ДИСКОВАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА ДЛЯ ПРИВОДНОГО ТОВАРНОГО ВАЛИКА ТКАЦКОГО СТАНКА
FRICTION PLATE CLUTCH FOR DRIVEN WEAR BEAM OF WEAVER'S LOOM

Изобретение относится к дисковой фрикционной муфте для приводного товарного валика ткацкого станка, приводимой в действие с помощью рабочего тела.
У ткацких станков сотканная продукция, как правило, снимается с помощью выпускных валиков и наматывается на товарный валик. При этом товарный валик приводится во вращение или от собственного двигателя, или от другого привода ткацкого станка.
Сила натяжения товарного полотна, как правило, остается постоянной независимо от диаметра товарного рулона, т.е. момент вращения товарного валика, передаваемый от привода, при увеличении диаметра рулона текстильного полотна должен увеличиваться. Для выполнения этого требования в приводной ветви товарного валика предпочтительно используются дисковые фрикционные муфты, у которых передаваемый ими момент вращения регулируется путем изменения силы прижима фрикционных дисков.
В этой связи, например, из документа JP 2000096394 известно решение для привода дисковой фрикционной муфты, приводимой в действие с помощью пневматики. При этом момент вращения привода передается товарному валику с выпускного валика. При этом указанная муфта в приводной ветви располагается между выпускным валиком и товарным валиком и устанавливается на конце выпускного валика.
Вышеупомянутая форма выполнения подвергается дальнейшему усовершенствованию, известному из изобретения согласно документу JP 2000110051, в котором согласование момента вращения привода товарного валика с диаметром рулона текстильного полотна осуществляется посредством устройства управления и регулирования.
В обоих вышеупомянутых решениях дисковая фрикционная муфта приводится в действие через механическую систему рычагов с помощью отдельного пневматического блока поршень-цилиндр, установленного рядом с муфтой. Однако такая конструкция требует много места для монтажа. Передача приводного усилия с помощью механической системы рычагов из-за наличия люфта и трения в шарнирах отрицательно сказывается на характеристиках срабатывания и на точности воспроизведения силы натяжения полотна. Люфт и трение в шарнирах, а также вызываемые ими отрицательные воздействия со временем увеличиваются в результате явлений износа.
В основу изобретения положена задача создания компактной дисковой фрикционной муфты для приводного товарного валика ткацкого станка, приводимой в действие с помощью рабочего тела, причем дисковая фрикционная муфта должна обеспечивать простую и воспроизводимую регулировку силы натяжения полотна. Кроме того, должен быть создан ткацкий станок с такой дисковой фрикционной муфтой.
Указанная задача согласно изобретению решается посредством дисковой фрикционной муфты и ткацкого станка с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствованные варианты определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно пункту 1 формулы изобретения привод товарного валика оснащен дисковой фрикционной муфтой, состоящей, по существу, из следующих деталей, установленных с возможностью вращения вокруг оси вращения:
- приводного внешнего корпуса муфты,
- нажимной тарелки, перемещаемой в аксиальном направлении,
- поводкового патрона барабанного типа, установленного в корпусе муфты и расположенного напротив нажимной тарелки,
- выходного вала, соединенного с поводковым патроном без возможности проворачивания,
- пакета дисков муфты, перемещаемого в аксиальном направлении и установленного между находящимся внутри поводковым патроном и расположенным снаружи корпусом муфты, по меньшей мере, с одним наружным поводковым диском, по меньшей мере, с одним внутренним поводковым диском, а также, по меньшей мере, с одним фрикционным диском, установленным между каждым наружным поводковым диском и каждым внутренним поводковым диском,
- блока поршень-цилиндр, кинематически соединенного с нажимной тарелкой для приведения в действие дисковой фрикционной муфты, причем цилиндр блока поршень-цилиндр образует с поводковым патроном единый конструктивный узел.
Функциональная муфта в виде цилиндра, интегрированного в поводковый патрон, существенно уменьшает необходимое пространство для монтажа и, кроме того, сокращает себестоимость и многообразие деталей дисковой фрикционной муфты и ткацкого станка.
Поводковый патрон с выходным валом соединен без возможности проворачивания, а с товарным валиком - с возможностью разъема. Чтобы обеспечить простую замену товарного валика, связь между выходным валом и товарным валиком может, например, состоять из разъемной муфты или ступени коробки передач с цевочным зацеплением.
Соответствующим подбором материала фрикционных дисков можно добиться улучшения коэффициента трения и, тем самым, передаточных характеристик муфты. Гладкие поверхности требуют для передачи определенного момента вращения увеличения давления, грубые поверхности фрикционных дисков требуют для передачи определенного момента вращения уменьшения давления. Предпочтительными являются гладкие поверхности, поскольку они имеют меньшую склонность к скачкообразному движению (stick-slip).
