RU2335447C2 - Device for unwinding of long-length material - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is related to appliances that may be used, for instance, in production of wire spirals, electric coils, twisted strips, etc. In device adjustable counterbalance is provided with variable mass, which is fixed on the free end of braking element, and both arms of compensation lever are made in the form of springs with bend of different rigidity.

EFFECT: increase of efficiency factor.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области размотки свернутого длинномерного материала (далее в тексте материал), а именно к аппаратам (далее в тексте устройство), которые можно использовать, например, при изготовлении спиралей из проволоки, электрических катушек, жгутов и так далее.The invention relates to the field of unwinding rolled long material (hereinafter referred to as material), and in particular to apparatuses (hereinafter referred to as device) that can be used, for example, in the manufacture of spirals from wire, electric coils, bundles and so on.

Известно по А.с. №1736889, МПК 7 В65Н 59/04 от 31.08.90, опубл. в БИ №20 от 30.05.92 устройство для разматывания длинномерного материала, содержащее бухту материала, тормозной механизм и двуплечий рычаг.It is known by A.S. No. 1736889, IPC 7 V65N 59/04 from 08/31/90, publ. in BI No. 20 dated 05/30/92 a device for unwinding long material containing a material bay, a brake mechanism and a two-arm lever.

Известно также по А.с. №1802806, МПК 7 В65Н 59/04 от 17.08.90, опубл. в БИ №10 от 15.03.93 устройство для размотки нити, содержащее питающую катушку, установленную на оси с возможностью вращения, средство торможения катушки и компенсационный рычаг.Also known by A.S. No. 1802806, IPC 7 V65N 59/04 from 08/17/90, publ. in BI No. 10 of 03.15.93 a device for unwinding a thread containing a feed coil mounted on an axis rotatably, means for braking the coil and a compensation lever.

Известное по патенту РФ №2260555, МПК 7 В65Н 59/04 от 29.12.2003, опубл. в БИ №26 от 20.09.2005 устройство для размотки длиномерного материала содержит питающую катушку, установленную на оси с возможностью вращения, средство торможения катушки, представляющее собой барабан и огибающий его тормозной элемент, один конец которого соединен с пружиной, компенсационный рычаг с закрепленным на одном из его плеч противовесом с изменяющейся массой.Known according to the patent of the Russian Federation No. 2260555, IPC 7 B65H 59/04 dated 12/29/2003, publ. in BI No. 26 of September 20, 2005, a device for unwinding lengthy material comprises a feeding coil mounted on an axis rotatably, means for braking the coil, which is a drum and a brake element enveloping it, one end of which is connected to a spring, a compensation lever is fixed on one from his shoulders a counterweight with a changing mass.

Недостатком данного устройства, также как и двух вышеописанных известных устройств, является то, что они не позволяют начинать сматывание материала с большой скоростью (на рабочем режиме) из-за его обрыва в момент вывода катушки из состояния покоя. При внешнем силовом воздействии на материал величина его натяжения возрастает быстрее, чем изменяется величина скорости вращения катушки, то есть приобретается ее конечное ускорение. Вращение катушки изменяется тем медленнее, чем больше момент ее инерции. В результате величина натяжения сматываемого с катушки материала моментально достигает значений, превышающих допустимые, что и приводит к обрыву материала (обратная связь).The disadvantage of this device, as well as the two above-described known devices, is that they do not allow to start winding the material at a high speed (in operating mode) due to its breakage at the moment the coil is brought out of rest. With external force acting on the material, its tension increases faster than the magnitude of the rotation speed of the coil changes, that is, its final acceleration is acquired. The rotation of the coil changes more slowly, the greater the moment of its inertia. As a result, the tension value of the material being reeled from the coil instantly reaches values that exceed the permissible values, which leads to a break in the material (feedback).

Задачей, решаемой данным изобретением, является достижение качественно новых основных технических характеристик продукции, а именно обеспечение возможности начала размотки материала с большой скоростью (на рабочем режиме) без обрыва в момент начала его подачи.The problem solved by this invention is to achieve a qualitatively new basic technical characteristics of the product, namely the provision of the possibility of starting the unwinding of the material at a high speed (in operating mode) without a break at the time it begins to feed.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в обеспечении выполнения новой функции, не свойственной известным аналогичным устройствам, а именно в обеспечении в начальный момент работы необходимой скорости подачи материала на приемник независимо от скорости вращения катушки.The technical result achieved by using the present invention is to provide a new function that is not characteristic of similar devices, namely, to provide at the initial moment of operation the necessary feed rate to the receiver, regardless of the speed of rotation of the coil.

