регулятор натяжения

Классы МПК:B65H77/00 Регулирование натяжения материала
B65H23/00 Установка, натяжение, выравнивание или направление лент или полотнищ
D01H5/00 Вытяжные машины и устройства
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Новочеркасский государственный технический университет
Приоритеты:
подача заявки:
1999-02-08
публикация патента:

Изобретение относится к регуляторам натяжения длинномерных материалов и используется при автоматизации процесса изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки. Сущность изобретения: устройство дополнительно содержит компенсационную пружинную муфту с электроприводом и дополнительный исполнительный механизм, расположенный перед основным исполнительным механизмом. Техническим результатом, на который направлено данное изобретение, является повышение точности регулирования натяжения при изменении скорости протяжки материала в широком диапазоне и расширение регулируемого диапазона натяжения. 1 ил.
Рисунок 1

Формула изобретения

Регулятор натяжения, содержащий датчик и задатчик натяжения, через блок сравнения подключенные к входу блока управления, выходом электрически связанного с первым электроприводом, вал которого кинематически соединен с основным исполнительным механизмом, а также датчик и задатчик угла поворота основного исполнительного механизма, соединенные с дополнительным блоком сравнения, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй электропровод, гибко связанный через пружинную муфту с основным исполнительным механизмом, вычислительный блок, при этом выходы датчика и задатчика натяжения, датчика и задатчика угла поворота основного исполнительного механизма связаны с соответствующими входами вычислительного блока, к выходу которого подключен второй дополнительный электропровод, а выход дополнительного блока сравнения подключен к входу фильтра, причем выход фильтра связан с входом дополнительного третьего электропровода, вал которого кинематически соединен с дополнительным исполнительным механизмом, расположенным перед основным исполнительным механизмом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к регуляторам натяжения длинномерных материалов при изготовлении изделий из композиционных материалов методом намотки пропитанного связующим ленточного материала на вращающуюся оправку переменного радиуса.

Известен регулятор натяжения, содержащий блок управления электродвигателем с исполнительным механизмом, датчики натяжения, установленные соответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнения, входы которого соответственно подключены к датчику натяжения, установленному после исполнительного механизма, и задатчику натяжения, датчик скорости материала, вычислительный блок и ключ [1] . Однако наличие датчика предварительного натяжения влечет за собой как дополнительные затраты, так и требование его размещения в определенном месте лентоформирующего тракта, что не всегда возможно. Кроме того, использование в структуре датчика скорости транспортирования материала в лентоформирующем тракте предполагает наличие в тракте вращающихся проводников, что из-за обрыва отдельных волокон ведет к нарушению технологического режима.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является регулятор натяжения, содержащий датчик и задатчик натяжения, через блок сравнения подключенные к первому входу блока управления, выходом электрически связанного с электродвигателем, вал которого кинематически соединен с исполнительным механизмом, а также датчик и задатчик угла поворота исполнительного механизма, соединенные через дополнительный блок сравнения со вторым входом блока управления [2].

Однако известное устройство имеет невысокую точность регулирования величины натяжения, так как принцип работы его основывается на предположении постоянства натяжения на участке материала до исполнительного механизма, что в реальной системе не наблюдается ввиду того, что скорость протяжки материала существенно переменная величина.

Задачей изобретения является повышение точности регулирования натяжения при изменении скорости протяжки материала в широком диапазоне и расширение регулируемого диапазона натяжения.

Поставленная задача решается при помощи регулятора натяжения, содержащего датчик и задатчик натяжения, через блок сравнения подключенные к входу блока управления, выходом электрически связанного с первым электроприводом, вал которого кинематически соединен с основным исполнительным механизмом, а также датчик и задатчик угла поворота основного исполнительного механизма, соединенные с дополнительным блоком сравнения, второй электропривод, гибко связанный через пружинную муфту с основным исполнительным механизмом, вычислительный блок, при этом выходы датчика и задатчика натяжения, датчика и задатчика угла поворота основного исполнительного механизма связаны с соответствующими входами вычислительного блока, к выходу которого подключен второй дополнительный электропривод, а выход дополнительного блока сравнения подключен к входу фильтра, причем выход фильтра связан с входом дополнительного третьего электропривода, вал которого кинематически соединен с дополнительным исполнительным механизмом, расположенным перед основным исполнительным механизмом.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Регулятор натяжения содержит датчик угла поворота 1, связанный с исполнительным механизмом 2, регулирующим натяжение гибкого материала 3. Выход датчика 1 угла поворота подключен к одному из входов блока сравнения 4, ко второму входу которого подключен задатчик угла поворота 5. Выход блока сравнения 4 связан с входом фильтра 6, выход которого подсоединен к электроприводу 7, на валу которого жестко закреплен исполнительный механизм 8. Выход датчика натяжения 9 подключен к одному из входов блока сравнения 10, ко второму входу которого подключен задатчик 11 натяжения. Выход блока сравнения 10 подсоединен к входу блока управления 12, выход которого связан с электроприводом 13, на валу которого жестко закреплен исполнительный механизм 2. Входы вычислительного блока 14 соединены с выходами датчиков 1, 9 и задатчиков 5, 11, а его выход - с электроприводом 15, вал которого через пружинную муфту 16 гибко связан с исполнительным механизмом 2.

Устройство работает следующим образом.

С датчика 9 натяжения, установленного на регулируемом участке 3, сигнал, пропорциональный натяжению T2, поступает на элемент сравнения 10, где сравнивается с сигналом, пропорциональным требуемому значению натяжения T0, поступающему от задатчика натяжения 11. В зависимости от их соотношения в блоке управления 12 вырабатывается управляющее воздействие, поступающее на электропривод 13, вал которого жестко связан с исполнительным механизмом 2. Подача управляющего воздействия на электропривод 13 вызовет поворот исполнительного механизма 2 на угол регулятор натяжения, патент № 2142400.

