Устройство для транспортировки длинномерных материалов
Полезная модель относится к текстильной промышленности и может быть использована в отделочном производстве, например, в роликовых запарных машинах, сушильных камерах, промывочных и пропиточных машинах.
Устройство позволяет исключить влияние износа системы на точность регулирования натяжения полотна.
Для этого опорные подшипники соединены с кулисами, образующими с осью ролика коромыслово-кулисный механизм, который при этом связан с демпфирующим средством. При повышении величины натяжения полотна кулисы поворачиваются относительно стойки механизма коромыслово-кулисного механизма, осуществляя замыкание силовой кинематической цепи - двух полумуфт, которые взаимодействуя передают крутящий момент от привода через цепную передачу на ролик, уменьшая натяжение полотна. 2 илл.
Полезная модель относится к текстильной промышленности, в частности, к устройствам для транспортировки длинномерных материалов в паровоздушной или жидкой среде, например, в роликовых запарных машинах, сушильных камерах, промывных и пропиточных машинах для обеспечения проводки материалов с заданным технологическим натяжением.
Известно устройство для транспортировки ленточных и нитевидных материалов [1], содержащее ролики, снабженные фрикционами, включающими звездочку, свободно вращающуюся на оси ролика. Фрикцион жестко связан с его рубашкой. Сила прижима создается пружиной, поджатие которой регулируется гайкой. Ведомый фрикционный диск запрессован в звездочку, а ведущий связан с осью ролика. За счет контролируемого поджатия пружины с помощью гайки осуществляется необходимая компенсация технологических возмущений.
Основной недостаток указанного устройства заключается в разомкнутом по натяжению материала принципом работы; в необходимости настройки его на определенный режим работы, всякое отклонение от которого (смена артикула обрабатываемого материала, изменение скоростного режима, вариация технологических возмущений и другие) вызывает изменение натяжения полотна на участках зоны.
В качестве прототипа выбрано устройство [2], представляющее собой полуприводной ролик, установленный на двух опорах, получающий крутящий момент от пневмофрикционного привода, представляющего собой систему регулирования осевого усилия муфты в зависимости от величины крутящего момента на образующей поверхности ролика.
Недостатками прототипа является неустойчивость эксплуатационных характеристик из-за уменьшения силы трения при небольшом износе подшипников ролика; отсутствие системы саморегулирования натяжения и наличие пневмосистемы, усложняющей эксплуатацию системы, а также малый диапазон регулирования.
Техническим результатом является исключение влияния износа системы на точность регулирования натяжения полотна.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для транспортировки длинномерных материалов, содержащем ролик, установленный в опорных подшипниках, две полумуфты фрикциона, одна из которых жестко связана с приводной звездочкой, а другая установлена на шипе ролика, согласно полезной модели, опорные подшипники смонтированы на кулисах так, что образуют с осью ролика коромыслово-кулисный механизм, последний при этом связан с демпфирующим средством.
Отсутствие влияния износа в кинематических парах трения системы коромыслово-кулисного механизма обусловлено независимостью коэффициента трения от окружной скорости трущихся поверхностей, определяющей управляемость и работоспособность системы, что отсутствует в конструкции
ролика-прототипа, имеющей способность возбуждения поперечных колебаний рабочей поверхности и дестабилизирующей технологические параметры транспортировки полотна (натяжение, скорость, и др.).
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема установки заявляемого устройства; на фиг.2 показана схема размещения системы роликов, например, в промывочной или пропиточной ванне.
Ролик 1 (фиг.1) установлен в подшипниках, смонтированных на кулисах 2 таким образом, чтобы ось ролика 1 и кулисы 2 образовывали коромыслово-кулисный механизм. Шип 3 ролика 1 со стороны привода имеет полумуфту фрикциона 4, установленную с возможностью взаимодействия с другой полумуфтой 5, жестко связанной с приводом звездочкой 6 и размещенной в опорах 7. С противоположной стороны кулиса 2 соединена с демпфирующим средством 8, представляющим собой, например, упругую связь. Сигналы с импульсных датчиков скорости 9 и 10, установленных до и после ролика соответственно, поступают на блок управления 11, где вычисляется текущее натяжение транспортируемого полотна, и сравнивается с заданным (Тзад). Сигнал рассогласования поступает на исполнительный механизм 12, управляющий положением полуприводного ролика.
Система роликов (фиг.2), установленных в промывочной или пропиточной ванне, с возможностью привода посредством цепной передачи 13 от электродвигателя 14 через редуктор 15 и звездочку 16 взаимодействует с полотном 17, транспортируемым через рабочую среду. С противоположной
стороны каждое демпфирующее средство 8 закреплено на жесткой кинематической связи 18 посредством гайки 19. Жесткая кинематическая связь управляется исполнительными механизмами 12 и 20.
