SU1757904A1 - Способ регулировани процесса обрезинивани корда и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии обрезинивани  кордного полотна, может найти применение в шинной промышленности, в частности дл  непрерывного контрол  и управлени  качеством обрезиненного невулканизованного корда в ходе технологического процесса обрезинивани  его на каландрах. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей. Дл  этого в способе в произвольный момент времени одновременно с измерением потребл емой Изобретение относитс  к технологии обрезинивани  кордного полотна, может найти применение в шинной промышленности , в частности, дл  непрерывного контрол  и управлени  качеством обрезиненного невулканизированного корда в ходе технологического процесса обрезинивани  его на каландрах, мощности измер ют величину прессующего зазора, скорость обрезинивани  корда, определ ют толщину, резиносодержание и ко- эффициент прессовки обреэиненного корда, затем вычисл ют текущее значение коэффициента прессовки по следующей формуле: КПр Ко + ailinp + aaV + азМ, где hnp - величина прессующего зазора; V - скорость обрезинивани  корда; N - потребл ема  мощность; Ко, ai, az.аз- коэффициенты, посто нные дл  данного типа корда, резиновой смеси, температуры. Цель достигаетс  в устройстве за счет того, что оно снабжено датчиками потребл емой мощности , скорости вращени  валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах, сумматорами сигналов, определ емых в зкостью материала, входы которых соединены с выходами датчиков калибрующих зазоров и средством формиривани  сигнала, определ емого текущим значением коэффициента прессовки, входы которого соединены с выходами датчиков потребл емой мощности, скорости вращени  валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах и с выходами сумматоров сигналов , определ емых в зкостью материала, 2 с.и 2 з.п. ф-лы. 2 ил., 1 табл. Известен способ определени  качества обрезиненного корда по усилию выдергивани  одиночной нити из обрезиненного корда, заключающийс  в том, что из обрезиненного корда вырезают три образца размером 300x300 вмм. Из каждого участка вырезают 10 полосок, шириной по 10 мм С любого конца полоски освобождают от рези (Л С vj ел ч о о Јь

Description

ны одну среднюю нить на длину 120-150 мм. Обрезанную часть полоски, из которой вынута нить, отрезают ножницами. Другой конец зтой нити, оставшийс  в обрезиненной части полоски, надрезают лезвием режущего инструмента шириной 4 мм на рассто нии 50 мм от входа нити в обреэиненную часть, после чего образцы в количестве 30 штук подвергают раст жению до выдергивани  кордной нити.,

Выдергивание нити производ т на раз- рьтных машинах, имеющих механизм дл  записи величины усили  вздергивани  на диаграммную бумагу.

Известен также способ контрол  качества обрезиненного невулканизованного корда, заключающийс  в том, что каждый раз из кордного полотна, идущего на обрезини- вание, вырезают два образца: первый - до обрезинивани  (на раскатке рулона) по всей ширине полотна и длиной 1,5 м, второй - после обрезинивани  (на закатке рулона) также по всей ширине и длиной 1,5 м.

После 2-х дневной вылежки образцам придают пр моугольную форму площадью 1 кв. м, взвешивают, подсчитывают частоту нитей корда в необрезиненном кбрдТэ, оп- редел ют диаметр нитей пропитанного корда и по этим данным рассчитывают толщину , резиносодержание и коэффициент прессовки в обрези ненном нейулканизо- ваннсм корде.

Эти способы не  вл ютс  оперативными и не позвол ют использовать результаты лабораторного анализа качества обрезиненного корда дл  управлени  качеством в ходе технологического процесса обрезинивани  корда на каландрах.

Известен способ регулировани  процесса обрезинивани  корда, при котором измер ют мощность, потребл емую валковым оборудованием, например, каландром и сравнивают ее с номинальной, потребл емой мощностью, рассчитанной по коррел ционному уравнению

Y aX4-b,

где Y - величина потребл емой мощности каландром, кВт;

X - величина удельного резинопотреб- лени  каландра;

а и b - коэффициенты, посто нные дл  данной марки корда, резиновой смеси, температуры и скорости.

Однако, описанный способ не обеспечивает достаточно полной информации о качестве обрезиненного невулканиэованного корда, так как не позвол ет оценить один из главных показателей качества - степень затекани  резиновой смеси в межниточное пространство кордного полотна, котора  характеризуетс  коэффициентом прессовки.

