Патент на изобретение №2216501
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) НАМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
(57) Реферат: Устройство содержит приводной барабан с приводом его вращения, скалку и опорные свободновращающиеся кронштейны. Для упрощения конструкции и повышения качества намотки материала в рулон оправка помещена на опорных роликах, установленных на свободнокачающихся кронштейнах, причем ось вращения оправки расположена по вертикали выше оси поворота прижимного звена с возможностью регулирования ее положения по условию обеспечения постоянного и гарантированного уровня силового замыкания с намоточным барабаном. 3 ил. Изобретение относится к области машиностроения для легкой и текстильной промышленности и может быть использовано в мерильно-контрольных и перемоточных машинах. Известно устройство (патент РФ 2099271, МПК В 65 H 18/20, 1997) для намотки материала на оправку, содержащее два приводных горизонтально расположенных барабана, скалку, измеритель диаметра рулона и управляемый привод второго барабана, позволяющий регулировать соотношение угловых скоростей рабочих органов в зависимости от вида наматываемого материала. Недостатком данного устройства является ограниченность пусковых значений сил сцепления приводного барабана с материалом в первоначальной стадии намотки из-за недостаточной массы рулона, что может привести к проскальзыванию материала непосредственно при его намотке и неравномерности периферической плотности намотки, появлению складкообразования и т.д. Известно намоточное устройство, содержащее приводной барабан, скалку и прижимное звено, выполненное в виде свободнокачающихся кронштейнов с опорными роликами, на которых размещена скалка, причем ось вращения скалки расположена по вертикали выше оси поворота кронштейнов (патент США 5154367, кл. В 65 Н 18/16, 1992). Недостатком этого технического решения является его конструктивная сложность, а также неравномерная плотность намотки вследствие непостоянства технологических нагрузок, и как следствие, изменяющегося в ходе процесса напряженно-деформированного состояния материала. Задачей изобретения является упрощение конструкции намоточного устройства и повышение качества процесса за счет снижения уровня напряженно-деформированного состояния материала перед намоткой и равномерности его обеспечения в ходе намотки. Технический результат достигается тем, что в намоточном устройстве, содержащем приводной барабан, скалку и прижимное звено, выполненное в виде свободнокачающихся кронштейнов с опорными роликами, на которых размещена скалка, причем ось вращения скалки расположена по вертикали выше оси поворота кронштейнов, согласно изобретению ось поворота кронштейнов выполнена с возможностью регулирования ее положения, для обеспечения постоянного силового замыкания скалки через слои материала с приводным барабаном. На фиг. 1 показана схема устройства для намотки материала в рулон; на фиг.2 – расчетная схема; на фиг.3 – график реакции N. Устройство содержит рабочий орган в виде приводного намоточного барабана 1, скалку 2 и прижимное звено в виде свободнокачающихся кронштейнов 3, 4 со свободновращающимися опорными роликами 5, наклонный экран 6 для разбраковки материала, привод 7 для вращения намоточного барабана. Свободнокачающиеся кронштейны 3, 4 установлены под острым углом к горизонтальной плоскости базирования устройства с возможностью двухкоординатного регулирования положения осей их поворота и соединены звеном 8, на котором закреплен дополнительный с регулируемым положением груз 9 и отводчик ткани 10. Увеличение диаметра рулона материала при его намотке приводит к увеличению расстояния между точками А и В (см. фиг.2) и повороту против часовой стрелки кронштейнов 3, 4 вокруг точки С. При этом проекция общего увеличения веса кронштейна с рулоном на направление реакции опорно-намоточного барабана остается практически постоянной (см. фиг.3) и уровнем, обеспечивающим достаточную силу сцепления для намотки материала и гарантированное силовое замыкание контактирующих поверхностей. Устройство работает следующим образом. В исходном положении материал 11 перемещается на технологическом тракте по наклонному столу 6 вниз через приводной барабан 1 и, образуя компенсационную петлю, обводится через направляющий элемент 10 и заправляется на скалку 2. Скалка с материалом укладывается на опорные свободновращающиеся ролики 5. Под воздействием веса скалки, опорных роликов и кронштейнов с дополнительным грузом 8 рулон прижимается к намоточному барабану 1, образуя тем самым необходимое силовое замыкание и силу сцепления контактирующих поверхностей. При включении привода 7 вращательное движение передается намоточному барабану и сила трения (сцепления) Fmp, действующая между ним и наматываемым рулоном, преодолевает сопротивление его движению от сил трения материала по поверхности наклонного стола, приведенного момента трения качения рулона по поверхности барабана и момента трения в опорах вращающихся роликов 5. Намоточный барабан 1 увлекает в нижнюю часть устройства материал, который для релаксации условно упругой составляющей деформации проходит по траектории расчетной компенсационной петли и наматывается в рулон. Сила трения Fmp зависит от величины нормальной реакции N (см. фиг.2), которая может изменяться в процессе намотки. Реакция N зависит от веса прижимного звена, изменяющегося веса наматываемого рулона G и их положения относительно намоточного барабана, определяемого углом наклона кронштейнов  .
При этом нарастание веса рулона приводит как бы к увеличению реакции, а изменение угла наклона кронштейнов – к изменению угла 1 и уменьшению реакции с практически полной компенсацией ее увеличения от нарастающего веса рулона.
Значение нормальной реакции от веса материала в рулоне определяется выражением  где  – плотность материала, В – ширина материала, r0 – радиус скалки; 1 – угол, определяющий направление реакции; R – текущий радиус рулона; g – гравитационная постоянная, t – время процесса намотки. Угол наклона кронштейнов и наклона реакции 1 функционально взаимозависимы, а в начальном положении механизма равны между собой.
Скорость изменения угла 1 зависит от выбранного положения оси С поворота кронштейнов, которое определяется регулируемыми параметрами L и H и зависит от радиуса наматываемого рулона  где h – толщина материала,  – первоначальная угловая скорость вращения оправки.
Изменение угла 1 описывается выражением где 0 – первоначальное, конструктивно заданное значение угла 1 при условии, что угол  Таким образом, при определенных соотношениях конструктивных параметров L и Н вследствие изменения угла 1 обеспечивается практически постоянное и гарантированное силовое замыкание скалки (через слои материала) с приводным барабаном в течение всего процесса намотки. Необходимое их начальное значение задается положением осей поворота кронштейнов и дополнительного груза 12, регулируемо закрепленного на свободнокачающихся кронштейнах.
Формула изобретения Намоточное устройство, содержащее приводной барабан, скалку и прижимное звено, выполненное в виде свободнокачающихся кронштейнов с опорными роликами, на которых размещена скалка, причем ось вращения скалки расположена по вертикали выше оси поворота кронштейнов, отличающееся тем, что ось поворота кронштейнов выполнена с возможностью регулирования ее положения для обеспечения постоянного силового замыкания скалки через слои материала с приводным барабаном. РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 11.04.2004
Извещение опубликовано: 27.05.2006 БИ: 15/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
