Устройство для намотки основных нитей на сновальной машине
DEVICE FOR WINDING WARP THREADS ON REELING MACHINE

Изобретение относится к текстильному машиностроению, в частности к устройствам для намотки основных нитей на сновальной машине.
Технологический процесс снования представляет собой одну из основных стадий формирования паковки, необходимой для образования ткани на ткацком станке. От качества снования в большой степени зависит производительность ткацких станков и качество получаемой ткани.
Снование нитей является одной из самых ответственных подготовительных операций. Все ошибки, допущенные на этом этапе, невозможно устранить или уменьшить на последующих переходах технологического процесса ткачества, они повышают количество отходов и обрывность нитей в ткачестве, а так же снижают качество вырабатываемой ткани. («Изыскание путей повышения качества сновальных паковок». - Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, диссертация к.т.н. Власовой В.Н., 2006 г.).
Поэтому важно, чтобы процесс намотки основных нитей на сновальный валик проходил без изменения прочностных характеристик нитей и не влиял на качества получаемой ткани.
Качество намотки основных нитей на сновальный валик в немалой степени зависит как от площади контакта укатывающего и сновального валиков с намотанными нитями, так и от плавного увеличения силы прижатия укатывающего валика к сновальному валику в процессе намотки.
Известно устройство для намотки основных нитей на сновальной машине, которое содержит сновальный валик, контактирующий с укатывающим валиком, и средство регулирования плотности намотки нитей (Авторское свидетельство СССР №1437431, МПК D 02Н 3/00,1988 г.).
В известном устройстве регулирование плотности намотки нитей обеспечивается изменением силы, прижатия укатывающего валика к сновальному валику в процессе намотки на него нитей. Средство регулирования плотности намотки нитей включает две зубчатые рейки, находящиеся в зацеплении с зубчатыми колесами и установленные на каретках. При этом зубчатые колеса взаимодействуют с фрикционными подпружиненными элементами, которые соединены через толкатели с двуплечими рычагами, установленными на шарнире. Вторые рычаги взаимодействуют с кулачками, выполненными на боковой поверхности зубчатых реек. При изменении толщины намотки нитей на сновальный валик рейки на каретках перемещают укатывающий валик, при этом поверхность кулачка на рейках воздействует на плечо рычага, которое через шарнир передает усилие на другое его плечо и толкатель увеличивает силу прижатия фрикционного элемента к поверхности зубчатого колеса и тем самым увеличивает усилие сопротивления перемещения каретки с зубчатой рейкой и соответственно укатывающего валика относительно сновального.
К недостаткам этого устройства для намотки основных нитей на сновальной машине относится то, что регулирование силы прижатия сновального и укатывающего валиков, изменяющейся по определенному закону, осуществляется сложным устройством, включающим большое количество, взаимодействующих между собой механических узлов и элементов. Наличие зубчатых реек с кулачками, взаимодействующих с зубчатыми колесами, системы рычажных устройств, пружин, шарнирных соединений усложняет наладку данного устройства для обеспечения оптимальной силы прижатия. Некоторые элементы этих механических соединений, такие как зубчатые рейки, боковые поверхности которых должны быть выполнены заданного криволинейного профиля, а это требует как точности изготовления криволинейного профиля, так и качественной сборки всего устройства, что не только усложняет конструкцию этого устройства, но и ухудшает качество намотки нитей на сновальный валик. В известном устройстве контакт сновального и укатывающего валиков происходит по линии взаимодействия цилиндрических поверхностей этих валиков, а так как валики выполнены в виде жестких цилиндров, то такой контакт по линии не изменяется в течение всего процесса намотки основных нитей на сновальный валик.
Размеры элементов, используемые в текстильной промышленности, в устройствах для намотки основных нитей на сновальной машине: диаметр сновального валика - 240 мм, диаметр фланцев, расположенных на концах сновального валика - 660 мм, рабочая ширина сновального валика - 1400 мм («Анализ сновального оборудования» - Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, реферат курсовой работы выполнен студентом Сушиным О.В., 2002 г.). Диаметр намотки основных нитей на сновальный валик - 620 мм, т.е. толщина намотки - 190 мм (рекомендации Витебского государственного технологического университета, 1999 г.).
