RU2136572C1 - Device for winding long-cut materials on mandrel - Google Patents
Device for winding long-cut materials on mandrel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136572C1 RU2136572C1 RU98114947A RU98114947A RU2136572C1 RU 2136572 C1 RU2136572 C1 RU 2136572C1 RU 98114947 A RU98114947 A RU 98114947A RU 98114947 A RU98114947 A RU 98114947A RU 2136572 C1 RU2136572 C1 RU 2136572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- drums
- roll
- support
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Winding Of Webs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению для легкой и текстильной промышленности, а именно, к устройствам для намотки длинномерных материалов на оправку. The invention relates to mechanical engineering for light and textile industries, namely, devices for winding long materials on a mandrel.
Известно устройство (патент США, N 5639045, кл. В 65 H 18/20, 242/527, 1997 г. - прототип) для намотки материалов на оправку, содержащее опорно-намоточные барабаны разных диаметров, приводные поворотные консоли и механизм изменения расстояния между осями барабанов с приводом. A device is known (US patent N 5639045, class B 65
Недостатком этого устройства является то обстоятельство, что при повороте консоли и соответственно, оси одного из опорно-намоточных барабанов (в данном случае меньшего диаметра) будет происходить как смещение мгновенного центра вращения рулона, так и десинхронизация их скоростей, то есть увеличение окружной скорости этого барабана по отношению к линейной скорости движения материала, равной (при отсутствии проскальзывания) окружной скорости другого опорно-намоточного барабана (в данном случае большего диаметра). При этом возникает дополнительная неуправляемо нарастающая деформация материала в зоне намотки или его проскальзывание между линиями его касания с опорно-намоточными барабанами, что приведет к значительной и нежелательной неравномерности распределения плотности намотки рулона в радиальном направлении. The disadvantage of this device is the fact that when you turn the console and, accordingly, the axis of one of the supporting-reeling drums (in this case, a smaller diameter), there will be a shift in the instantaneous center of rotation of the roll, and desynchronization of their speeds, that is, an increase in the peripheral speed of this drum with respect to the linear velocity of the material, equal (in the absence of slippage) to the peripheral speed of another supporting-winding drum (in this case, a larger diameter). In this case, an additional uncontrollably increasing deformation of the material in the winding zone or its slipping between its contact lines with the supporting-winding drums arises, which will lead to a significant and undesirable uneven distribution of the density of the coil winding in the radial direction.
Кроме того, судя по описанию технического решения и графическим иллюстрациям, несимметричное положение барабанов относительно рулона, изменение угла их касания и условий силового взаимодействия рабочих органов системы намотки с материалом может негативным образом повлиять на качество выполнения процесса. In addition, judging by the description of the technical solution and graphic illustrations, the asymmetric position of the drums relative to the roll, a change in the angle of their contact and the conditions of force interaction of the working bodies of the winding system with the material can negatively affect the quality of the process.
Идея, на которой основано предлагаемое техническое решение, состоит в обеспечении постоянства угла α касания рулона с опорно-намоточными валиками, раздвигая их оси в соответствии с изменением радиуса рулона R=r0 + nh, где R - текущий радиус рулона, r0 - радиус оправки, n - число намотанных слоев материала, h - толщина материала.The idea on which the proposed technical solution is based is to ensure that the angle of contact α of the roll with the support-winding rollers is constant, sliding their axes in accordance with the change in the radius of the roll R = r 0 + nh, where R is the current radius of the roll, r 0 is the radius mandrels, n is the number of wound layers of material, h is the thickness of the material.
Так как (см. фиг. 1а) sinα = 1/2(R+rв), где rв - радиусы опорно-намоточных барабанов, то, чтобы обеспечить α = const, необходимо 1/2 (R+ rв) = const, т. е. нужно так изменять 1, чтобы при увеличении R приведенное отношение оставалось постоянным.Since (see Fig. 1a) sinα = 1/2 (R + r in ), where r in are the radii of the supporting-reeling drums, in order to ensure α = const, it is necessary 1/2 (R + r in ) = const , i.e., it is necessary to change 1 so that with increasing R the reduced ratio remains constant.
