Устройство для намотки аморфной ленты

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использовано при производстве тонких металлических лент аморфной структуры, применяемых при изготовлении силовых трансформаторов. Сущность усовершенствования состоит в том, что в устройстве для намотки аморфной ленты, содержащем намоточный барабан, связанный с диском-холодильником посредством направляющей для ленты, снабженной струйными источниками сжатого воздуха в виде сопел, стимулирующими движение ленты, направляющая выполнена в виде пластины шарнирно закрепленной у диска-холодильника с возможностью поворота в вертикальном направлении и снабженной сквозным окном, выполненным над намоточным барабаном, при этом с нижней стороны пластины за намоточным барабаном смонтировано устройство резки ленты, которое выполнено в виде ножа с рукояткой установленной под пластиной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении намоточного барабана, а режущая часть связана с рукояткой с помощью горизонтального шарнира. Кроме того, над окном установлен экран, параллельный пластине и опирающийся на нее боковыми стенками, образуя тоннель для ленты, а на экране установлен ролик, имеющий возможность через отверстие в экране перемещаться в направлении к намоточному барабану по вертикали, пересекающейся с центром последнего. За экраном на пластине смонтирован зажим для фиксации ленты. Решению поставленной задачи способствует и то, что в тоннеле смонтировано сопло для подачи потока сжатого воздуха, направленного в пространство между намоточным барабаном и устройством резки ленты, а с нижней стороны пластины перед намоточным барабаном установлено сопло для подачи потока сжатого воздуха, направленного вдоль пластины. Технический эффект полезной модели состоит в упрощении конструкции устройства намотки ленты на барабан за счет более простого выполнения направляющей системы. 6 зав. п. пат. ф-лы; 5 ил.

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использовано при производстве тонких металлических лент аморфной структуры, применяемых при изготовлении силовых трансформаторов.

В подавляющем большинстве современных машин аморфная лента изготавливается способом спиннингования расплава на полированную поверхность охлаждаемого водой валка (диска-холодильника), движущегося с линейной скоростью 25-40 м/с. Скорость охлаждения расплава на поверхности валка составляет 10⁶ C в секунду.

Однако значительному увеличению объемов производства аморфной ленты и удовлетворению ежегодно растущего на нее спроса препятствует ряд проблем технологического характера. Так, например, высокие скорости литья, большая (как правило, более 5000 м) длина ленты затрудняют смотку ленты во время процесса литья на намоточное устройство.

В настоящее время в России и ряде других стран на практике эта заключительная операция производства аморфной ленты осуществляется вручную. После того как вся полученная за один цикл тонкая лента (толщиной 0,0200,035 мм и шириной обычно до 50 мм) - это около 5 км ленты, сбрасывается с формующего валка литейного комплекса, она собирается на специально подготовленный пол или перемещаемый брезент. Такая технология существенно сдерживает наращивание объемов производства аморфной ленты и приводит к значительному браку из-за перегибов, заломов и обрывов ленты, что влечет за собой и ухудшение потребительских качеств такой ленты.

В Японии смотка производится не сразу после схода аморфной ленты с литейной машины. Захват ленты осуществляется со специально подготовленного пола. Большие размеры отполированного пола позволяют накопить необходимый запас ленты, не спутывая ее.

В качестве прототипа предлагаемому усовершенствованию выбрано устройство для намотки аморфной ленты, описанное в патенте GB 2096973. Это устройство содержит диск-холодильник, на котором из расплавленного металла формируют аморфную ленту за счет практически мгновенного его охлаждения. Посредством специального инструмента в сочетании с противоположно расположенным соплом, через который подается сжатый воздух, лента с диска-холодильника переводится на наклонную направляющую, представляющую собой тоннель из телескопически соединенных трубок, которая по касательной примыкает к поверхности намоточного барабана. Следует отметить, что для направления ленты в тоннеле и создания оптимальных условий для плотной намотки рулона на намоточном барабане, в устройстве широко используется сжатый воздух, подаваемый через сопла. В частности, рабочая поверхность намоточного барабана почти полностью охвачена пневматическим коллектором в виде шланга, подсоединенного к источнику сжатого воздуха и снабженного соплами, обращенными к поверхности барабана и равномерно распределенные по длине шланга. Диск-холодильник и намоточный барабан каждый имеют автономный электрический привод с общей электронной системой адаптации скоростей их вращения, обеспечивающей постоянство линейной скорости ленты как на диске-холодильнике, так и на намоточном барабане.