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении конструкции устройства для намотки основных нитей на сновальной машине, а также в повышении качества намотки нитей на сновальный валик.
Это достигается тем, что в известном устройстве для намотки основных нитей на сновальной машине, содержащим сновальный валик, контактирующий с укатывающим валиком, и средство регулирования плотности намотки нитей, согласно изобретению валы сновального и укатывающего валиков жестко закреплены друг относительно друга, а средством регулирования плотности намотки нитей является цилиндрическая поверхность укатывающего валика, выполненного полым из эластичного материала с открытыми торцами. Во внутренней полости укатывающим валика вдоль вала и симметрично друг относительно друга размещены пластины, опирающиеся на внутреннюю поверхность валика равномерно размещенными вдоль пластин подпружиненными телескопическими опорами, соединенными с пластинами и валом, причем на внутренней поверхности пластин, внутри телескопических опор, закреплены пластинки из ферромагнитного материала, напротив каждой из которых на валу закреплены электромагниты, электрически соединенные с источником подачи напряжения, по середине стороны пластин, расположенной по ходу вращения укатывающего валика, закреплены беспроводные датчики удара, которые, через блок управления, регулируют подачу или отключение напряжения к электромагнитам.
На Фиг. 1 изображены сновальный и укатывающий валики перед началом намотки. На Фиг. 2 изображены подпружиненные телескопические опоры перед началом намотки. На Фиг. 3 изображено в увеличенном масштабе положение устройства в момент, когда намотка основных нитей достигла требуемой (максимальной) толщины.
Устройство для намотки основных нитей на сновальной машине включает: сновальный цилиндрический валик 1, на концах которого закреплены фланцы 10, диаметр которых превышает диаметр сновального валика 1 с намотанными нитями 15. Со сновальным валиком 1 контактирует укатывающий валик 2, длина которого равна длине сновального валика 1. Валы сновального 1 и укатывающего 2 валиков жестко закреплены друг относительно друга. Каждый из валиков 1 и 2 имеет отдельный привод вращения (на чертеже условно не показан). Укатывающий валик 2 представляет собой полый цилиндр с открытыми торцами, выполненный из эластичного материала, достаточно упругого, чтобы держать форму цилиндра и достаточно гибкий, чтобы реагировать на увеличение толщины намотки основных нитей 15 на сновальном валике 1, при этом деформируясь и облегая цилиндрическую поверхность намотанных основных нитей 15.
Внутри укатывающего валика 2 (диаметр укатывающего валика, как правило, выбирается в пределах 720 мм, а диаметр сновального валика равен 240 мм) вдоль внутренней поверхности цилиндра и симметрично относительно его вала 8 расположены четыре плоские пластины 3 (под 90° друг к другу), выполненные из легкого, но прочного материала, способного выдержать нагрузки, возникающие при взаимодействии сновального 1 и укатывающего 2 валиков в процессе намотки нитей 15, а также подпружиненные телескопические опоры, состоящие из секций 5, 6 и втулки 7. Каждая пластина 3 опирается на 4 (четыре) подпружиненные телескопические опоры, равномерно расположенные вдоль пластин 3 и соединенные с пластинами 3 и валом 8. Каждая пластина 3 по длине равна длине цилиндра укатывающего валика 2. Профиль наружной поверхности пластин 3 соответствует профилю цилиндрической поверхности укатывающего валика 2.
Выполнение опор телескопическими обеспечивает надежное строго радиальное перемещение пластин 3 относительно вала 8 в процессе намотки нитей 15 на сновальный валик 2, тем самым повышая надежность работы устройства. Количество выбрано из условия обеспечения надежной передачи крутящего момента от вала 8 к цилиндрической поверхности укатывающего валика 2 через пластины 3 по всей ее длине и оптимального распределения между ними усилия, возникающего от взаимодействия сновального 1 и укатывающего 2 валиков в процессе намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1, которое передается через пластины 3.
