами рычагов датчика, соединенных в параллелограммы.При этом в качестве указанных осей вращения качающихся рычагов могут быть использованы направляющие 24, на которые дополнительно устанавливают втулки 35 (фиг. 1). Благодаря вращению качающих=2 агсщ(О/2), где а- угол при вершине конуса; О - диаметр малого основания усеченного конуса, образующего ролик;- расстояние от оси вращения кронштейна, 5 несущего ролик, до малого основания конуса.5, Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что чувствительные элементы содержат по четыре ролика, попарно контак тирующих с внешней или внутреннейповерхностью кольцевого паза, причем расстояние между осями пар роликов, одновременно контактирующих с одной поверхностью паза, равно ширине эксцентричной 15 направляющей вдоль прямой, лежащей вплоскости основания корпуса и касательной к поверхности паза в месте его пересечения с эксцентричной направляющей, размер чувствительного элемента в радиальном на правлении относительно оси сердечника непревышает половины ширины паза, а профиль кулачка в полярньсх координатах (р, 6) с полюсом на оси вращения кулачка определяется уравнениями25 Ге зсп а 2 П СОЗ с, д + В30 где г - радиус траектории движения выходного направителя шпуледержателя относительно центра эксцентричной направляющей;е - расстояние между центром эксцен тричной направляющей и осью сердечника;р - угловая координата выходногонаправителя на корпусе устройства относительно центра эксцентричной направляющей (начало отсчета в точке максимального 45 удаления шпуледержателя от оси сердечника);и - количество подвижных направителей на кронштейне накопителя;Й - средний радиус кольцевого паза на 50 корпусе устройства:8 - расстояние по оси сердечника отплоскости, проходящей через выходной направитель шпуледержателя и параллельной плоскости основания корпуса устройства, 55 до калибра (места формирования обмоткисердечника);Е - длина каждого из рычагов поворотного блока, соединенных в параллелограммы, измеренная между осями вращения; ся рычагов 34 с втулками вокруг направляющих 24 при переходе поворотного блока через положение равновесия возникает момент сисс, выводящий рычаги 27 из мертвой точки, и обеспечивается непрерывная и плавная работа всего устройства,Формула изобретения 1. Устройство для обмотки длинномерного сердечника, содержащее размещенные на корпусе шпуледержатель для обмоточного материала, тормозное приспособление для регулирования натяжения, накопитель и съемник обмоточного материала, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования натяжения обмоточного материала, накопитель материала образован из двух частей, одна из которых выполнена в виде поворотного блока, установленного на оси, перпендикулярной плоскости основания корпуса устройства, с возможностью вращения относительно другой части и имеющего датчик углового положения шпуледержателя относительно оси сердечника, выполненный в виде системы подпружиненных, образующих параллелограммы качающихся рычагов, расположенных симметрично с двух сторон от оси вращения поворотного блока с возможностью их синхронного поворота в плоскостях, перпендикулярных плоскости основания корпуса, относительно осей, закрепленных на основании поворотного бло-ка и связанных с кронштейном, на котором установлен ролик, Й другая часть накопителя снабжена неподвижными и подвижными направителями, причем подвижные направители связаны с качающимися рычагами посредством кронштейна с роликом и кулачка, имеющего плоскую опорную поверхность, контактирующую с роликом, при этом выходкой направитель установлен на продолжении оси вращения поворотного блока,2,Устройство по п.1,отл ичающеес я тем, что оси вращения поворотного блока, кронштейна с роликом и кулачка пересекаются в одной точке.3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что корпус снабжен эксцентричной направляющей и кольцевым пазом, концеитричным оси сердечника, а датчик углового положения шпуледержателя имеет на концах рычагов два чувствительных элемента, выполненных в виде стоек с роликами, расположенными в кольцевом пазу.4. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что поворотный ролик имеет коническую опорную поверхность, вершина конуса которой расположена в точке пересечения осей вращения, причем а = В = агсэи агсза е+г - й 21 21-угол между осью штока, несущего кронштейн с подвижными направителями и радиусом-векторомточки контакта фигурного кулачка с опорным роликом штока.6. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что соединенные в параллелограммы рычаги датчика попарно содержат стойки с поворотными втулками, в центральных отверстиях которых проходят качающиеся рычаги, установленные на осях вращения, перпендикулярных плоскости основания 5 корпуса и расположенных между парамирычагов датчика, соединенных в параллелограммы,.Слободяни Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 акэз 2360. Тираж Подписнэе ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5