Устройство для контроля коэффициента трения ремешков
Устройство для контроля коэффициента трения ремешков относится к прядильному производству текстильной промышленности, а именно к средствам контроля фрикционных свойств ремешков вытяжных приборов прядильных и ровничных машин. Технической задачей, решаемой при создании полезной модели является повышение точности и информативности контроля коэффициента трения ремешков. Решение технической задачи достигается тем, что в состав предлагаемого устройства входит блок протяжки ремешков с первичным преобразователем и блок обработки данных в состав которого входит ЭВМ.
Предлагаемая полезная модель относится к прядильному производству текстильной промышленности, а именно к средствам контроля фрикционных свойств ремешков вытяжных приборов прядильных и ровничных машин.
Существенное влияние на работу вытяжных приборов оказывают фрикционные характеристики ремешков. Для лучшего контроля за движением волокон наружная поверхность ремешков должна иметь высокий коэффициент трения, в то время как внутренняя поверхность ремешка, скользящая по стальным направляющим элементам, должна иметь по возможности более низкий коэффициент трения. Как показано в [1], высокий коэффициент трения ремешков может приводить к их затяжке под планку и обрыву ремешка Неравномерность коэффициента трения по длине ремешка приводит к неравномерному его движению и возникновению за счет этого скрытой вытяжки. Для предотвращения нежелательных явления, связанных с неправильным выбором значений коэффициента трения ремешков необходим контроль его значений на заводе изготовителе.
В [1] приводится схема экспериментальной установки, позволяющей определять коэффициент трения ремешков. Устройство состоит из неподвижного гладкого цилиндра, груза и динамометра. Устройство работает следующим образом. Предварительно разрезанный контролируемый ремешок огибает цилиндр, при этом на одном его конце крепится груз, а за другой динамометр. Динамометр равномерно перемещается вниз. При этом ремешок скользит по цилиндру, поднимая груз. Во время движения ремешка снимаются показания динамометра. На основании веса груза и значения силы натяжения ремешка, установленной по показаниям динамометра, рассчитывается значение коэффициента трения. Недостатком такого устройства является необходимость разрезания ремешка, что приводит его в негодность, необходимость последующей обработки данных, субъективность полученных показаний т.к. они фиксируются
оператором при постоянном изменении значений в некотором диапазоне, вызванном неравномерностью движения динамометра.
Прототипом заявляемого устройства является устройство для измерения коэффициента трения ремешков вытяжных приборов текстильных машин [2]. Устройство состоит из приводного и измерительного валиков. Приводной валик размещен на верхней части станины устройства с возможностью вращения, которое он получает от привода устройства. К приводному валику прижимается свободно вращающийся на оси обрезиненный нажимной валик. Измерительный валик размещен под приводным валиком на подвижной каретке, которая может перемещаться в вертикальном направлении под действием собственного веса по направляющим, установленным на станине устройства. Измерительный валик установлен в подшипниках и связан с упругим элементом, который деформируется при повороте. Деформация упругого элемента регистрируется отсчесным устройством, в состав которого входят стрелка, закрепленная на измерительном валике и шкала размещенная на подвижной каретке. Шкала проградуирована в значениях коэффициента трения.
Устройство работает следующим образом. Контролируемый ремешок надевается на два валика, приводной и измерительный. При этом он зажимается между приводным и нажимным валиком, что обеспечивает его надежное фрикционное сцепление с последним. Ремешок натягивается за счет того, что каретка перемещается вниз под действием собственного веса. Ход каретки выбран достаточно большим, с тем, чтобы можно было обеспечить контроль всего диапазона длин ремешков, выпускаемых промышленностью. При включении привода ремешок начинает движение и поворачивает измерительный ролик на некоторый угол, который определяется равенством момента трения со стороны ремешка и момента упругих сил со стороны упругого элемента. После этого ремешок скользит по измерительному валику. При неизменном значении веса каретки и угла обхвата измерительного валика ремешком, угол его поворота функционально связан с коэффициентом трения ремешка по измерительному валику,
поэтому значения коэффициента трения можно считать со шкалы, проградуированной в соответствующих значениях. Прототип имеет следующие недостатки:
- для того чтобы шкала устройства имела достаточное для процесса измерения разрешение, упругий элемент измерительного ролика должен иметь малую жесткость, однако при такой жесткости возможно возникновение автоколебаний в измерительной системе устройства, которые делают сам процесс измерения невозможным;
- шкала устройства является нелинейной;
- на показания устройства влияет трение каретки по направляющим;
- коэффициент трения по длине ремешка непрерывно изменяется в каком-то диапазоне, при этом оператор не в состоянии считывать мгновенные значения коэффициента трения, он может оценить только максимальные и минимальные значения.
Технической задачей поставленной при создании полезной модели, является повышение точности контроля коэффициента трения ремешков и его информативности.