В то же время при обеспечении постоянства угла α для условий "чистого" качения и, согласно требованиям технологии, не должно происходить изменения окружной скорости наматываемого рулона при взаимодействии с барабанами. At the same time, while maintaining the constancy of the angle α for the conditions of "clean" rolling and, according to the requirements of the technology, there should be no change in the peripheral speed of the wound roll when interacting with the drums.
Поддержание постоянства окружной скорости рулона при увеличении межосевого расстояния между опорно-намоточными барабанами может быть обеспечено дополнительным симметричным изменением их угловых скоростей посредством поворота осей их вращения вокруг некоторого неподвижного центра и обеспечения расчетных значений передаточного отношения цепной передачи между промежуточным валом и барабанами. Maintaining a constant roll circumferential speed with an increase in the interaxial distance between the support-winding drums can be ensured by an additional symmetric change in their angular velocities by rotating their rotation axes around some fixed center and providing the calculated values of the chain gear ratio between the intermediate shaft and the drums.
Однако поворот осей вращения опорно-намоточных барабанов в вертикальной плоскости, сопровождаемый их раздвижением (l2 > l1) (см. фиг. 16), должен непрерывно находиться в соответствии с изменяющимся радиусом рулона R и положением оси его вращения относительно осей барабанов, т. е. (h2/h1) > 1. Таким образом, для обеспечения постоянства угла α одновременным поддерживанием постоянства окружной скорости рулона необходимо межосевое расстояние барабанов изменять по соответствующему закону.However, the rotation axis of rotation of the support-reeling drums in the vertical plane, accompanied by their extension (l 2 > l 1 ) (see Fig. 16), must be continuously in accordance with the changing radius of the roll R and the position of the axis of rotation relative to the axes of the drums, t that is, (h 2 / h 1 )> 1. Thus, to ensure the constancy of the angle α while maintaining the constant peripheral speed of the roll, it is necessary to change the center distance of the drums according to the corresponding law.
Рассмотрим и определим для поставленных условий, как должна выполняться механика процесса намотки рулона и осуществляться его взаимодействие с опорно-намоточными барабанами. Consider and determine for the conditions set how the mechanics of the process of winding the roll should be performed and its interaction with the supporting-winding drums should be carried out.
За период времени t радиус рулона R1 изменится до R2. Точка контакта (•) A для одного опорного барабана (идентично и для второго) с рулоном сместится в (•) B (см. фиг. 16).Over a period of time t, the radius of the roll R 1 will change to R 2 . The contact point (•) A for one supporting drum (identical for the second one) with the roll will shift to (•) B (see Fig. 16).
При этом дуги КА и ВК окружностей будут иметь разную длину вследствие изменения положения точки контакта, что недопустимо для условий "чистого" качения рулона по опорно-намоточным валикам при намотке материала на оправку. In this case, the arcs of KA and VK circles will have different lengths due to a change in the position of the contact point, which is unacceptable for the conditions of "clean" rolling of the roll along the support-winding rollers when winding the material on the mandrel.
Для условий постоянства контакта взаимодействующих поверхностей цилиндрических тел без проскальзывания разница длин дуг окружностей с изменяющимся радиусом при смещении осей барабанов на величину Δ = l2-l1 должна быть компенсирована дополнительным углом (+Δφ) вращения опорно-намоточных барабанов. Тогда постоянство окружной скорости рулона без проскальзывания точек контакта барабанов с рулоном может быть достигнуто изменением их скоростей вращения в результате сложения двух скоростей - постоянной угловой скорости вращения от привода и скорости поворота собственных осей относительно некоторой другой неподвижной оси, т.е. разница длин дуг КА и KB может быть скомпенсирована дополнительной, но разнонаправленной угловой скоростью поворота осей опорно-намоточных барабанов, обеспечивающей совместное их вращение с рулоном без проскальзывания и без дополнительной непрогнозируемой деформации материала, причем на входе в систему намотки по ходу его движения необходимо положительное приращение угловой скорости (+Δω1), а при выходе на втором барабане - отрицательное приращение угловой скорости (-Δω2).
