устройство для намотки нитевидного материала

Формула изобретения

Устройство для намотки нитевидного материала, содержащее установленный в подшипниковых опорах шпиндель с паковкодержателем, приводной механизм для шпинделя и муфту скольжения с ферромагнитным элементом и постоянными магнитами, ведущая полумуфта которой жестко связана с приводным механизмом и выполнена в виде цилиндрического стакана, отличающееся тем, что постоянные магниты жестко закреплены на внутренней поверхности стакана ведущей полумуфты, а ферромагнитный элемент выполнен заодно с ведомой полумуфтой в виде втулки, размещенной внутри стакана с кольцевым зазором относительно постоянных магнитов, при этом ведомая полумуфта закреплена на шпинделе с возможностью осевого перемещения и снабжена фиксатором, а паковкодержатель установлен на шпинделе без возможности вращения относительно него.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области механизмов для намотки нитевидного материала, преимущественно в текстильной промышленности, а также в промышленности по производству и переработке химических волокон и нитей.

Известно устройство для намотки нитевидного материала (патент Англии N 871763, 1961), содержащее приводной механизм, шпиндель с подшипниковыми опорами и установленную между ними муфту скольжения с постоянными магнитами, ведомая часть которой выполнена в виде медного токопроводящего кольца, установленного в зазоре между постоянными магнитами и ферромагнитными скобами ведущей полумуфты, и жестко соединенного со шпинделем. Устройство регулирует натяжение нити посредством проскальзывания ведомой полумуфты относительно ведущей.

Недостатком устройства является зависимость натяжения нити от зазоров между кольцом, магнитами и ферромагнитными скобами, которые могут отличаться на отдельных мотальных механизмах, что может привести к неодинаковости натяжения и, следовательно, к снижению качества намотки.

Указанный недостаток до некоторой степени устранен в ближайшем аналоге (авт.св. СССР N 1379211, кл. B 65 H 54/44, 1988), содержащем приводной механизм, шпиндель с подшипниковыми опорами, состоящими из двух радиальных магнитных подшипников и одного магнитного подпятника, и установленную между ними муфту скольжения с постоянными магнитами, ведущая полумуфта которой жестко связана с приводным механизмом и выполнена в виде цилиндрического стакана, установленного коаксиально шпинделю с возможностью осевого перемещения для изменения зазора между полумуфтами.

Недостатком ближайшего аналога является низкое качество намотки, что обусловлено невысокой точностью поддержания натяжения нити в процессе намотки. Момент, передаваемый магнитной муфтой, нелинейно меняется от величины зазора между ведущей и ведомой полумуфтами. Поэтому при больших зазорах муфта вообще не развивает момента, а при малых зазорах этот момент резко изменяется. Поэтому к концу намотки натяжение нити будет увеличиваться нелинейно, что может привести к снижению качества намотки. Особенно существенно это в многоместных машинах, где имеется большое число наматывающих устройств, так как из-за нелинейной зависимости между натяжением и вышеупомянутым зазором на разных местах из-за сложности настройки будут получаться паковки неодинакового качества.

Другим недостатком устройства является дополнительное сопротивление в магнитных опорах из-за перекоса шпинделя, так как магнитные опоры, ограничивающее несколько степеней свободы, не обеспечивают эффекта левитации (Пятин Ю. М. Постоянные магниты. Справочник. - М.: Энергия, 1980, с.156-157). Это дополнительное сопротивление неконтролируемо и вносит дополнительную погрешность в натяжение нити в процессе намотки.