Решение указанной технической задачи достигается тем, что в состав предлагаемого устройства входит блок протяжки ремешков с первичным преобразователем и блок обработки данных.
На фиг.1 приведена схема устройства.
На фиг.2 схема первичного преобразователя.
В состав блока протяжки ремешков входят станина 1, с закрепленной на ней вертикальной стойкой 2. В верней части стойки находится привод 3 ведущего валик 4. К валику 4 прижимается нажимной валик 5. На нижней части стоки 2 закреплена траверса 6, которая может передвигаться по стойке и фиксироваться в новом положении, с помощью рукоятки 7. На траверсе крепится неподвижная панель 8 пантографа. Подвижная каретка выполнена в виде панели 9 и соединена с неподвижной панелью 8 при помощи четырех коромысел 10, которые могут поворачиваться вокруг осей 14. На подвижной панели крепится первичный преобразователь 11 с измерительным валиком 12, который проходит через отверстие в неподвижной панели 8.
Первичный преобразователь состоит из корпуса 15, в котором на подшипниках крепится измерительный валик 12. На нем располагается сменная втулка 16 и упругий элемент в виде балки 17 равного сопротивления изгибу. На балку наклеены тензорезисторы 18, соединенные по мостовой схеме. К корпусу преобразователя жестко закреплена вилка 19 с винтами-кернами 20, препятствующими повороту балки заодно с измерительным валиком 12.
В состав блока обработки данных входят АЦП, устройство сопряжения с ЭВМ и ЭВМ с соответствующим программным обеспечением.
Устройство работает следующим образом. Контролируемый ремешок 13 надевается на два валика 4 и 12. Для свободного надевания ремешка измерительный валик 12 приподнимают вручную, смещая вверх первичный преобразователь 11 и подвижную панель 9 за счет поворота коромысел 10 вокруг осей 14. Применение пантографа позволяет снизить силы трения, действующие на подвижную панель, по сравнению с прототипом и за счет этого повысить точность измерения. При отпускании измерительного валика 12, он, под действием собственного веса и веса подвижных частей пантографа, натягивает ремешок. Для обеспечения надежного фрикционного контакта с приводным валиком 4 контролируемый ремешок прижимается к нему нажимным валиком 5. При включении привода ремешок скользит по втулке 16, в результате чего на нее действует момент сил трения, который проворачивает на небольшой угол измерительный валик 12 и изгибает балку 17. Изгиб балки с помощь тензорезисторов 18 преобразуется в аналоговый электрический сигнал. Жесткость балки такова, что ее прогиб в точках опоры на винты-керны составляет менее 0,1 мм. Это полностью исключает возможность возникновения автоколебаний системы от неравномерности коэффициента трения по длине ремешка.
Поскольку вес подвижных частей пантографа и угол обхвата измерительного валика ремешком являются для данного устройства постоянными величинами, то момент трения функционально связан с коэффициентом трения, который можно однозначно рассчитать на основе данных о моменте трения. Полученный аналоговый сигнал передается в блок
обработки данных, где он оцифровывается, пересчитывается в значения коэффициента-трения и сохраняется на жестком диске ЭВМ. Значения коэффициента трения считываются через каждый миллиметр по всей длине ремешка. При этом исключается любое субъективное влияние оператора на процесс измерения. На основании полученных данных с помощью программного обеспечения ЭВМ рассчитываются средние значения коэффициента трения по ремешку и его коэффициент вариации. Эти значения сохраняются на жестком диске ЭВМ для последующего автоматизированного ведения журнала испытаний. Таким образом, в отличие от прототипа, предлагаемое устройство позволяет получить дополнительную информацию о фрикционных свойствах ремешков.
Полезный эффект от применения предлагаемого устройства заключается в повышении качества ремешков прядильных машин за счет достоверной оценки их фрикционных характеристик и своевременной корректировки режимов их изготовления, направленной на улучшение соответствующих показателей.
Список использованных источников
1. Соркин А.П., Сабитов С.В., Беляков А.Н., Журавский Л.М. Влияние фрикционных характеристик ремешков вытяжных приборов текстильных машин на возможность их затяжки. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности, 1983, №1.
2. Соркин А.П., Сабитов С.В. Прибор для измерения коэффициента трения ремешков вытяжных приборов текстильных машин. ЦНИИТЭИлегпром «Текстильная промышленность», 1987, №9.
1. Устройство для контроля коэффициента трения ремешков, состоящее из приводного валика, установленного на станине, и измерительного валика, связанного с упругим элементом, размещенного на подвижной каретке и отсчетного устройства, показывающего деформацию упругого элемента, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит передвигаемую по стойке траверсу, первичный преобразователь деформации упругого элемента в электрический сигнал и блок обработки с ЭВМ.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижная каретка крепится к траверсе с помощью коромысел, а упругий элемент выполнен в виде балки равного сопротивления изгибу.