Известно устройство дл  регулировани  процесса обрезинивани  корда на каландре , содержащее блок управлени , входы которого соединены соответственно с выходом датчика толщины обкладочного сло , установленного до прессующего зазо0 ра каландра, и с выходом датчика толщины обрезиненного корда, установленного после прессующего зазора, а выходы блока управлени  е соответствующими исполнительными механизмами дл  изменени  за5 зоров между валками, каландра/ а также исполнительный блок, соединенный с дат- чиком массы обрезиненного корда, и вычислительный блок, соединенный с выходом датчика толщины обрезиненного корда, и

0 датчики верхнего и нижнего калибрующих зазоров.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что при его работе возможны неконтролируемые нарушени  внутренней

5 структуры и ухудшение качества резино- кордного полотна.

Этот дефект вызываетс  колебани ми в количестве обкладочного материала, запрессованного в межниточное пространст0 во корда, и объ сн етс  действием причин, нарушающих стабильность ведени  технологического процесса каландровани .

К таким причинам относ тс  неконтролируемые отклонени  характеристик пла5 стичности (в зкости) обкладочного материала, вызванные широким диапазоном допусков при его изготовлении, самопроизвольное нарушение температурного режима, привод щее к изменению пласто0 эластичных свойств обкладочного материала , большое транспортное запаздывание Сигналов датчиков в процессе регулировани  из-за значительного удалени  их от зон переработки (калибрующих и прессующего

5 зазоров), где формируетс  качество структуры резинокордного полотна.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей способа и устройства.

0 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе регулировани  процесса об- резинивани  корда, при котором измер ют мощность, потребл емую валковым оборудованием, и сравнивают ее с номи5 нальной потребл емой мощностью, в произвольный момент времени, одновременно с измерением потребл емой мощности, измер ют величину прессующего зазора скорость обрезинивани  корда, определ ют толщину, резиносодержание и коэффициент прессовки обрезиненного корда затем вычисл ют текущее значение коэффициен- та прессовки по следующей формуле:

Кпр Ко + aihnp + asN

где hnp - величина прессующего зазора, см;

V - скорость обрезинивани  корда, м/мич;

N - потребл ема  мощность, кВт;

Ко, ai, 32, аз - коэффициенты, посто нные дл  данного типа корда, резиновой смеси , температуры.

Устройство дл  регулировани  процесса обрезинивани  корда на каландре, содержащее блок управлени , входы которого соединены соответственно с выходом датчика толщины обкладочного оло , установленным до прессующего зазора каландра, и с выходом датчика толщины обрезикенного корда, установленным после прессующего зазора, а выходы блока управлени  - с соответствующими исполнительными механизмами дл  изменени  калибрующих и прессующего зазоров между валками ка- ландрз, исполнительный блок, соединенный с датчиком массы обрезиненного корда, вычислительный блок, соединенный с датчиком толщины обрезиненного корда, и датчики верхнего и нижнего калибрующих зазоров. Дл  расширени  технологических возможностей устройства, оно снабжено датчиками потребл емой мощности, скорости вращени  зал ков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах, сумматорами сигналов, определ емых в зкостью материала, входы которых соединены с выходами датчиков калибрующих зазоров и средством формировани  сигнала опоедел емого текущим значением коэффициента прессовки, входы которого соединены с выходами датчиков потребл емой мошности, скорости вращени  валков к энпрс и величины запаса материала в калибрующих зазорах и с выходами сумматоров сигналов, определ емых в зкостью на еризпэ.

Кроме того, средство формировани  сигнала определ емого текущим значени- ер-1 коэффициента прессовки, выполнено в виде сумматоров сигналов, определ емых кассой материала в калибрующих зазорах, элемента усреднени  сигналов, определ емых в зкостью материала, вход которого соединен с выходами сумматоров сигналов, определ емых массой материала В калибрующих зазорах, сумматора сигналов, определ емых текущим значением коэффициента прессовки обрезмненного корда, вход которого соединен с выходами сумматоров сигналов , определ емых массой материала в калибрующих зазорах, и сумматоров сигналов , определ емых массой материала в прессующем зазоре, выходы которых соединены

с входами сумматора сигналов, определ емых текущим значением коэффициента прессовки обрезиненного корда, а один из входов соединен с выходом датчика толщины обрезиненного корда.