Указанный выше технический результат достигается тем, что в устройстве для размотки длинномерного материала, содержащем питающую катушку, установленную на оси с возможностью вращения, средство торможения катушки, представляющее собой барабан и огибающий его тормозной элемент, один конец которого соединен с пружиной, компенсационный рычаг с закрепленным на одном из его плеч противовесом с изменяющейся массой, дополнительно выполнен регулируемый противовес с изменяемой массой. Противовес закреплен на свободном конце тормозного элемента. А оба плеча компенсационного рычага выполнены в виде пружин изгиба различной жесткости.The above technical result is achieved by the fact that in the device for unwinding long material containing a supply coil mounted on an axis rotatably, means for braking the coil, which is a drum and an enveloping brake element, one end of which is connected to a spring, the compensation lever is fixed on one of its shoulders a counterweight with a variable mass, an additional adjustable counterweight with a variable mass is additionally made. The counterweight is mounted on the free end of the brake element. And both shoulders of the compensation arm are made in the form of bending springs of different stiffness.

Применение регулируемого противовеса, закрепленного на свободном конце фрикционного элемента, обеспечило возможность быстрой настройки величины натяжения с постоянным усилием на определенный диаметр разматываемого материала (проволоки). Выполнение обоих плеч компенсационного рычага в виде пружин изгиба различной жесткости позволило в начальный момент при невращающейся катушке обеспечить подачу материала на приемник за счет их изгиба. Повышенная чувствительность компенсационного рычага обеспечила плавность изменения внешнего силового воздействия на разматываемый материал в зависимости от величины скорости вращения катушки с материалом (обратная связь). Предложенная совокупность признаков обеспечила также силовое воздействие на материал с усилием, которое всегда меньше его разрывного усилия, а также уменьшила амплитуды качания компенсационного рычага, величина которой при этом достаточна для осуществления постоянного натяжения материала с необходимым усилием.The use of an adjustable counterweight, mounted on the free end of the friction element, made it possible to quickly adjust the magnitude of the tension with constant force to a specific diameter of the unwound material (wire). The implementation of both shoulders of the compensation arm in the form of bending springs of various stiffness made it possible at the initial moment with a non-rotating coil to ensure the supply of material to the receiver due to their bending. The increased sensitivity of the compensation arm ensured a smooth change in the external force acting on the unwound material, depending on the magnitude of the speed of rotation of the coil with the material (feedback). The proposed set of features also provided a force effect on the material with a force that is always less than its breaking strength, and also reduced the swing amplitudes of the compensation arm, the magnitude of which is sufficient for constant tensioning of the material with the necessary force.

На чертеже показано устройство для размотки длинномерного материала.The drawing shows a device for unwinding long material.

Устройство содержит питающую катушку 1 с материалом 2 (проволока, нить и т.п.). Катушка 1 установлена на оси 3 с возможностью вращения при прикладывании усилия N к материалу 2. Средство торможения катушки 1 выполнено в виде фрикционной пары, один элемент которой представляет собой шкив 4, закрепленный на оси 3, а другой - гибкий элемент 5 (нить), охватывающий часть рабочей поверхности шкива 4. Для постоянного поджатия тормозного элемента 5 к шкиву 4 один из его концов закреплен на пружине 6. Регулируемый противовес 7 с изменяемой массой закреплен на свободном конце элемента 5. Противовес 7 выполнен с возможностью изменения своей массы путем набора различного количества гирь. Количество используемых гирь 7 может быть любым, так как их число зависит от их собственной массы и размера.The device contains a supply coil 1 with material 2 (wire, thread, etc.). The coil 1 is mounted on the axis 3 with the possibility of rotation when a force N is applied to the material 2. The braking means of the coil 1 is made in the form of a friction pair, one element of which is a pulley 4, mounted on the axis 3, and the other is a flexible element 5 (thread), covering a part of the working surface of the pulley 4. To constantly tighten the brake element 5 to the pulley 4, one of its ends is mounted on the spring 6. An adjustable counterweight 7 with variable mass is fixed on the free end of the element 5. The counterweight 7 is made with the possibility of changing its th mass by collecting various amounts of weights. The number of weights 7 used can be any, since their number depends on their own weight and size.