Недостатком описанного устройства является сложность конструкции, обеспечивающей подачу аморфной ленты от диска-холодильника к намоточному барабану. Свидетельством этого является телескопическая конструкция направляющего тоннеля и система, обеспечивающая плотность формирования рулона в виде шланга с соплами. Для обеспечения постоянства расстояния конца направляющей от поверхности барабана в устройстве предусмотрен специальный винтовой привод, включенный в систему управления всем процессом формирования аморфной ленты.

Таким образом, задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства намотки ленты на барабан за счет более простого выполнения направляющей системы.

Поставленная задача достигается за счет того, что в устройстве для намотки аморфной ленты, содержащем намоточный барабан, связанный с диском-холодильником посредством направляющей для ленты, снабженной струйными источниками сжатого воздуха в виде сопел, стимулирующими движение ленты, направляющая выполнена в виде пластины шарнирно закрепленной у диска-холодильника с возможностью поворота в вертикальном направлении и снабженной сквозным окном, выполненным над намоточным барабаном, при этом с нижней стороны пластины за намоточным барабаном смонтировано устройство резки ленты, которое выполнено в виде ножа с рукояткой установленной под пластиной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении намоточного барабана, а режущая часть связана с рукояткой с помощью горизонтального шарнира. Кроме того, над окном установлен экран, параллельный пластине и опирающийся на нее боковыми стенками, образуя тоннель для ленты, а на экране установлен ролик, имеющий возможность через отверстие в экране перемещаться в направлении к намоточному барабану по вертикали, пересекающейся с центром последнего. За экраном на пластине смонтирован зажим для фиксации ленты. Решению поставленной задачи способствует и то, что в тоннеле смонтировано сопло для подачи потока сжатого воздуха, направленного в пространство между намоточным барабаном и устройством резки ленты, а с нижней стороны пластины перед намоточным барабаном установлено сопло для подачи потока сжатого воздуха, направленного вдоль пластины.

На чертежах, прилагаемых к описанию дано:

- фиг.1 - схематическое изображение общего вида предлагаемого устройства в момент прохождения по пластине дефектного участка ленты;

- фиг.2 - схематическое изображение общего вида предлагаемого устройства в момент отделения дефектной части ленты;

- фиг.3, 4 - варианты конструкций режущей части устройства резки ленты;

- фиг.5 - схематическое изображение общего вида устройства для резки ленты.

Машина для изготовления аморфной ленты (далее лента) 1 содержит диск-холодильник 2, расположенный на корпусе и предназначенный для непосредственного производства ленты из расплавленного металла, наносимого через специальную фильеру на цилиндрическую поверхность диска-холодильника 2. Непременным условием, обеспечивающим качество ленты, является практически мгновенное охлаждение металлического расплава, чему способствуют высокая линейная скорость поверхности диска-холодильника 2 и его эффективное охлаждение, преимущественно водяное. Важной составной частью машины является устройство намотки ленты 1, основу которого составляет намоточный барабан 3 с образующей цилиндрической поверхностью, включающей постоянные магниты 4. Барабан 3 связан с электрическим приводом (на чертеже не показан) и имеет общую с диском-холодильником 2 систему управления, обеспечивающую постоянство линейной скорости ленты 1 независимо от меняющегося в процессе работы диаметра рулона, наматываемого на барабан 3. Над барабаном 3 установлена пластина 5, одним концом примыкающая к диску-холодильнику 2 и связанная с корпусом машины посредством шарнира 6 с горизонтальной осью, обеспечивающей ей возможность поворота в вертикальном направлении. Пластина 5 над барабаном 3 имеет окно 7, над которым установлен экран 8, опирающийся своими стенками 9 на пластину 5, образуя, таким образом, тоннель для ленты 1. Устройство для намотки включает устройство резки ленты 1 в виде ножа, рукоятка 10 которого установлена под пластиной 5 на выходе из тоннеля с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих 11 (фиг.1). Режущая часть 12 ножа связана с рукояткой 10 с помощью шарнира 13 с горизонтальной осью (фиг.5). Описанная конструкция устройства резки обеспечивает функциональную гибкость при настроечных операциях намоточного устройства. Режущая часть 12 может быть, например, представлена в двух вариантах: в виде гребенки из конусообразных игл 14 (фиг.3) или резца 15 (фиг.4), с остро заточенной твердосплавной накладкой. На экране 8 смонтирован подпружиненный ролик 16, связанный с электромагнитным приводом 17, обеспечивающим ролику 16 возвратно-поступательное перемещение через отверстие 18 по траектории в виде вертикальной линии, проходящей через центр барабана 3. За экраном 8, по ходу движения ленты 1 установлен подпружиненный прижим 19, также снабженный электромагнитным приводом 20. Сборочные единицы ролика 16 и прижима 20, как и все остальные, расположенные на пластине 5, смонтированы на элементах ее конструкции 21. Для стимулирования движения ленты 1 по пластине 5 перед экраном 8 смонтированы наклонные сопла 22, а под пластиной 5 перед окном 7 закреплено сопло 23. Все сопла связаны с источником сжатого воздуха. Кроме того, имеется сопло 24, размещенное внутри тоннеля на экране 8. Оно направляет поток сжатого воздуха в пространство между поверхностью барабана 3 и кромкой окна 7, где располагается режущая часть 12 устройства резки ленты 1. Поворот пластины 5 вокруг шарнира 6 осуществляется с помощью электрического актюатора 25. На фиг.1 изображение дефектной части ленты 1 дано в виде штриховой линии, а на фиг.2 - в виде сплошной линии. Имеет различного рода значительные дефекты,