Причем входы элемента усреднени  сигналов, определ емых в зкостью материала , соединены с выходами датчиков величины запаса материала в калибрующих зазорах, с выходами датчиков потребл емой мощности и с выходами датчиков скорости вращени  валков каттанд ра.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежами , где на фиг. 1 приведена блок-схема Способа регулировани  процесса обрезинизани  корда и устройства дл  его осуществлени . На фиг. 2 - структурна  средства формировани  сигнала, определ емого текущим значением коэффициента прессовки.

Устройство дл  осуществлени  способа обрезинивани  корда (фиг. 1) содержит:

блок 1 управлени  и соединенные с ним датчик 2 толщины обкладочного сло , установленный до прессующего зазора, датчик

3 толщины резинокордного полотна, установленный после прессующего зазора каландра , датчик 4 массы, датчик 5 верхнего калибрующего зазора, датчик 6 нижнего калибрующего зазора, исполнительный механизм 7 верхнего калибрующего зазора, исполнительный механизм 8 нижнего калибрующего зазора, датчики мощности 9, 10, 11, 12, потребл емой электродвигател ми привода вращени  валков соответственно 13,14,15,16, датчики скорости 17,18,19, 20 вращени  валков соответственно 13, 14, 15,16, датчик 21 запаса обкладочного мзтериала   верхнем калибрующем зазоре, датчик 22 запаса обкладочного материала в

нижнем калибрующем зазоре каландра, сумматор 23 формировани  сигнала, определ емого в зкостью обкладочного матери- ала о рерхнем калибрующем зазоре, который представл ет собой микросхему

аналогового операциог ого усилител , на инверсный вход которого подаютс  дл  суммировани  электрические унифицированные сигналы от 0 до 5 миллиампер от датчиков: верхнего калибрующего зазора

каландоа; мощности, потребл емой электродвигателем привода вращени  валка 13, скорости вращени  валка 13. вращающегос  запаса обкладочного материала в зазоре между валками 13 и 14, сумматор 24 формирооани  сигнала, определ емого в зкостью обкладочного материала в нижнем калибрующем зазоре, аналогичный сумматору 23 верхнего зазора, на инверсный вход которого подаютс  дл  суммировани  уни- фицирозанные сигналы от 0 до 5 мА от датчиков нижнего калибрующего зазора каландра, мощности, потребл емой электродвигателем привода вращени  валка 16, скорости вращени  валка 16, вращающего- с  запаса материала между валками 15 и 16, средство 25 формировани  сигнала, определ емого текущим значением величины ко- эффицмента прессовки в резинокордном полотне, элемент сравнени  26, зздатчик 27 ручной установки величины коэффициента прессовки, пропорционально-интегральный регул тор 28. сумматор 29, задатчик 30 ручной установки скорости каландра, регул торы 31 и 32 скорости вращени  валков 20 и 21, регул торы 33 и 34 заданного соотношени  скорости вращени  валков, соответ- ственно-16, 15 и 13, 14.

Средство 25 формировани  сигнала, определ емого текущим значением величины коэффициента прессовки (фиг. 2), содержит: сумматоры 35 и 36 формировани  сигналов, определ емых массой обкладочного материала , прошедшего, соответственно, через верхний и нижний калибрующие зазоры, сумматоры 37 и 38, формирующие сигналы, необходимые дл  определени  суммарного сигнала, определ емого массой слоистого материала, прошедшей через прессующий зазор каландра, элемент 39 формировани  сигнала, определ емого средней в зкостью обкладочного материала, поступающего в прессующий зазор, сумматор 40, формирующий сигнал, определ емый текущим значением коэффициента прессовки в резинокордном полотне.

В качестве датчиков толщины резино- кордного полотна зазора, запасов резиновой смеси, мощности, потребл емой электродвигател ми привода вращени  валков каландра, скорости вращени  валков , запаса резиновой смеси, могут быть использованы любые известные устройства (электрические, радиационные, потенцио- метрические, пневматические, индуктив- ные, ультразвуковые, фотоэлектрические и т.д.). Конструкци  датчиков 9. 10, 11, 12. 21 и 22 также не  вл ютс  оригинальными, ими могут быть любые, выпускаемые промышленностью , серийные приборы.

Устройство дл  осуществлени  способа обрезинивани  кордного полотна (фиг. 1) рэботгет следующим образом: при изменении толщины резинокордного полотна на выходе из каландра или обкладочного сло 

на входе в прессующий зазор, сигналы от соответствующих датчиков 2 и 3 дл  измерени  толщины поступают в блок 1 управлени .

По выходным св з м этого блока регулирующие сигналы поступают к механизмам 7 и 8 дл  изменени  верхнего и нижнего калибрующих зазоров, измен   их в соответствии с величиной отклонени  толщины.