Разность длин дуг КВ и КА при этом будет равна:
KB-KA = α(R2-R1)
Дополнительный угол ±Δφ поворота осей опорно-намоточных барабанов определяется через равенство: Δφ•rв = α(R2-R1); Δφ = α(R2-R1)/rв. Соответственно смещение их осей Δl за период времени t должна изменяться по следующему закону:
Технологический и технический результат достигается тем, что приводные опорно-намоточные барабаны установлены на одноприводных поворотных консолях, выполненных симметричными с возможностью их равного и синхронного поворота совместно с барабанами вокруг другого промежуточного вала и увеличения суммарной угловой скорости одного из них, установленного по ходу движения материала на его набегающей ветви, и уменьшения суммарной угловой скорости другого, установленного на сбегающей ветви, в соответствии с изменением в ходе процесса намотки радиуса рулона, причем механизм изменения расстояния между осями опорно-намоточных барабанов выполнен с возможностью обеспечения постоянства угла касания их с рулоном.For conditions of constant contact of the interacting surfaces of cylindrical bodies without slipping, the difference in the lengths of the arcs of circles with a changing radius when the axes of the drums are shifted by Δ = l 2 -l 1 should be compensated by an additional angle (+ Δφ) of rotation of the supporting-reeling drums. Then, the constant peripheral speed of the roll without slipping the contact points of the drums with the roll can be achieved by changing their rotational speeds as a result of adding two speeds — a constant angular speed of rotation from the drive and the speed of rotation of its own axes relative to some other fixed axis, i.e. the difference in the lengths of the arches of the spacecraft and KB can be compensated by an additional but multidirectional angular velocity of rotation of the axes of the support-winding drums, ensuring their joint rotation with the roll without slipping and without additional unpredictable deformation of the material, and a positive increment is required at the entrance to the winding system in the direction of its movement angular velocity (+ Δω 1 ), and when exiting on the second drum - a negative increment of angular velocity (-Δω 2 ).
The difference between the lengths of the arcs of HF and spacecraft in this case will be equal to:
KB-KA = α (R 2 -R 1 )
The additional angle ± Δφ of rotation of the axes of the supporting-winding drums is determined through the equality: Δφ • r in = α (R 2 -R 1 ); Δφ = α (R 2 -R 1 ) / r in . Accordingly, the displacement of their axes Δl for a period of time t should vary according to the following law:
The technological and technical result is achieved by the fact that the driving support-and-winding drums are mounted on single-drive rotary consoles made symmetrical with the possibility of their equal and synchronous rotation together with the drums around another intermediate shaft and increasing the total angular velocity of one of them installed along the material its oncoming branch, and reducing the total angular velocity of the other mounted on the runaway branch, in accordance with the change during the winding process ki radius of the roll, and the mechanism for changing the distance between the axes of the supporting-winding drums is made with the possibility of ensuring the constancy of the angle of contact with the roll.
На фиг. 1 а, б приведена схема двухвалковой системы намотки материала и ее расчетная модель; на фиг. 2 изображена кинематическая схема устройства; на фиг.3 - модель схемы вращения рулона с одним из намоточных барабанов при раздвижении их осей; на фиг. 4а, б - кинематическая схема механизма раздвижения осей опорно-намоточных барабанов. In FIG. 1 a, b shows a diagram of a two-roll material winding system and its calculation model; in FIG. 2 shows a kinematic diagram of a device; figure 3 is a model of the rotation scheme of the roll with one of the winding drums when sliding their axes; in FIG. 4a, b is a kinematic diagram of the mechanism for expanding the axes of the supporting-winding drums.