Компенсационный рычаг 8 установлен на опоре 9, выполненной в виде оси, которая смонтирована на стойке 10. Рычаг 8 выполнен двуплечим с длиной плеч А и Б. Для изготовления использован стержень из пружинного материала. Размер поперечного сечения стержня подобран таким, чтобы оба плеча рычага 8 являлись пружинами изгиба. Обе пружины изгиба, из-за различия их по длине, имеют различную жесткость. На одном из концов рычага 8 смонтирован ролик 11, а на другом его конце - противовес 12. Противовес 12 выполнен с возможностью изменения своей массы путем набора различного количества гирь. Количество используемых гирь может быть любым, так как их число зависит от их собственной массы и размера (диаметра) материала 2. В исходном состоянии противовес 12 лежит на опорной поверхности, например, стола.The compensation lever 8 is mounted on a support 9, made in the form of an axis, which is mounted on the rack 10. The lever 8 is made two shoulders with the length of the shoulders A and B. For the manufacture of the used rod of spring material. The cross-sectional dimension of the rod is selected so that both arms of the lever 8 are bending springs. Both bend springs, due to their difference in length, have different stiffness. A roller 11 is mounted at one end of the lever 8, and a counterweight 12 at its other end. The counterweight 12 is configured to change its weight by dialing a different number of weights. The number of weights used can be any, since their number depends on their own mass and size (diameter) of the material 2. In the initial state, the counterweight 12 lies on a supporting surface, for example, a table.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На ось 3 устанавливают катушку 1 с материалом 2. После установки катушки 1 конец материала пропускают через ролик 11 и закрепляют на приемнике (не показан). Под приемником следует понимать, например, другую катушку, вращающийся керн машины для навивки спирали или другие устройства.A coil 1 with material 2 is installed on the axis 3. After installing the coil 1, the end of the material is passed through the roller 11 and fixed to a receiver (not shown). Under the receiver should be understood, for example, another coil, a rotating core of a spiral winding machine or other devices.

Перед размоткой материала 2 осуществляют регулировку усилия поджатия тормозного элемента 5 к шкиву 4 путем подбора гирь 7 и 12 по массе и их количеству. Выбор числа используемых гирь 7 и 12 определяется величиной натяжения материала 2, которую необходимо обеспечить при осуществлении его размотки. Кроме этого, при необходимости может изменяться соотношение плеч А и Б рычага 8.Before unwinding the material 2, an adjustment is made of the preload force of the brake element 5 to the pulley 4 by selecting weights 7 and 12 by weight and quantity. The choice of the number of weights 7 and 12 is determined by the amount of tension of the material 2, which must be ensured when unrolling it. In addition, if necessary, the ratio of the shoulders A and B of the lever 8 can be changed.

Для размотки материала 2 к нему прикладывается внешнее силовое воздействие (усилие) N, которое передается катушке 1. Величина натяжения материала 2 возрастает быстрее, чем катушкой 1 приобретается ее конечное ускорение. При этом катушка 1 находится в состоянии покоя. Одновременно с этим плечо рычага 8 с длиной А начинает изгибаться на величину В. Материал 2 начинает поступать в приемник. При поступлении материала 2 в приемник величина его натяжения нарастает плавно. Катушка 1 начинает поворачиваться, получив ускорение вращения, величина которого достаточна для ее поворота. В какой-то момент рычаг 8 начинает поворачиваться вокруг оси опоры 9. В результате его плечо с длиной Б начинает также изгибаться на величину Г. При дальнейшем повороте компенсационного рычага гири 12 поднимаются вверх с опорной поверхности, на которой они лежали. После чего величина натяжения сматываемого материала 2, заданная весом гирь 12, остается постоянной, а величина ускорения катушки 1 достигает конечного значения.To unwind the material 2, an external force (force) N is applied to it, which is transmitted to the coil 1. The magnitude of the tension of the material 2 increases faster than the final acceleration is acquired by the coil 1. In this case, the coil 1 is at rest. At the same time, the lever arm 8 with a length A begins to bend by a value of B. Material 2 begins to flow into the receiver. Upon receipt of the material 2 in the receiver, the magnitude of its tension increases smoothly. Coil 1 begins to rotate, having received an acceleration of rotation, the value of which is sufficient to rotate it. At some point, the lever 8 begins to rotate around the axis of the support 9. As a result, its shoulder with a length B also begins to bend by a value of D. With a further rotation of the compensation lever, weights 12 rise up from the supporting surface on which they lay. After that, the tension value of the reeled material 2, specified by the weight of weights 12, remains constant, and the acceleration value of the coil 1 reaches the final value.

В момент получения ускорения вращения катушки 1 тормозной элемент 5 поворачивается вместе с барабаном 4. При этом левая ветвь тормозного элемента 5 увеличивается по длине, а гири 7 регулируемого противовеса поднимаются на величину уменьшения длины его правой ветви. Пружина растяжения 6, сжимаясь, моментально обеспечивает натяжение левой ветви тормозного элемента 5. Затем под действием веса гирь 7 и из-за того, что коэффициент трения движения меньше коэффициента покоя, тормозной элемент 5 проскальзывает, относительно вращающегося барабана 4 обратно возвращаясь в первоначальное положение. При этом величина поджатия тормозного элемента 5 к барабану 4 в течение всего времени перемотки материала задана неизменяющейся величиной веса гирь 7.At the time of acceleration of rotation of the coil 1, the brake element 5 rotates together with the drum 4. In this case, the left branch of the brake element 5 increases in length, and the weights of the adjustable counterweight 7 rise by the amount of reduction in the length of its right branch. The tension spring 6, compressing, instantly provides tension to the left branch of the brake element 5. Then, under the influence of the weight of the weights 7 and due to the fact that the coefficient of friction of movement is less than the rest coefficient, the brake element 5 slips back to the initial position 4 relative to the rotating drum 4. In this case, the amount of preload of the brake element 5 to the drum 4 during the entire time of rewinding the material is set by the unchanged value of the weight of the weights 7.