При прохождени  обкладочного материала через верхний калибрующий зазор на входе в валки 13 и 14 образуетс  вращающийс  запас обкладочного материала, измер емый датчиком 21. Величина этого запаса вли ет на толщину обкладочного сло . Отклонени  толщины обкладочного сло  от заданного значени  возникают также и при изменении пластоэластичных свойств материала . Дл  непрерывного измерени  в зкости обкладочного материала в верхнем калибрующем зазоре дополнительно введен сумматор 23, который формирует унифицированный сигнал ц 1, определ емый в зкостью по алгоритму.

ft 1 Ц о + si д s + aaNg + aaVi + 34021, (1)

5; Ng; Qai -унифицированные сигналы ГСП стандартного уровн , определ емые соответственно величиной верхнего калибрующего зазора, мощностью, потребл емой электродвигателем привода вращени  валка 13, скоростью вращени  валка 13 и вращающимс  запасом обкладочного материала в зазоре между валками 13 и 14;

/ о унифицировзнный сигнал, определ емый средним значением в зкости определенного перерабатываемого обкладочного материала;

at; 32, аз,4 a/j - посто нные коэффициенты .

Величины /г о; аи 32, аз; ЗА,  вл ющиес  коэффициентами уравнени  регрессии (1), определ ютс  экспериментально и ввод тс  в элементы пам ти устройства.

Дл  непрерывного измерени  в зкости обкладочного материала в нижнем калибрующем зазоре дополнительно введен сумматор 24, который формирует унифицированный сигналу 2. определ емый в зкостью по алгоритму

/Л2 / о + ai дб + 3zNi2 + азУго + 34022 ,(2)

где de; N12; V2o; Q22 - унифицированные сигналы ГСП стандартного уровн , определ емые величиной нижнего калибрующего зазора, мощностью, потребл емой электродвигателем привода вращени  валка 16 и

вращающегос -запаса обкладочного материала в зазоре между валками 16 и 15;

ju о - унифицированный сигнал, определ емый средним значением в зкости определенного перерабатываемого обкла- дочного материала,

Величины fi о: аи аг аз; а - определ ютс  аналогично.

Отклонение входных, выходных или режимных параметров процесса от номиналь- ных значений вызывает изменение степени затекани  обкладочного материала в межниточное пространство корда, что приводит к неравномерности внутренней структуры резинокордного полотна, характеризуемой коэффициентом прессовки.

Дл  его вычислени  в средстве 25 поступают унифицированные сигналы.

№. V17; 0.21,/Л; N10, Vie;

N11: Vig;/f 2; Q22I V20, N12, h2 и Ко,

которые после преобразовани  в сумматорах 35, 36, 37, 38 и элементе усреднени  39 поступают в сумматор 40, формирующий унифицированный сигнал, определ емый коэффициентом прессовки в слоистом материале по алгоритму;

КПр Ко + ai{Ni3 + Nu + N15 + Nie)a2h2 + азД,

(3)

где Мчз, N14, N15, N16- величина унифициро- ваных сигналов ГСП стандартного уровн , определ емых мощностью, потребл емой валками 13,14,15,16 определ емой массой обкладочного материала, прошедшего через калибрующие и прессующий зазоры каландра;

ha - унифицированный сигнал, определ емы толщиной слоистого материала;

ц - унифицированный сигнал, определ емый средней в зкостью обкладочного материала, поступающего в прессующий за- зор каландра;

аи 32; аз - посто нные коэффициенты.

Величины Ко; ai; 32; аз  вл ютс  коэффициентами регрессии распредел ютс  экспериментально и ввод тс  в элементы пам ти устройства.

Некоторые значени  коэффициентов прессовки, определенных по способу обре- зинивани  корда на валковом оборудовании (каландре), приведены в таблице 1.

Далее сигнал, пропорциональный текущему значению коэффициента прессовки, подаетс  на элемент сравнени  26, который дл  стабилизации коэффициента прессовки

5

10 15

0

5

0

5 0

5

0

5

вырабатывает воздействие, соответствующее требуемому превышению скорости вращени  валка 14 над скоростью вращени  валка 15. Последующее достигаетс  в исполнительном блоке регул тором 31. поддерживающим скорость вращени  валка 14 на уровне выходной величины сумматора 29 сигналов регул тора 28 и задатчикэ 30 скорости вращени  ведущего валка 15 каландра.