Устройство содержит приводные опорно-намоточные барабаны 1 и 2, в исходном положении синхронно вращающиеся с постоянной угловой скоростью; механизм развода их осей, состоящий из электродвигателя 3, муфты 4,червячного реактора 5, 6, винтов 7 и 8 с возможностью их синхронного вращения, гаек 9 и 10 с двумя полуосями, двух пар толкателей 11, 12 и 13, 14, двух пар опорных консолей 15, 16 и 17, 18 и цепной передачи 19, 20; механизм вращения опорно-намоточных барабанов, состоящий из электродвигателя 21, клиноременной передачи 22, 23, 24, червячного редуктора 25, 26, цепной передачи 27, 28, 29, сдвоенной звездочки 30, 31, цепных передач вращения на барабаны 31, 32, 33 и 30, 34, 35. The device contains a drive supporting
Устройство работает следующим образом. В исходном положении опорно-намоточные барабаны 1 и 2 сведены, их межцентровое расстояние не позволяет оправке для намотки на нее материала опуститься ниже критического уровня. Гайки 9 и 10 находятся в самом верхнем положении, поддерживая минимальный угол 2β1 между опорными консолями 15,16 и 17,18. После заправки материала на оправку включается электродвигатель 21 и вращательное движение через клиноременную передачу 22, 23 и 24, червячный редуктор 25, 26 и цепную передачу 27, 28 и 29 передается на промежуточный вал, на котором жестко посажены сдвоенные звездочки 30, 31.The device operates as follows. In the initial position, the supporting-reeling
Промежуточный вал посредством цепных передач 30, 34, 35 и 31, 32, 33 передает вращение опорно-намоточным барабанам 1 и 2 и одновременно является осью поворота опорных консолей 15, 16 и 17, 18. The intermediate shaft through
Равномерное вращательное движение рулону материала 36 передается от приводных опорно-намоточных барабанов 1 и 2 за счет сил сцепления между ними и наматываемым материалом. В ходе процесса намотки по мере увеличения радиуса R рулона электродвигатель 3 для поддержания постоянства угла касания α опорно-намоточных барабанов с рулоном непрерывно отрабатывает управление разводом их осей посредством передаточного механизма с соответствующим (проектным) передаточным отношением. A uniform rotational movement of the
Вращательное движение от электродвигателя 3 через муфту 4, червяк 5 и червячное колесо 6 передается вертикально установленным винтам 7 и 8. Вращение винтов вызывает смещение гаек 9 и 10 в направлении, определяемом направлением вращения винтов. При этом толкатели 11, 12 и 13, 14 увеличивают межцентровое расстояние между опорно-намоточными барабанами с возможностью равномерного их поворота вокруг промежуточного вала, причем угол обхвата рулона опорно-намоточными барабанами, равный двум углам их касания (2α), постоянен, а передаточное отношение между промежуточным валом и опорно-намоточными барабанами при их одновременном вращении вокруг своих осей и оси промежуточного вала, а также механизм обеспечения постоянства угла касания рулона с намоточными барабанами выполнены с возможностью увеличения угловой скорости одного из опорно-намоточных барабанов на набегающей ветви материала и уменьшению угловой скорости барабанами 1 и 2. При этом смещение осей их вращения происходит по дугам окружностей, радиус которых определяется длиной опорных консолей 15, 16 и 17, 18. The rotational movement from the
Так как осью поворота опорных консолей является промежуточный вал привода вращения опорно-намоточных барабанов, то при изменении расстояния между осями барабанов заданные условия работы цепных передач 31, 32, 33 и 30, 34, 35 не нарушаются. Since the axis of rotation of the support consoles is the intermediate shaft of the drive for rotation of the support-winding drums, when the distance between the axes of the drums changes, the specified operating conditions for
Вращение винтов 7 и 8 происходит синхронно, что обеспечивается цепной передачей 19, 20. Таким образом, полуоси приводных опорно-намоточных барабанов со стороны толкателей 11, 12 и 13, 14 перемещаются на одно и тоже расстояние, что обеспечивает параллельность расположения осей вращения барабанов 1 и 2 при любом угле развода. The rotation of the
