Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ЛЕНТОЧНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к оборудованию текстильной промышленности и может использоваться в отделочном производстве для намотки ткани.

Известно устройство для регулирования натяжения ленточного материала при намотке (Авторское свидетельство СССР №467022, МПК В65Н 23/20, 1975 г.), содержащее датчик натяжения, вторичный прибор, регулятор, усилитель, приводной двигатель, цепь коррекции, имеющую сельсин-датчик, соединенный с валом приводного двигателя, сельсин-приемник, профильное лекало и датчик угла поворота, электрически связанный с регулятором, причем сельсин-приемник посредством редуктора соединен с профильным лекалом. Это устройство измеряет натяжение материала в процессе намотки, преобразует полученный сигнал в воздействие на приводной двигатель по закону, определяемому корректирующим блоком.

Недостатком указанного устройства является неудовлетворительное качество намотки, обусловленное невозможностью с его помощью обеспечить стабилизацию плотности наматываемого материала.

Известно устройство для регулирования натяжения при намотке длинномерного материала (Авторское свидетельство СССР №1299930, МПК В65Н 77/00, 1987 г.), содержащее датчик натяжения, подключенный к первому входу алгебраического сумматора, датчики линейной скорости длинномерного материала и частоты вращения барабана, программный блок, выполненный в виде потенциометров, инвертора, блока деления и переключателя, причем выходы датчиков линейной скорости длинномерного материала и частоты вращения барабана подключены к соответствующим входам блока деления, выход которого через первый потенциометр подключен к входу инвертора и первому входу переключателя, второй вход которого связан с выходом инвертора, а выход - с вторым входом алгебраического сумматора, третьим входом соединенного с вторым потенциометром.

Устройство обеспечивает задаваемую зависимость натяжения материала от радиуса намотки, не позволяя при этом контролировать ее плотность в процессе наматывания, что снижает качество формирования рулона.

За прототип принято устройство для регулирования натяжения ленточного материала (Патент РФ №2559645, МПК В65Н 23/00, 2015 г.), содержащее приводной электродвигатель, датчик натяжения, сумматор, блок задания натяжения, датчик радиуса рулона, дополнительно содержит функциональный блок, усилитель мощности, два блока умножения, блок задания линейной скорости намотки, причем датчик радиуса рулона подключен к входу функционального блока, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, подключенного своим вторым входом к выходу блока задания натяжения, а выходом к второму входу сумматора, первый вход которого связан с датчиком натяжения, а выход соединен с первым входом усилителя мощности, выход которого подключен к приводному электродвигателю, а второй вход усилителя мощности соединен с выходом первого блока умножения, к второму входу которого подключен блок задания линейной скорости намотки.

Недостатком устройства является его малая точность, обусловленная отсутствием контроля действующих внутри рулона напряжений, снижающих качество намотки.

Технический результат заявляемого устройства заключается в повышении точности стабилизации плотности намотки.

Технический результат достигается тем, что устройство для регулирования натяжения ленточного материала, содержащее блок задания натяжения, датчик радиуса рулона, приводной электродвигатель с усилителем мощности, подключенным к выходу сумматора, к первому входу которого подсоединен датчик натяжения, дополнительно содержит датчик числа оборотов рулона, первый и второй блоки деления, переключатель, второй сумматор и накапливающий сумматор, причем датчик натяжения подключен так же к первому входу первого блока деления, ко второму входу которого подключен выход переключателя, к первому входу переключателя подключен датчик радиуса рулона, а ко второму входу датчик числа оборотов рулона, соединенный так же с первым входом второго блока деления, выход первого блока деления соединен с первым входом второго сумматора и с входом накапливающего сумматора, подключенного ко второму входу второго блока деления, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, подключенного выходом к блоку задания натяжения, соединенного со вторым входом первого сумматора.

На чертеже 1 представлена схема устройства для регулирования натяжения ленточного материала, содержащая материал 1, наматываемый в рулон 2, приводной электродвигатель 3, усилитель мощности 4, датчик радиуса рулона 5, переключатель 6, датчик числа оборотов рулона 7, первый блок деления 8, датчик натяжения 9, первый сумматор 10, накапливающий сумматор 11, второй блок деления 12, блок задания натяжения 13, второй сумматор 14.

В устройстве для регулирования натяжения ленточного материала приводной электродвигатель 3 соединен с усилителем мощности 4, подключенным к выходу первого сумматора 10. К первому входу первого сумматора 10 подсоединен датчик натяжения 9, а ко второму входу подключен блок задания натяжения 13. Датчик натяжения 9 подключен так же к первому входу первого блока деления 8, ко второму входу которого подключен выход переключателя 6. К первому входу переключателя 6 подключен датчик радиуса рулона 5, а ко второму входу датчик числа оборотов рулона 7, соединенный так же с первым входом второго блока деления 12. Выход первого блока деления 8 соединен с первым входом второго сумматора 14 и с входом накапливающего сумматора 11, подключенного ко второму входу второго блока деления 12, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора 14, подключенного выходом к блоку задания натяжения 13.

Устройство для регулирования натяжения ленточного материала работает следующим образом.

В процессе формирования рулона в нем действуют центростремительные силы, обусловленные натяжением наматываемых витков, в результате чего нарушается равноплотность намотанных слоев материала внутри рулона.

В основу действия предлагаемого устройства положен принцип регулирования натяжения наматываемого материала с учетом удельного давления q_i=F/R_i, создаваемого на намотку i-м витком, где F - натяжение материала, отнесенное к его ширине, Н/м; R_i - радиус i-го витка, м.

В процессе намотки материала 1 в рулон 2 с помощью электродвигателя 3, получающего питание от усилителя мощности 4, датчиком радиуса рулона 5 измеряется радиус R. По полученному значению R радиуса рулона, на каждом его обороте, фиксируемом датчиком числа оборотов рулона 7, переключатель 6 выдает на свой выход значение радиуса R_i наматываемого витка. На основе R_i и информации о натяжении F материала, снимаемой с датчика натяжения 9, первым блоком деления 8 определяется значение удельного давления q_i каждого витка, наматываемого на поверхность рулона.

Все расчетные значения q_i суммируются накопительным сумматором 11 и полученная сумма Q=Σq_i подаваемая на второй вход второго блока деления 12, делится им на число оборотов N, снимаемого с выхода датчика числа оборотов рулона 7 на первый вход второго блока деления 12. В результате на его выходе получается среднее значение удельного давления q_cp.=ΣQ/N, которое подается на второй вход второго сумматора 14 и сравнивается с удельным давлением q_i. По полученной разности Δq=q_cp-q_i блоком задания натяжения 13 формируется заданное значение натяжения F₃. Разность заданного F₃ и действительного натяжения, измеренного с помощью датчика натяжения 9, подается с выхода первого сумматора 10 на усилитель мощности 4 и далее на приводной электродвигатель 3, изменяющий скорость намотки υ и натяжение F материала в соответствии с заданным.

Устройство непрерывно в процессе намотки регулирует величину отклонения удельного давления наматываемых витков от его среднего значения в рулоне, выравнивая таким образом давление в слоях материала внутри рулона и обеспечивая их равномерную плотность.