Витки материала 2 могут располагаться на катушке 1 таким образом, что при сматывании некоторые из них защемлены между его соседними витками. Выбранной величины усилия натяжения сматываемого материала 2 должно хватать на то, чтобы освободить (выдернуть) такие витки. В момент начала освобождения защемленного витка материала 2 рычаг 8 с роликом 11, преодолевая действие противовеса 12, мгновенно поворачивается вниз. Величина его поворота в этом случае определяется временем, необходимым на освобождение защемленного витка материала 2. И в этом случае величина натяжения материала 2 остается постоянной. После отклонения рычага 8 с роликом 11 в ту или иную сторону, при возвращении величины числа оборотов к величине, необходимой для осуществления подачи материала 2, он возвращается в первоначальное положение.The turns of material 2 can be located on the coil 1 in such a way that during winding some of them are pinched between its adjacent turns. The selected value of the tension force of the reeled material 2 should be enough to release (pull out) such turns. At the time of the beginning of the release of the clamped coil of material 2, the lever 8 with the roller 11, overcoming the action of the counterweight 12, instantly turns down. The magnitude of its rotation in this case is determined by the time required to release the pinched coil of material 2. And in this case, the magnitude of the tension of the material 2 remains constant. After deflecting the lever 8 with the roller 11 in one direction or another, when the value of the number of revolutions returns to the value necessary for the supply of material 2, it returns to its original position.

После окончания перемотки материала 2 рычаг 8 возвратится в исходное состояние. При этом противовес 12 войдет в соприкосновение с опорной поверхностью, а плечи рычага разогнутся.After the rewinding of the material 2, the lever 8 will return to its original state. In this case, the counterweight 12 will come into contact with the supporting surface, and the shoulders of the lever will be unbent.

Пример Example

На предложенном устройстве при перемотке материала использовалась проволока диаметром 0,05 мм из сплава ЭИ708А-ВИ ТУ 14-1-1597-75. Вес катушки с намотанной на нее проволокой 200 г. Усилие разрыва проволоки 350 г. При включении устройства проволока подавалась на керн (оправку), вращающийся со скоростью 2000 об/мин. Диаметр керна 0,4 мм. Устройство обеспечивало безаварийную подачу проволоки.On the proposed device, when rewinding the material, a wire of 0.05 mm diameter was used from the alloy EI708A-VI TU 14-1-1597-75. The weight of the coil with a wire wound on it is 200 g. The wire breaking force is 350 g. When the device is turned on, the wire was fed to a core (mandrel) rotating at a speed of 2000 rpm. The core diameter is 0.4 mm. The device provided trouble-free wire feed.

Использование настоящего изобретения обеспечивает выполнение новой функции, не свойственной известным аналогичным устройствам, а именно обеспечение в начальный момент работы необходимой скорости подачи материала на приемник независимо от скорости вращения катушки (обратная связь).Using the present invention provides a new function that is not characteristic of similar devices, namely, providing at the initial moment of operation the necessary feed rate to the receiver, regardless of the speed of rotation of the coil (feedback).

Claims (1)

Устройство для размотки длинномерного материала, содержащее питающую катушку, установленную на оси с возможностью вращения, средство торможения катушки, представляющее собой барабан и огибающий его тормозной элемент, один конец которого соединен с пружиной, двуплечий компенсационный рычаг с закрепленным на одном из его плеч противовесом с изменяющейся массой, отличающееся тем, что оно дополнительно имеет регулируемый противовес с изменяемой массой, закрепленный на свободном конце тормозного элемента, а оба плеча компенсационного рычага выполнены в виде пружин изгиба различной жесткости, при этом пружина большей жесткости выполнена с возможностью начала изгиба после изгиба пружины с меньшей жесткостью при их одновременном нагружении и последующего совместного поворота пружин вокруг опоры.A device for unwinding long material containing a supply coil mounted on an axis rotatably, means for braking a coil, which is a drum and a brake element enveloping it, one end of which is connected to a spring, a two-arm compensation lever with a counterbalance fixed to one of its shoulders with a variable mass, characterized in that it additionally has an adjustable counterweight with a variable mass, mounted on the free end of the brake element, and both shoulders of the compensation lever yeah made in the form of bending springs of different stiffness, while the spring of greater stiffness is configured to start bending after bending the spring with less rigidity while loading and the subsequent joint rotation of the springs around the support.