При перемещении оси опорно-намоточного барабана из положения С в положение D (см. фиг. 3) и условии неподвижности промежуточного вала консоль длиной L поворачивается на угол Δβ. Учитывая направление вращения звездочек левой цепи и движение ее сбегающей ветви, на одной из звездочек промежуточного вала произойдет смещение схода с нее цепи из (•)1 в (•)2 и угол обхвата сдвинется на величину Δφ0. . На набегающей ветви цепи (•) 3 переместится в (•) 4. Очевидно, что Δβ = Δφ0. Такое перемещение цепи вокруг звездочки промежуточного вала эквивалентно ее повороту вокруг своей оси на угол Δφ = Δβ. Учитывая передаточное отношение между звездочками, равное i = ρ1/ρ2, малая звездочка опорно-намоточного барабана повернется на угол Δφ = iΔβ. Но направление ее вращения противоположно основному вращению звездочки, движущейся с постоянной угловой скоростью ω2 от промежуточного вала с посаженной на нем приводной звездочкой.When moving the axis of the support-winding drum from position C to position D (see Fig. 3) and the immobility condition of the intermediate shaft, the cantilever of length L is rotated through an angle Δβ. Given the direction of rotation of the sprockets of the left chain and the movement of its descending branch, on one of the sprockets of the intermediate shaft there will be a shift of the descent of the chain from (•) 1 to (•) 2 and the angle of rotation will shift by Δφ 0 . . On the incident branch of the chain (•) 3 will move to (•) 4. Obviously, Δβ = Δφ 0 . This movement of the chain around the sprocket of the intermediate shaft is equivalent to its rotation around its axis by an angle Δφ = Δβ. Given the gear ratio between the sprockets, equal to i = ρ 1 / ρ 2 , the small sprocket of the support-winding drum will rotate by an angle Δφ = iΔβ. But the direction of its rotation is opposite to the main rotation of the sprocket moving with a constant angular velocity ω 2 from the intermediate shaft with the drive sprocket mounted on it.
При условии относительного движения без проскальзывания и проседания рулона вниз при разводе осей барабанов (см. фиг. 1 а, б) левый из них должен перекатиться из (•)A контакта с рулоном в (•)В и повернуться в направлении, противоположном своему основному вращению. Under the condition of relative movement without slipping and the roll sagging down when the axes of the drums are spread (see Fig. 1 a, b), the left of them should roll from (•) A contact with the roll to (•) B and turn in the direction opposite to its main rotation.
Таким образом, левый опорный барабан в ходе процесса намотки участвует во вращательном движении, но с добавлением составляющей противоположного направления, и его суммарный угол поворота и соответственно угловая скорость при разводе осей барабана должна быть меньше передаваемой от промежуточного вала, что и обеспечивает постоянство окружной скорости рулону. Thus, the left support drum during the winding process participates in rotational motion, but with the addition of a component of the opposite direction, and its total rotation angle and, accordingly, the angular velocity when the axes of the drum are bent out must be less than that transmitted from the intermediate shaft, which ensures a constant peripheral roll speed .
Правый же барабан, как бы перекатываясь по поверхности рулона, для перехода (•)E контакта в (•)F, должен повернуться в направлении, совпадающем со своим основным вращательным движением. Таким образом, в процессе намотки правый опорный барабан участвует в двух вращательных движениях совпадающего направления и для обеспечения "чистого" качения рулона суммарный угол поворота и угловая скорость должны быть больше той, что передается от промежуточного вала. The right drum, as if rolling over the surface of the roll, for the transition (•) E of the contact to (•) F, must turn in the direction coinciding with its main rotational movement. Thus, in the winding process, the right support drum participates in two rotational movements of the same direction and to ensure "clean" roll of the roll, the total rotation angle and angular speed must be greater than that transmitted from the countershaft.