Изобретение решает задачу повышения точности поддержания натяжения нити в процессе наматывания.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для намотки нитевидного материала, содержащем приводной механизм, шпиндель с подшипниковыми опорами и установленную между ними муфту скольжения с постоянными магнитами, ведущая полумуфта которой жестко связана с приводным механизмом и выполнена в виде цилиндрического стакана, постоянные магниты ведущей полумуфты жестко установлены по окружности на внутренней цилиндрической поверхности стакана, а ведомая полумуфта жестко связана со шпинделем, на котором установлен без возможности вращения относительно него паковкодержатель, при этом ведомая полумуфта выполнена в виде ферромагнитной втулки, установленной на шпинделе с возможностью осевого перемещения относительно ведущей полумуфты и снабжена фиксатором.

Предложенное устройство отличается от ближайшего аналога тем, что ведомая полумуфта выполнена в виде ферромагнитной втулки, жестко установленной на шпинделе с возможностью осевого перемещения относительно ведущей полумуфты, и снабжена фиксатором; постоянные магниты ведущей полумуфты жестко установлены по окружности на внутренней цилиндрической поверхности стакана; паковкодержатель установлен на шпинделе без возможности вращения относительно него.

Благодаря наличию этих признаков в устройстве после того, как с помощью осевого перемещения ферромагнитной втулки и ее последующей фиксации будет выставлено начальное натяжение нити, последующее изменение натяжения нити в процессе наматывания будет определяться только механической характеристикой муфты и практически будет одинаковым на всех рабочих местах, что позволит повысить качество намотки. Установка начального натяжения значительно проще, чем в ближайшем аналоге, так как зависимость между натяжением и осевым смещением ферромагнитной втулки близка к линейной.

Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

Из патентной и научно-технической литературы для специалиста неизвестны для достижения указанного эффекта решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого объекта.

Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предложенное устройство будет использовано при изготовлении машин типа МН-90И2 и потому удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость".

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для намотки нитевидного материала 1 содержит приводной механизм 2, шпиндель 3 с подшипниковыми опорами 4 и установленную между приводным механизмом и шпинделем муфту скольжения 5 с постоянными магнитами 6. Ведущая полумуфта жестко связана с приводным механизмом 2 и выполнена в виде цилиндрического стакана, установленного коаксиально шпинделю 3.

Постоянные магниты 6 ведущей полумуфты 7 установлены по окружности на внутренней поверхности стакана, а ведомая полумуфта 8 жестко связана со шпинделем 3, на котором установлен без возможности вращения относительно него паковкодержатель 9, несущий патрон 10 с паковкой 11.

Ведомая полумуфта 8 выполнена в виде ферромагнитной втулки, установленной на шпинделе 3, с возможностью осевого перемещения относительно ведущей полумуфты 7 и последующей жесткой фиксацией посредством фиксатора 12.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.

При включении приводного механизма 2 ведущая полумуфта 7 и жестко установленные в ней постоянные магниты 6 начинают вращаться с заданной частотой вращения n₁, создавая вращающееся магнитное поле, от взаимодействия с которым приходит во вращение и ведомая полумуфта 8, скорость которой определяется как n₂ = n₁(1-S), где S - скольжение ведомой полумуфты относительно ведущей. Затем посредством осевого перемещения ферромагнитной втулки ведомой полумуфты 8 относительно ведущей полумуфты 7 добиваются желаемой величины начального натяжения нити, после чего с помощью фиксатора 12 жестко фиксируют положение ферромагнитной втулки. При этом оказываются скомпенсированными все моменты нагрузки на ведомом валу-шпинделе 3 от паковки 11 и подшипниковых опор 4. Далее изменение натяжения нити в процессе наматывания происходит в соответствии с механической характеристикой муфты скольжения, а поскольку муфты на всех рабочих местах выполнены одинаково, то и натяжение везде будет меняться по одному и тому же закону. Начальная установка натяжения нити осуществляется достаточно просто, так как зависимость между натяжением нити и осевым перемещением ферромагнитной втулки со шпинделем практически близка к линейной.

Техническое преимущество заявляемого технического решения по сравнению с ближайшим аналогом заключается в повышении качества намотки благодаря повышению точности поддержания натяжения нити в процессе наматывания.