При этом регул тор 32 поддерживает скорость вращени  валка 15 на посто нном значении, а регул торы 33 и 34 обеспечивают заданное соотношение скорости вращени  валка 13 к скорости вращени  валка 14 и скорости вращени  валка 16 к скорости вращени  валка 15 соответственно.

Достигнутое изменение скорости вращени  валка 14 по сравнению со скоростью вращени  валка 15 приводит к изменению степени прессовани  обкладочного материала в межниточное пространство, привод щее к восстановлению заданного значени  коэффициента прессовки.

Однако при по аленми изменений в скорости вращени  валков 14 и 15, а следовательно и в скорости вращени  валка 13, в режиме течени  обкладочного материала в верхнем калибрующем и прессующем зазорах от прежнего значени , толщина слоистого материала на выходе из каландра также изме- н етс . Изменение толщины вызывает процесс ее регулировани , в результате чего коэффициент прессовки вновь может отклонитьс  от заданного значени , что в свою очередь вызывает процесс регулировани  вращени  валков 14 и 13 и т.д.

Процесс стабилизируетс , когда автоматически устанавливаетс  соответствие между верхним калибрующим зазором и скоростью вращени  валка 14 при заданном соотношении к скорости вращени  валка 13, которое приводит к требуемому значению коэффициента прессовки при заданной толщине обрезиненного корда.

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Способ регулировани  процесса об- резинивани  корда, при котором измер ют мощность, потребл емую валковым оборудованием , и сравнивают ее с номинальной потребл емой мощностью, отличающий- с  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей способа, в произвольный момент времени одновременно с измерением потребл емой мощности измер ют величину прессующего зазора и скорость обрезинивани  корда, определ ют толщину, резиносодержан ие и коэффициент прессовки обрезиненного корда, затем

   вычисл ют текущее значение коэффициента прессовки по следующей формуле:

   Кпр Ко + aihnp + aaV + asN,

   где h - величина прессующего зазора, см;

   V - скорость обрезинивани  корда, м/мин;

   N -.потребл ема  мощность, кВт;

   Ко. ai, 32, аз - коэффициенты, посто н- ные дл  данного типа корда, резиновой смеси , температуры,
2. 2. Устройство дл  регулировани  процесса обрсзинивани  корда на каландре, со- держащее блок управлени , входы которого соединены соответственно с выходом датчика толщины обкладочного сло , установленным до прессующего зазора каландра и с выходом датчика толщины обрезиненного корда, установленным после прессующего зазора, а выходы блока управлени  - с соответствующими дополнительными механизмами дл  изменени  калибрующих и прессующих зазоров между валками калан- дра, исполнительный блок, соединенный с датчиком массы обрезиненного корда, вычислительный бло(, соединенный с датчиком толщины обрезиненного корда, и датчики верхнего и нижнего калибрующих зазоров , отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей устройства, оно снабжено датчиками потребл емой мощности, скорости вращени  валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах, сумматорами сигналов, определ емых в зкостью материала, входы которых соединены с выходами датчиков калибрующих зазоров, и средством формировани  сигнала, определ емого текущим значением коэффициента прессовки, входы которого соединены с выходами датчиков потребл емой мощности, скорости вращени  валков каландра и величины запаса материала в калибрующих зазорах и с выходами сумматоров сигналов, определ емых в зкостью материала.
3. 3.Устройство по п,2,отличающеес  тем, что средство формировани  сигнала, определ емого текущим значением коэффициента прессовки, выполнено в виде сумматоров сигналов, определ емых массой материала в калибрующих зазорах, элемента усреднени  сигналов, определ емых в зкостью материала , вход которого соединен с выходами сумма- торов сигналов, опредеп емых массой материала в калибрующих зазорах, сумматора сигналов, определ емых текущим значением коэффициента прессовки обрезиненкого корда , вход которого соединен выходами сумма- торов сигналов, определ емых массой материала в калибрующих зазорах, и сумматоров сигналов, определ емых массой материала в прессующем зазоре, выходы которых соединены с входами сумматора сигналов, определ емых текущих значением коэффициента прессовки обрезиненного корда, а один из входов соединен с выходом датчика толщины обреэиненного корда.
4. 4.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ о е- с   тем, что входы элемента усреднени  сигналов, определ емых в зкостью материала , соединены с выходами датчиков величины запаса материала в калибрующих зазорах, с выходами датчиков потребл емой мощности и с выходами датчиков скорости вращени  валков каландра.

   Фиг.