Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ ПЛОТНОСТИ НАМОТКИ ГИБКОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к устройствам для формирования рулона наматываемого гибкого материала и может быть использовано в производстве рулонных материалов в текстильной промышленности.

Известно устройство, реализующее способ формирования ткацких навоев (Патент на изобретение RU №2278913, МПК D02H 13/28, D02H 3/008, 2006 г.), содержащее электродвигатель и редуктор, фрикционную муфту с узлом включения-выключения, также кулачковую пару, элемент которой кинематически связан с уплотняющим валом, а второй - через редуктор с электродвигателем.

Недостатком указанного устройства является невозможность формирования паковок с заданной плотностью, изменяющейся под влиянием неконтролируемых внутри них процессов деформации наматываемой основы.

Известен измеритель плотности намотки длинномерных материалов (Авторское свидетельство SU №825444, МПК B65H 77/00, G01N 9/00, 1981 г.), содержащий датчик оборотов паковки, подключенный к первому входу вычислительного блока, и датчик диаметра паковки, интегратор, блок сравнения и эталонный генератор, при этом датчик диаметра паковки через интегратор соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через эталонный генератор подключен к датчику оборотов паковки, а выход блока сравнения соединен со вторым входом вычислительного блока.

Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности контролировать плотность внутренних слоев паковки, так как оно позволяет определять только некоторую ее среднюю плотность.

Известно устройство управления формированием сновальных валов (Патент на изобретение RU №2494178, МПК D02H 13/18, 2013 г.), принятое за прототип, устройство управления формированием сновальных валов, содержащее электропривод сновального вала, электропривод уплотняющего вала, блок вычисления радиуса намотки, датчик оборотов сновального вала, дополнительно содержит импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала, импульсный датчик частоты вращения сновального вала, блок определения приращения радиуса намотки, причем импульсный датчик частоты вращения сновального вала и импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала своими выходами подключены к входам блока вычисления радиуса намотки, выход которого соединен с первым входом блока определения приращения радиуса намотки сновального вала, второй вход которого подключен к выходу датчика оборотов сновального вала, а выход блока определения приращения радиуса намотки связан с входом электропривода уплотняющего вала.

Недостатком указанного устройства является невозможность задания и стабилизации необходимой плотности намотки материала.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности стабилизации плотности намотки гибкого материала.

Технический результат достигается тем, что устройство стабилизации плотности намотки гибкого материала, содержащее электропривод паковки, импульсный датчик частоты вращения паковки, блок вычисления радиуса паковки, дополнительно содержит датчик натяжения, датчик линейной скорости намотки, регулятор плотности намотки, блок вычисления длины материала, два блока умножения, блок деления, два сумматора, блок задания линейной массы материала заданной ширины, блок задания ширины материала и блок задания плотности намотки, при этом датчик натяжения подключен к первому входу первого сумматора, соединенного своим выходом с входом электропривода паковки, второй вход первого сумматора подключен к выходу регулятора плотности намотки, связанного своим входом с выходом второго сумматора, к первому входу которого подключен блок задания плотности намотки, ко второму входу второго сумматора подключен выход блока деления, первый вход которого соединен с выходом первого блока умножения, второй вход блока деления соединен с выходом второго блока умножения, связанного своим первым входом с выходом блока задания линейной массы материала заданной ширины, второй вход второго блока умножения соединен с выходом блока вычисления длины материала, подключенного вместе с вторым и третьим входами первого блока умножения к выходу блока вычисления радиуса паковки, первый вход первого блока умножения соединен с выходом блока задания ширины материала, первый вход блока вычисления радиуса паковки подключен к выходу импульсного датчика частоты вращения паковки, а второй вход подключен к датчику линейной скорости намотки.

На чертеже представлена структурная схема устройства, где цифрами обозначены: гибкий материал 1, рулон 2, датчик натяжения 3, датчик линейной скорости намотки 4, блок задания плотности намотки 5, регулятор плотности намотки 6, электропривод паковки 7, импульсный датчик частоты вращения паковки 8, блок задания ширины материала 9, блок вычисления радиуса паковки 10, блок деления 11, первый блок умножения 12, блок вычисления длины материала 13, блок задания линейной массы материала заданной ширины 14, второй блок умножения 15, первый сумматор 16, второй сумматор 17.

Гибкий материал 1 наматывается в рулон 2 электроприводом паковки 7. Датчик натяжения 3 подключен к первому входу первого сумматора 16, соединенного своим выходом с входом электропривода паковки 7. Второй вход первого сумматора 16 подключен к выходу регулятора плотности намотки 6, связанного своим входом с выходом второго сумматора 17. К первому входу второго сумматора 17 подключен блок задания плотности намотки 5, ко второму входу второго сумматора 17 подключен выход блока деления 11, первый вход которого соединен с выходом первого блока умножения 12. Второй вход блока деления 11 соединен с выходом второго блока умножения 15, связанного своим первым входом с выходом блока задания линейной массы материала заданной ширины 14. Второй вход второго блока умножения 15 соединен с выходом блока вычисления длины материала 13, подключенного вместе с вторым и третьим входами первого блока умножения 12 к выходу блока вычисления радиуса паковки 10. Первый вход первого блока умножения 12 соединен с выходом блока задания ширины материала 9. Первый вход блока вычисления радиуса паковки 10 подключен к выходу импульсного датчика частоты вращения паковки 8, а второй вход подключен к датчику линейной скорости намотки 4.

Устройство стабилизации плотности намотки гибкого материала работает следующим образом.

Перед началом работы на выходах блока задания плотности намотки 5, блока задания ширины материала 9 и блока задания линейной массы материала заданной ширины 14 устанавливают соответственно начальные значения плотности намотки, ширины и линейной массы материала заданной ширины.

Устройство обеспечивает стабилизацию плотности намотки гибких материалов за счет регулирования натяжения наматываемого материала, значение которого задается на основе вычисления плотности намотки. При этом на входах второго сумматора 17 сравниваются задание с выхода блока задания плотности намотки 5 значения плотности намотки и действительное ее значение с выхода блока деления 11. Полученная на выходе разность значений заданной и действительной плотностей намотки подается на регулятор плотности намотки 6, сигнал, на выходе которого задает на втором входе первого сумматора 16 натяжение наматываемого материала. Разность сигналов действительного натяжения, снимаемого с выхода датчика натяжения 3 и задающего сигнала натяжения, снимаемого с выхода регулятора плотности намотки 6, отрабатывается электроприводом паковки 7, обеспечивающим стабилизацию заданного регулятором плотности намотки 6 значения плотности.

Действительное значение плотности намотки материала вычисляется делением текущего значения массы паковки М на ее объем V в делителе 11. Значение объема V вычисляется первым блоком умножения 12 по значению ширины В паковки, подаваемой с выхода блока задания ширины материала 9, и вычисленного блоком вычисления радиуса R паковки 10 по значениям частоты вращения ω₁ на выходе импульсного датчика частоты вращения паковки 8 и линейной скорости V паковки с выхода датчика линейной скорости намотки 4. Значение массы паковки вычисляется вторым блоком умножения 15, на входы которого подаются соответственно величины линейной массы m материала заданной ширины с блока задания линейной массы материала заданной ширины 14 и длины L материала, вычисленной блоком вычисления длины материала 13.

Таким образом, устройство обеспечивает оперативное вычисление значения плотности намотки, сравнение его с заданным и изменение в функции этой разности скорости вращения паковки и натяжения наматываемого материала, стабилизирующего плотность его намотки.