Устройство работает следующим образом.
Полотно длинномерного материала 17 (фиг.2), выбираемое из предшествующей технологической единицы, работающей в составе поточной линии, проходит через систему полуприводных роликов. В случае превышения величины натяжения Т транспортируемого полотна 17 через ряд полуприводных роликов 1, кулисы 2 (фиг.1) поворачиваются относительно стойки 0 коромыслово-кулисного механизма, осуществляя замыкание силовой кинематической цепи полумуфт 4 и 5, которые, взаимодействуя, передают крутящий момент от привода через цепную передачу 13 на ролик 1, уменьшая вертикальную составляющую Т'-силы натяжения полотна.
В процессе обработки текстильный материал 17 дает усадку или вытяжку, величина которой - 
L (мокрые виды обработки, кроме мерсеризации, дают вытяжку, а сухие, например, термообработка - усадку). Пройдя через рабочую среду (фиг.2), полотно поступает на полуприводной ролик 1, на котором происходит коррекция силы натяжения полотна за счет изменения величины крутящего момента в системе привода, как и на предшествующем полуприводном ролике.
Поскольку ролик 1 установлен на кулисах 2 (фиг.1), то от действия натяжения Т материала возникает сила Т'', определяемая углом наклона а кулисы
2 к горизонту. Таким образом, если натяжение материала на какой-либо из ветвей увеличивается или уменьшается, автоматически изменяется сила Т'', являющаяся составляющей величины натяжения Т. Это приводит к изменению силы прижима полумуфт 4 и 5 фрикциона, вызывающей изменение частоты вращения ролика и восстановление технологически необходимой величины натяжения материала.
Возвращение коромыслово-кулисного механизма в исходное положение обеспечивается демпфирующим средством 8, регулирующим начальные условия работы системы и сглаживающим амплитуды колебаний механической системы за счет введения упругой связи, которая управляется при помощи исполнительного механизма 12.
В случае отклонения натяжения транспортируемого полотна от заданного, происходит его корректировка с помощью исполнительных механизмов 12 и 20, которые изменяют силу прижима полумуфт 4 и 5 фрикциона, изменяя тем самым частоту вращения роликов. Использование кинематической связи 18 позволяет использовать только два исполнительных механизма 12 и 20 и проводить плавное изменение натяжения транспортируемого полотна.
Длина материала, поступающего на первый верхний ролик, в единицу времени равна L (фиг.2), тогда частота вращения первого ролика определяется как
где D - диаметр ролика.
Частота вращения последнего ролика:
где L - величина усадки или вытяжки материала;
n - разница в частоте вращения роликов.
Таким образом, частота вращения роликов не может быть одинаковой и зависит от величины усадки или вытяжки материала.
Обычно выполняют приводным верхний ряд роликов, не приводным -нижний, что обеспечивает принудительный привод системы роликов через одного. Поскольку величина усадки или вытяжки материала колеблется в широких пределах, то частота вращения роликов будет меняться значительно в автоматическом режиме, так как ручная регулировка практически невозможна.
Начальное усилие затяжки полумуфт 4 и 5 фрикциона (горизонтальная составляющая Т'') и величина натяжения материала (вертикальная составляющая Т) задаются характеристиками демпфирующего средства 8 (фиг.1), при помощи исполнительного механизма 12.
Техническим преимуществом технического решения по отношению к прототипу являются:
- высокие эксплуатационные характеристики, обеспечиваемые стабильностью кинематических и динамических параметров конструкции, заключающиеся в возможности обеспечения высокой точности поддержания постоянства натяжения материала через рабочие органы оборудования, имеющего систему роликов или барабанов, износ подшипников единиц которых не влияет на работу системы проводки материала.
Источники информации:
1. Глазунов В.Ф., Прокушев С.В. Автоматизация оборудования для непрерывной обработки текстильных материалов / Иван. гос. энерг. ун-т. - Иваново, 2002, с.213...216.
2. Авторское свидетельство СССР №1117355, МКИ: Д06В 3/36, БИ №37, 1984.
Устройство для транспортировки длинномерных материалов, содержащее ролик, установленный в опорных подшипниках, две полумуфты фрикциона, одна из которых жестко связана с приводной звездочкой, а другая установлена на шипе ролика, отличающееся тем, что опорные подшипники смонтированы на кулисах так, что образуют с осью ролика коромыслово-кулисный механизм, последний при этом связан с демпфирующим средством.