Количество секций 5,6 и их длина в телескопических опорах определяется диаметром укатывающего валика 2 и выбирается из условия обеспечения их работоспособности при достижении максимальной толщины намотки нитей 15 на сновальный валик 1.
Внутри секции 6 размещена втулка 7, которая соединена с валом 8 укатывающего валика 2. Во втулку 7 вмонтирован электромагнит 11. На внешней стороне втулки 7 имеется цилиндрический бурт 12 для ограничения перемещения секции 6 в радиальном направлении.
Внутри каждой телескопической опоры размещена пружина 13, один конец которой размещен в кольцевой проточке на внутренней поверхности пластины 3, а другой конец - в кольцевой полости втулки 7.
Секция 5 телескопической опоры одним концом закреплена на внутренней поверхности пластины 3. На внутренней поверхности пластины 3, внутри секции 5 и пружины 13, размещена пластинка 14, выполненная из ферромагнитного материала, обеспечивающая, после включения электромагнита 11. притягивание к электромагниту 11 пластины 3, при этом происходит сжатие пружины 13, а секции 5, 6 телескопических опор перемещаются вдоль втулки 7 и друг относительно друга (секция 6 входит во внутреннюю полость секции 5).
В каждую пластину 3 установлен беспроводной датчик удара 4 посредине стороны, расположенной по ходу вращения укатывающего валика 2. Установка датчика 4 посредине стороны пластины 3 выполнена для гарантированного срабатывания датчика 4 в процессе намотки сновальных нитей 15. Датчик удара 4 установлен, выдвинутым за передний край пластины 3, но так, что он не соприкасается с внутренней поверхностью укатывающего валика 2. Датчик удара 4 срабатывает при взаимодействии датчик удара 4 с, прогнутой внутрь, поверхностью укатывающего валика 2. После срабатывания датчика удара 4 сигнал передается на блок управления (на чертеже условно не показано). Электрические провода 9, проложенные внутри вала 8 укатывающего валика 2, соединяют электромагниты 11 с источником питания (на чертеже условно не показано) через щетки, размещенные на конце вала 8 укатывающего валика 2 и вращающиеся вместе с валом 8 (на чертеже условно не показано).
В процессе намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1 пружина 13 испытывает не только сжимающие нагрузки, но и боковые нагрузки, вызванные взаимодействием пластин 3 с внутренней поверхностью укатывающего валика 2. Действия боковых нагрузок на пружины 13 может привести к изгибу пружины 13, что повлияет на прижатие пластин 3 к внутренней поверхности укатывающего валика 2, и отрицательно скажется на качестве намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1. Размещение одного конца пружины 13 внутри стакана 7, второго конца пружины 13 в кольцевой проточке пластин 3 позволяет исключить влияние возможного изгиба пружины 13 на качество намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1.
При увеличении толщины намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1 происходит вдавливание наматываемых основных нитей 15 внутрь укатывающего валика 2, в связи с невозможностью горизонтального перемещения валов сновального 1 и укатывающего 2 валиков друг относительно друга. В зоне соприкосновения валиков 1 и 2 происходит уменьшение расстояния между внутренней поверхностью цилиндра укатывающего валика 2 и валом 8 укатывающего валика 2 (см. Фиг. 3). Это приводит к необходимости изготавливать опоры телескопическими. После прохождения зоны соприкосновения укатывающего валика 2 с наматываемыми основными нитями 15 длина телескопической опоры восстанавливается. Количество пластин 3 и их ширина выбраны из условия, что с одной стороны они должны обеспечивать поддержание цилиндрической формы укатывающего валика 2 и надежную передачу крутящего момента от вала 8 посредством подпружиненных телескопических опор, а с другой - исключить перекрытие друг друга в процессе намотки нитей 15 на сновальный валик 1 как при движении пластины 3 к валу 8, так и при движении пластины 3 от вала 8.
Устройство для намотки основных нитей на сновальной машине работает следующим образом.