В одной из предпочтительных форм выполнения дисковая фрикционная муфта приводится в действие с помощью пневматики, т.е. поршень блока поршень-цилиндр работает под действием сжатого воздуха. Для регулировки момента вращения, передаваемого с помощью дисковой фрикционной муфты, предпочтительно устанавливать давление, действующее на поршень, с помощью регулирующего клапана. Чем выше установлено давление, тем больше сила, передаваемая с поршня на фрикционные диски через нажимную тарелку, и тем больше момент вращения, передаваемый с корпуса муфты на выходной вал с помощью фрикционных дисков и поводкового патрона. Момент вращения передается с выходного вала дальше товарному валику и определяет силу натяжения полотна при намотке. Установка регулирующего клапана и, тем самым, силы натяжения полотна может производиться вручную или автоматически. Если установка регулирующего клапана и, тем самым, момента вращения осуществляется вручную, то регулирующий клапан предпочтительно монтировать в месте, доступном для обслуживающего персонала, например на пульте управления ткацким станком.
С помощью описанной регулировки давления передаваемый момент вращения согласно еще одной из предпочтительных форм выполнения изобретения может регулироваться автоматически, например, в зависимости от диаметра рулона товара на товарном валике. Согласование передаваемого момента вращения с диаметром рулона может производиться с помощью различных, самих по себе известных, устройств.
Простое выполнение заключается в том, что, например, ощупывающий ролик, установленный на товарном валике, измеряет внешний диаметр рулона текстильного полотна и, будучи с помощью механических средств кинематически непосредственно соединен с регулирующим клапаном, подстраивает его в соответствии с увеличением диаметра рулона текстильного полотна.
Другая возможность состоит, например, в измерении числа оборотов товарного валика с помощью импульсного счетчика, подающего соответствующий сигнал на устройство управления. При этом устройство управления передает управляющий сигнал на исполнительное устройство, действующее на регулирующий клапан. Этот управляющий сигнал, в числе прочего, зависит от сигнала импульсного счетчика и толщины ткани. При этом информация о толщине ткани предпочтительно записывается в памяти данных управляющего устройства и используется им.
Для отпускания дисковой фрикционной муфты давление, действующее на блок поршень-цилиндр, уменьшается. Благодаря этому снижается сила прижима фрикционных дисков к поводковым дискам, и муфта проскальзывает.
Для поддержки процесса отпускания и для оптимизации характеристик срабатывания муфты между неподвижным поводковым патроном и поршнем, перемещающимся в аксиальном направлении, можно предусмотреть, например, нажимную пружину, оказывающую противодействие силе поршня, создаваемой действием сжатого воздуха. При отпускании муфты нажимная пружина преодолевает возможные силы трения, действующие между подвижными деталями, как например, между поршневыми кольцами и внутренней стенкой цилиндра. С той же целью нажимная пружина может быть установлена также в другом месте, например между поводковым патроном и нажимной тарелкой. Вместо нажимной пружины могут быть также установлены другие энергосберегающие средства, как-то: тарельчатая пружина или пружина растяжения.
В описанных вариантах выполнения показано создание привода для товарного валика ткацкого станка, имеющего весьма компактную конструкцию и удовлетворяющего вышеупомянутым требованиям. Кроме того, встроенная конструкция минимизирует подверженность устройства загрязнению, поскольку подвижные детали большей частью защищены от частиц грязи и пыли, содержащихся, например, в текстильном волокне.
Изобретение и обеспечиваемые им преимущества подробно поясняются ниже на примере выполнения.
Фиг.1 изображает разрез дисковой фрикционной муфты согласно изобретению со схематически показанной системой подачи сжатого воздуха,
фиг.2 - внешний поводковый диск из пакета дисков муфты,
фиг.3 - внутренний поводковый диск из пакета дисков муфты,
фиг.4 - поводковый патрон 5 в изометрии.
Дисковая фрикционная муфта 1, изображенная на фиг.1, состоит, по существу, из корпуса 2, нажимной тарелки 3, пакета 4 дисков муфты, поводкового патрона 5, жестко соединенного с выходным валом 10, и блока поршень-цилиндр 5, 6, установленного между нажимной пружиной 3 и поводковым патроном 5. Все указанные здесь компоненты установлены вокруг общей оси 11 вращения. Поршень 6 блока 5, 6 поршень-цилиндр с помощью втулки 6.1 поршня жестко соединен с нажимной пружиной 3.