С вала исполнительного механизма 2 при помощи датчика 1 угла поворота снимается сигнал регулятор натяжения, патент № 21424001, пропорциональный углу отклонения вилки исполнительного механизма 2 от горизонтали и подается на первый вход блока сравнения 4, к второму входу которого подключен задатчик 5 значения угла. Если T2 < T0+ регулятор натяжения, патент № 2142400T0 или T2 > T0+ регулятор натяжения, патент № 2142400T0, где регулятор натяжения, патент № 2142400T0 - порог срабатывания регулятора по натяжению для контура с гибкой связью с исполнительным механизмом 2, то в вычислительном блоке 14 в зависимости от положения исполнительного механизма 2 вырабатывается сигнал на включение электропривода 15, который обеспечивает через закручивание (раскручивание) пружины подачу на исполнительный механизм момента Mпр, компенсирующего систематическую погрешность регулятора по основному контуру с приводом 13, путем изменения угла регулятор натяжения, патент № 2142400.

Сигнал с выхода элемента сравнения 4 подается на вход фильтра 6, который выделяет усредненное по времени значение ошибки регулирования угла и в зависимости от ее знака электропривод 7 производит разворот дополнительного исполнительного механизма 8 в сторону увеличения (уменьшения) предварительного натяжения T1 материала, поступающего на вход основного исполнительного механизма 2.

Изменение угла регулятор натяжения, патент № 2142400 и входного натяжения T1 влечет за собой изменение момента на исполнительном механизме 2, а значит и натяжения, пропорционального этому моменту. Таким образом осуществляется регулирование натяжения гибкого материала.

Экономический эффект от использования данного регулятора определяется высокой точностью стабилизации натяжения материала.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 979251, B 65 H 77/00, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР N 956405, B 65 H 77/00, 1982.

Класс B65H77/00 Регулирование натяжения материала

устройство управления формированием сновальных валов -  патент 2499758 (27.11.2013)
устройство управления формированием сновальных валов -  патент 2493088 (20.09.2013)
способ формирования партии бобин и устройство для его осуществления -  патент 2483015 (27.05.2013)
автоматизированная система исследования химических волокон -  патент 2375294 (10.12.2009)
устройство для формирования длинномерных материалов в рулон -  патент 2329939 (27.07.2008)
устройство для регулирования натяжения гибкого материала -  патент 2255891 (10.07.2005)
устройство для автоматического регулирования натяжения прядей каната -  патент 2233361 (27.07.2004)
регулятор натяжения гибкого элемента, сматываемого с барабана (варианты) -  патент 2171772 (10.08.2001)
регулятор натяжения гибкого элемента, сматываемого с барабана -  патент 2171771 (10.08.2001)
стенд для наземной отработки развертывания орбитальной тросовой системы и способ управления им (варианты) -  патент 2164885 (10.04.2001)

Класс B65H23/00 Установка, натяжение, выравнивание или направление лент или полотнищ

устройство для регулирования натяжения ленточного материала -  патент 2523497 (20.07.2014)
устройство для регулирования натяжения ленточного материала -  патент 2523291 (20.07.2014)
способ контролирования приводки между отпечатанным изображением и трехмерной структурой на упаковочном материале -  патент 2479834 (20.04.2013)
устройство для вытяжки полимерной пленки -  патент 2457997 (10.08.2012)
устройство для выполнения повторяемых операций -  патент 2435726 (10.12.2011)
способ и устройство для синхронизированного позиционирования, по меньшей мере, одного, по существу, непрерывного полотна материала -  патент 2421390 (20.06.2011)
способ и устройство для обнаружения синхронизирующей метки, используемой при синхронизированном позиционировании, по меньшей мере, одного, по существу, непрерывного полотна материала -  патент 2401654 (20.10.2010)
способ торможения движущейся металлической ленты и установка для осуществления способа -  патент 2373009 (20.11.2009)
способ уменьшения погрешностей в приводке на полотне рулонного материала, движущемся через зону печатного контакта многокрасочной рулонной ротационной печатной машины, и устройства -  патент 2343101 (10.01.2009)
способ и устройство для выполнения одноразовых впитывающих изделий -  патент 2316300 (10.02.2008)

Класс D01H5/00 Вытяжные машины и устройства

несущий и нагрузочный кронштейн верхних валиков вытяжного механизма прядильной машины -  патент 2522075 (10.07.2014)
датчик линейной плотности чесальной ленты и способ ее сортировки для подачи на ленточную машину -  патент 2516966 (20.05.2014)
устройство для выпуска мычки кольцевой прядильной машины -  патент 2515870 (20.05.2014)
грузовой и удерживающий рычаг нажимных валиков вытяжного прибора прядильной машины -  патент 2507322 (20.02.2014)
u-образный, открытый вниз нажимной и удерживающий рычаг нажимных валиков -  патент 2507321 (20.02.2014)
устройство для крепления опоры вытяжного аппарата на поручне прядильного станка -  патент 2493300 (20.09.2013)
вытяжной механизм -  патент 2478145 (27.03.2013)
регулятор линейной плотности ленты на текстильной машине -  патент 2471899 (10.01.2013)
устройство для выпуска мычки на прядильной машине -  патент 2471898 (10.01.2013)
вытяжной прибор прядильной машины -  патент 2467102 (20.11.2012)