В начале намотки основных нитей 13 на сновальный валик 1 все четыре пластины 3 опираются на внутреннюю поверхность цилиндра укатывающего валика 2 с определенным усилием, создающимся телескопическими опорами. Тем самым осуществляется контакт укатывающего валика 2 со сновальным валиком 1, обеспечивается передача крутящего момента от привода (на чертеже условно не показан) вала 8 укатывающего валика 2 к сновальному валику 1, а также обеспечивается качественная намотка основных нитей 15 на сновальный валик 1 (см. Фиг. 1).
В начале процесса намотки нитей 15 на сновальный валик 1 бурт 12 ограничивает движение секции 6 вдоль внешней стороны втулки 7 при прохождении укатывающего валика 2 линии контакта со сновальным валиком 1 в крайнем нижнем положении.
При работе сновальной машины сновальный 1 и укатывающий 2 валики вращаются навстречу друг другу.
В процессе намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1 нити начинают вдавливаться в цилиндрическую поверхность укатывающего валика 2 и глубина вдавливания постоянно увеличивается в процессе намотки поскольку укатывающий валик 2 выполнен из эластичного материала. При этом происходит постепенное увеличение усилия, обеспечивающего контакт поверхности укатывающего валика 2 с наматывающимися основными нитями 15, а так же увеличение площади контакта поверхности укатывающего валика 2 с намотанными основными нитями 15, что влечет за собой равномерное и плотное наматывание основных нитей 15 на сновальный валик 1 по всей его длине. При этом телескопические опоры обеспечивают прижатие поверхности укатывающего валика 2 к наматываемым основным нитям 15. В определенный момент намотки основных нитей 15 происходит столкновение прогнутой внутрь поверхности укатывающего валика 2 со стороной пластины 3, на которой смонтирован беспроводной датчик удара 4. В этот момент беспроводной датчик удара 4 подает сигнал на блок управления (на чертеже условно не показан) на подачу напряжения к электромагнитам 11 от источника питания (чертеже условно не показан) по проводам 9, соединяющих источник питания (чертеже условно не показан) и электромагниты 11. Созданное электромагнитами 11 магнитное поле воздействует на пластинки 14, закрепленные на пластине 3 внутри телескопических опор, заставляя пластину 3 перемещаться к валу 8 укатывающего валика 2, сжимая до предела пружины 13. При этом сновальный валик 1 и укатывающий валик 2 продолжают взаимодействовать друг с другом. Как только прогиб поверхности цилиндра укатывающего валика 2 перестает действовать на беспроводной датчик удара 4, он подает сигнал на блок управления (условно не показан) на прекращение подачи напряжения от источника питания (условно не показан) к электромагнитам 11. В силу того, что пластина 3 еще не преодолела прогиб поверхности цилиндра укатывающего валика 2, а укатывающий валик 2 продолжает вращательное движение, то пружины 13 не могут разжаться, несмотря на отсутствие напряжения на электромагнитах 11, до момента достижения верхней точки прогиба поверхности цилиндра укатывающего валика 2 (см. Фиг. 3). Когда пластина 3 пройдет эту верхнюю точку, то пружины 13 в этих телескопических опорах начнут разжиматься, а пластина 3 будет плотнее соприкасаться с внутренней поверхностью цилиндра укатывающего валика 2. Это будет происходить до тех пор, пока пружины 13 и пластина 3 не примут свои исходные положения. В период намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1 процесс, описанный выше, постоянно проходят все четыре пластины 3.
После окончания процесса намотки основных нитей 15 на сновальный валик 1 и его снятия для использования в дальнейшем технологическом цикле, телескопические опоры примут исходное положение, а укатывающий валик 2 восстановит свою цилиндрическую форму.
Использование предлагаемого изобретения, в котором средством регулирования плотности намотки нитей фактически является цилиндрическая поверхность укатывающего валика, выполненного полым из эластичного материала с открытыми торцами, позволяет упростить конструкцию устройства для намотки нитей на сновальный валик за счет исключения большого количества взаимодействующих между собой механических элементов, особенно таких, которые требуют точного изготовления и настройки, а также улучшить равномерность и плотность укладки основных нитей при намотке на сновальный валик за счет увеличения площади контакта поверхности укатывающего валика в процессе намотки.