Блок 5, 6 поршень-цилиндр снабжается сжатым воздухом от источника 9 сжатого воздуха через регулирующий клапан 8, вращающийся ввод 7 и паз (не показан) на внутренней поверхности втулки 6.1 поршня. Давление, возникающее таким образом в блоке 5, 6 цилиндра, создает силу, действующую на поршень 6. Эта сила через втулку 6.1 поршня, жестко соединенную с поршнем 6, и нажимную тарелку 3, жестко соединенную с ней, действует на пакет 4 дисков муфты. При этом нажимная тарелка 3 прижимает фрикционные диски 4.3 к внешним поводковым дискам 4.1 и к внутренним поводковым дискам 4.2, создавая таким образом фрикционное замыкание, так что момент вращения привода передается товарному валику от корпуса 2 муфты через пакет 4 дисков муфты и поводковый патрон 5. Поводковый патрон 5 через выходной вал 10, соединенный с ним без возможности проворачивания, приводит во вращение товарный валик (не показан).
С помощью регулирующего клапана 8, устанавливаемого вручную, регулируется величина силы, создаваемой блоком 5, 6 поршень-цилиндр, и тем самым момент вращения, передаваемый с дисковой фрикционной муфты 1. Момент вращения, передаваемый с дисковой фрикционной муфты 1, в свою очередь, определяет силу натяжения полотна при его намотке, т.е. оператор с помощью регулирующего клапана 8 устанавливает силу натяжения полотна на товарном валике.
Фрикционные диски 4.3 и поводковые диски 4.1, 4.2 для обеспечения необходимых аксиальных перемещений при отпускании и соединении дисковой фрикционной муфты 1 установлены с возможностью свободного аксиального перемещения. Другим преимуществом свободного перемещения фрикционных дисков 4.3 и поводковых дисков 4.1, 4.2 является то, что муфта при работе почти не требует технического обслуживания. Износ фрикционных обкладок 4.1 компенсируется сжатием пакета из фрикционных дисков 4.3 и поводковых дисков 4.1, 4.2 в аксиальном направлении. При этом соотношение между устанавливаемым давлением воздуха в блоке 6 поршень-цилиндр и моментом вращения, передаваемым дисковой фрикционной муфтой 1, остается одинаковым даже при постоянном износе фрикционных обкладок 4.1, поскольку, несмотря на то что пакет 4 дисков муфты при этом становится тоньше, сила действия нажимной тарелки 3 и эффективная поверхность трения в пакете 4 дисков муфты все же сохраняют постоянные значения.
В представленном выполнении привода товарного валика момент вращения приводу товарного валика передается от другого привода ткацкого станка. Цепная передача передает момент вращения на корпус 2 дисковой фрикционной муфты 1. Корпус 2 муфты имеет для этого цепное колесо 2.1. Корпус 2 муфты с помощью двух подшипников 2.2 качения установлен на выходном валу 10 с возможностью свободного вращения. Однако в сцепленном состоянии никакого относительного перемещения между корпусом 2 муфты и выходным валом 10 в дисковой фрикционной муфте 1 не происходит. Только в расцепленном состоянии корпус 2 муфты вращается относительно выходного вала 10 вокруг оси 11 вращения.
На фиг.2 изображен наружный поводковый диск 4.1 из пакета 4 дисков муфты. Наружный поводковый диск 4.1 имеет на внешней поверхности накладки 4.11, заходящие в смонтированном состоянии в пазы 2.3 корпуса 2 муфты и образующие, тем самым, соединение без проворачивания между корпусом 2 муфты, находящимся снаружи, и наружным поводковым диском 4.1.
На фиг.3 изображен внутренний поводковый диск 4.2 из пакета 4 дисков муфты. Внутренний поводковый диск 4.2 имеет на внутренней поверхности накладки 4.21, заходящие в смонтированном состоянии в пазы 5.4 поводкового патрона 5 и образующие, тем самым, соединение без проворачивания между внутренним поводковым диском 4.2 и поводковым патроном 5.
В режиме сцепления пакет 4 дисков муфты сжимается, и образуется фрикционный замок между наружными поводковыми дисками 4.1, фрикционными дисками 4.3 и внутренними поводковыми дисками 4.2. Таким образом корпус 4 муфты без возможности проворачивания соединяется с выходным валом 10, и возникающий момент вращения привода передается товарному валику.
На фиг.4 изображен поводковый патрон в изометрии. Вентиляционное отверстие 5.3 обеспечивает выравнивание давления между полостью цилиндра и окружающей средой, когда поршень 6 перемещается при включении дисковой фрикционной муфты 1.