Устройство для намотки аморфной ленты работает следующим образом.

На диске-холодильнике 2 по известной технологической схеме формируется лента 1. Как показала производственная практика, начальная часть ленты имеет различного рода значительные дефекты, выражающиеся, в основном, в нарушении ее сплошности. Одновременно с началом формирования ленты в работу включаются наклонные сопла 22 и сопло 23, которые создают поток сжатого воздуха, ориентирующий и перемещающий деформированную часть ленты по пластине 5, которая в этот момент приподнята над барабаном 3 с помощью актюатора 25. Потоком воздуха деформированная лента транспортируется над окном 7 через тоннель, образованный экраном 8 и его стенками 9 и выносится за пределы пластины 5. В это время ролик 16 электромагнитом 17, как и прижим 19 электромагнитом 20, приподняты и не представляют собой препятствий для деформированной части ленты 1, изображенной в виде штриховой линии (фиг.1). После фиксации факта появления качественной ленты на пластине 5 системой управления работой машины, актюатор 25 опускает пластину 5 в положение, изображенное на фиг.2. Одновременно разгоняется до необходимой скорости вращения барабан 3, ролик 16 вводится с ним в контакт через ленту 1, которая захватывается постоянными магнитами 4, прекращается подача потока воздуха через сопло 23, включается в работу сопло 24 и прижим 19 обездвиживает ленту на выходном участке пластины 5. Образующаяся при этом петля из ленты между поверхностью барабана 3 и режущей частью 12 ножа под действием потока воздуха из сопла 24 натягивается, что приводит к взаимодействию ленты и режущей части ножа, например, в виде конических игл 14. Множественные проколы от игл 14 резко ослабляют сечение ленты, которая под действием растягивающих сил разрывается. Часть ленты, лежащей на барабане 3 «приклеивается» к его поверхности под действием постоянных магнитов 4 и увлекается далее вращательным движением барабана, положив начало образованию рулона, по мере увеличения диаметра которого подпружиненный ролик 16 отжимается вверх. Полностью сформированный рулон через ролик 16 автоматически через соответствующий датчик (на чертеже не показан) выключает машину, что также приводит в исходное состояние все узлы и механизмы, размещенные на пластине 5, и ее поднятие над барабаном 3, освобождая последний для снятия и дальнейшего использования.

1. Устройство для намотки аморфной ленты, содержащее намоточный барабан, связанный с диском-холодильником посредством направляющей для ленты, снабженной струйными источниками сжатого воздуха в виде сопел, стимулирующими движение ленты, отличающееся тем, что направляющая выполнена в виде пластины, шарнирно закрепленной у диска-холодильника с возможностью поворота в вертикальном направлении и снабженной сквозным окном, выполненным над намоточным барабаном, при этом с нижней стороны пластины за намоточным барабаном смонтировано устройство резки ленты.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что над окном установлен экран, параллельный пластине и опирающийся на нее боковыми стенками, с образованием тоннеля для ленты.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство резки ленты выполнено в виде ножа, рукоятка которого установлена под пластиной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении намоточного барабана, а режущая часть связана с рукояткой с помощью горизонтального шарнира.

4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что на экране установлен ролик, имеющий возможность перемещения через отверстие в экране в направлении к намоточному барабану по вертикали, пересекающей центр барабана.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что за экраном на пластине смонтирован зажим для фиксации ленты.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в тоннеле смонтировано сопло для подачи потока сжатого воздуха, направленного в пространство между намоточным барабаном и устройством резки ленты.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с нижней стороны пластины перед намоточным барабаном установлено сопло для подачи потока сжатого воздуха, направленного вдоль пластины.