При повороте консоли за период времени t на угол Δβ (направление поворота правой консоли противоположно направлению поворота левой) по тому же принципу происходит поворот опорного барабана против часовой стрелки, т.е. в направлении, совпадающем с основным вращательным движением. When the console is rotated over a period of time t by an angle Δβ (the direction of rotation of the right console is opposite to the direction of rotation of the left), the support drum rotates counterclockwise according to the same principle, i.e. in the direction coinciding with the main rotational motion.
Смещение осей вращения опорно-намоточных барабанов по дуге окружности, радиус которой соизмерим с максимальным радиусом наматываемого рулона, имеет ряд принципиальных преимуществ по сравнению со смещением их по прямой линии, так как расположенные и изменяемые таким образом свое положение консоли обеспечивают изменение угловых скоростей опорно-намоточных барабанов в нужном направлении, что позволяет обеспечить постоянство угла касания α контакта барабанов с рулоном, снизить дополнительные деформации в межбарабанной зоне и улучшить качество намотки. The displacement of the axis of rotation of the support-winding drums along an arc of a circle whose radius is commensurate with the maximum radius of the wound roll has a number of fundamental advantages compared to displacing them in a straight line, since the consoles located and changing in this way provide a change in the angular velocities of the support-winding drums in the right direction, which allows for a constant contact angle α of the contact of the drums with the roll, to reduce additional deformations in the inter-drum zone and to improve achestvo winding.
Эти преимущества особенно важны при условии взаимодействия поверхностей опорно-намоточных барабанов и материала без проскальзывания, т.е. при условии "чистого" качения, наличие которого и обеспечивает стабильность процесса намотки при использовании двухвалковых намоточных систем. These advantages are especially important provided that the surfaces of the supporting-reeling drums and the material interact without slipping, i.e. under the condition of "pure" rolling, the presence of which ensures the stability of the winding process when using two-roll winding systems.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98114947A RU2136572C1 (en) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Device for winding long-cut materials on mandrel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98114947A RU2136572C1 (en) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Device for winding long-cut materials on mandrel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2136572C1 true RU2136572C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20209285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98114947A RU2136572C1 (en) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Device for winding long-cut materials on mandrel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136572C1 (en) |
-
1998
- 1998-07-30 RU RU98114947A patent/RU2136572C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5144827A (en) | Rolling mill stand | |
SU1630599A3 (en) | Device for stretching raw plastic material | |
JP2009542556A (en) | Floating paper splicer | |
US4669679A (en) | Process and apparatus for high speed cutting and coiling of wire | |
KR950011311B1 (en) | Four-roller type sizing mill apparatus for producing round steel rods | |
RU2136572C1 (en) | Device for winding long-cut materials on mandrel | |
EP2177483B1 (en) | Equipment and method for manufacturing an optical fiber | |
WO2007020705A1 (en) | Deflection sheave device | |
US4288042A (en) | Variable capacity strip accumulator rotatable on a horizontal axis | |
US4640164A (en) | High speed wire cutter | |
US6705980B2 (en) | Removal device for tube webs made of plastic film | |
US4102511A (en) | Turret for winders and unwinders | |
US802048A (en) | Rolling apparatus. | |
US4655379A (en) | Wire transport conduit | |
KR910001543B1 (en) | Apparatus for looping belt-like materials | |
JPS6239041B2 (en) | ||
JPS6397565A (en) | Prevention for meandering of strip-shaped transported article | |
RU2173664C1 (en) | Device for winding long-cut materials onto mandrel | |
US4986484A (en) | Method to store filiform products and relative device to store filiform products | |
RU2192379C1 (en) | Winding device | |
RU2191152C1 (en) | Unwinding device | |
JP4576987B2 (en) | Branch equipment | |
US3958799A (en) | Buckle folding machine | |
JP3451970B2 (en) | Loop deflector device | |
JP2003089474A (en) | Traverse device |