УСТРОЙСТВО ШПУЛЬНОЙ НАМОТКИ ТОНКИХ ПОЛОС
DEVICE FOR BOBBIN REELING OF THIN STRIPS

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям устройств для шпульной намотки и размотки тонких металлических полос, например алюминиевых полос.
Известно принятое в качестве аналога устройство для намотки ленты на шпулю (Труды ВНИИМЕТМАШ. Сборник №22. Под ред. д.т.н. А.А.Королева. Москва. 1969. Стр. 361-366). Устройство содержит приводной консольный вал, на котором установлена шпуля для намотки ленты. Крепление шпули на валу осуществляется посредством устройства фиксации, выполненного в виде съемного конуса, надеваемого на вал и закрепляемого на нем посредством винта и нажимной планки прямоугольного сечения. Для обеспечения свободного прохода фиксирующего конуса через нажимную планку при установке и удалении шпули в плоскости конуса выполнен сквозной паз, позволяющий конусу проходить через нажимную планку. Для надежной фиксации шпули перед окончательным зажатием ее плоскость паза поворачивается по отношению к планке на угол 90°.
Недостаток конструкции этого устройства состоит в необходимости частого съема и установки фиксирующего конуса, что в связи со значительной массой его является достаточно трудоемкой операцией. Следующий недостаток состоит в том, что съемный конус не обеспечивает надежное закрепление шпули в связи с возможным ослаблением затяжки винта вследствие вибраций.
Ближайшим аналогом, принятым в качестве прототипа, является устройство для намотки полосы на шпулю (А.А.Королев, А.Г.Навроцкий, В.А.Вердеревский и др. Механическое оборудование заводов цветной металлургии. Ч.3. Металлургия. 1989. Стр. 287-288), которое состоит из пирамидального вала барабана, перемещаемого в осевом направлении, полого вала, являющегося опорой шестерни редуктора и сегментов, удерживаемых от осевого смещения полуобоймами, и силового устройства. Силовое устройство предназначено для перемещения пирамидального вала в осевом направлении при «сжатии» и «разжатии» барабана. Состоит оно из вращающегося гидроцилиндра и вертлюга, подводящего давление к гидроцилиндру. Шпуля на барабане удерживается за счет сил трения между сегментами и внутренней поверхностью шпули.
Недостатками прототипа являются сложность его конструкции, достаточно большой вес, необходимая высокая точность при изготовлении элементов устройства, длительная подготовка устройства к работе.
Техническим результатом предложенного устройства является упрощение конструкции, повышение ее надежности и ускорение процесса подготовки устройства к работе.
Технический результат достигается тем, что неприводной конец вала снабжен соосной и жестко связанной с ним направляющей прямоугольного сечения, в боковых плоскостях которой в направлении оси вала выполнен сквозной продольный паз, на верхней плоскости направляющей и на ее торце размещены фиксирующие пазы, а механизм фиксации выполнен в виде диска с симметрично расположенными относительно вертикальной осевой плоскости двумя плоскостями, расстояние между которыми меньше внутреннего диаметра шпули, в центральной части диска параллельно указанным плоскостям выполнен сквозной открытый снизу паз для расположения направляющей вала, при этом диск снабжен подпружиненным фиксатором, взаимодействующим с фиксирующими пазами направляющей, и осью, проходящей через плоскости диска и продольный паз направляющей.
Предложенное устройство шпульной намотки тонких полос показано на графических материалах, где
- на фиг.1 изображен механизм фиксации в положении шпули, зафиксированной на консольном валу;
- на фиг.2 показан разрез А-А с фиг.1;
- на фиг.3 приведен вид Б с фиг.1;
- на фиг.4 изображен механизм фиксации в положении для снятия (надевания) шпули на консольный вал;
- на фиг.5 приведен вид В с фиг.4;
- на фиг.6 приведен вид Г с фиг.4.
Устройство шпульной намотки тонких полос содержит приводной консольный вал 1, шпулю 2, механизм фиксации шпули. Механизм фиксации шпули состоит из следующих элементов: диска 3, выполненного с центрирующим пояском 4 и упорным буртом 5; направляющей 6 прямоугольного сечения со сквозным продольным пазом 7 и фиксирующими пазами 8, расположенными на ее верхней плоскости 9 и торце 10; фиксатора 11 с пружиной 12; оси 13. Диск 3 выполнен круглым с симметрично расположенными относительно вертикальной осевой плоскости двумя плоскостями 14. В центральной части диска 3 параллельно указанным плоскостям выполнен сквозной открытый снизу паз 15, посредством которого он надевается на направляющую 6. Через диск 3 и продольный паз 7 направляющей 6 пропущена ось 13. Диаметр центрирующего пояска 4 диска 3 равен внутреннему диаметру 16 шпули 2.
Устройство шпульной намотки тонких полос работает следующим образом. Перед установкой шпули 2 диск 3 находится в крайнем переднем положении по отношению к консольному валу 1, фиксатор 11 диска входит в фиксирующий паз 8 направляющей 6, расположенный на ее торце 10, и, тем самым, фиксирует диск 3 так, что плоскость его торца по отношению к торцу консольного вала 2 образует угол в 90°. Расстояние между плоскостями 14 диска 3 меньше внутреннего диаметра 16 шпули 2, что позволяет легко надеть шпулю на консольный вал 1. После установки шпули 2 фиксатор 11 выводится из фиксирующего паза 8, диск поворачивается на 90° и сдвигается вдоль направляющей 6 к торцу консольного вала 1. Диск 3 входит в шпулю 2 и центрирует ее своим центрирующим пояском 4. Фиксатор 11 входит в фиксирующий паз 8 направляющей 6, расположенный на ее верхней плоскости 9, и, тем самым, фиксирует диск 3. Шпуля 2 от продольного смещения фиксируется упорным буртом 5 диска 3, диаметр которого больше внутреннего диаметра 16 шпули 2.
Для размотки полосы процесс установки шпули происходит аналогичным образом.
Примером выполнения может служить намотка или размотка на шпулю внутренним диаметром d=100 мм, наружным диаметром D=120 мм, длиной L=1000 мм алюминиевой полосы из сплава АМг2 толщиной h=0,05 мм и шириной l=900 мм, а расстояние между двумя плоскостями, симметрично расположенными относительно вертикальной осевой плоскости диска, Н=84 мм. Возможна также намотка или размотка полимерной пленки, ткани, бумаги.
Таким образом, предлагаемое устройство, в котором неприводной конец вала снабжен соосной и жестко связанной с ним направляющей прямоугольного сечения, в боковых плоскостях которой в направлении оси вала выполнен сквозной продольный паз, на верхней плоскости направляющей и на ее торце размещены фиксирующие пазы, а механизм фиксации выполнен в виде диска с симметрично расположенными относительно вертикальной осевой плоскости двумя плоскостями, расстояние между которыми меньше внутреннего диаметра шпули, в центральной части диска параллельно указанным плоскостям выполнен сквозной вскрытый снизу паз для расположения направляющей вала, при этом диск снабжен подпружиненным фиксатором, взаимодействующим с фиксирующими пазами направляющей, и осью, проходящей через плоскости диска и продольный паз направляющей, позволяет
- ускорить процесс и, тем самым, сократить время подготовки устройства к работе,
- повысить надежность конструкции за счет того, что механизм фиксации не снимается в процессе надевания или съема шпули,
- упростить конструкцию в результате уменьшения количества ее элементов.