КАТУШКА ДЛЯ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

Полезная модель относится к устройствам для смотки проволоки и может быть использована для упаковки, транспортировки и хранения иной длинномерной продукции, например, полимерного кабеля для 3D-принтеров, электрокабеля или металлокорда.
Известна катушка, состоящая из барабана и фланцев, содержащая радиальные ребра жесткости, расположенные на внешней стороне фланцев (см. пат. РФ № 2155154, B65H 75/14, G02B 6/44).
Недостатком известного устройства является низкая жесткость фланцев, имеющих форму тонкой кольцевой пластины. Упругая деформация фланца, имеющего форму тонкой кольцевой пластины, возникает от давления витков проволоки на фланцы и приводит к защемлению витков проволоки при намотке и смотке.
Известна катушка, состоящая из барабана и фланцев с радиальными ребрами жесткости (см. пат. BY 3997, B65P 75/18, https://bypatents.com/4-u3997-katushka.html).
Недостатком данного устройства является невысокая жесткость фланцев ввиду недостаточного размещения ребер жесткости в наиболее нагруженных областях фланца.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является катушка для сварочной проволоки, состоящая из барабана и фланцев с радиальными и кольцевыми ребрами жесткости (см. пат. РФ № 184620, В23К 9/133, B65H 75/02, B21C 47/00).
Недостатком известного устройства является то, что фланцы обладают невысокой жесткостью ввиду недостаточного размещения ребер жесткости в наиболее нагруженных областях фланца, что приводит к снижению технологических свойств катушки.
Техническая проблема известных технических решений, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении технологических свойств катушки для сварочной проволоки путем повышения жесткости ее фланцев.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что катушка содержит барабан с фланцами, снабженными радиальными и дополнительными ребрами жесткости. Радиальные ребра жесткости выполнены с криволинейными боковыми кромками с убывающим радиусом кривизны кромок. Дополнительные ребра жесткости выполнены в виде кольцевых и сгруппированы со стороны барабана катушки.
Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в повышении сопротивления фланца катушки изгибу в его наиболее напряженных областях, где размещены криволинейные радиальные ребра жесткости и сгруппированы кольцевые ребра жесткости, что приводит к повышению технологических свойств катушки.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 схематично изображена катушка для сварочной проволоки,
на фиг. 2 – график зависимости максимального прогиба фланца катушки от расстояния расположения кольцевых ребер жесткости фланца со стороны барабана катушки.
Катушка для сварочной проволоки состоит из барабана 1 и фланцев 2. С внешней стороны фланцев выполнены радиальные ребра жесткости 3 с криволинейными кромками 4 с убывающим радиусом кривизны кромок. Катушка снабжена кольцевыми ребрами жесткости 5, сгруппированными в первой трети фланца 2, со стороны барабана 1 (фиг. 1). Такое конструктивное выполнение катушки для сварочной проволоки позволяет повысить жесткость фланцев за счет размещения ребер жесткости в наиболее напряженных областях фланца.
Катушка выполнена по ГОСТ 25445-82 «Барабаны, катушки и сердечники для сварочной проволоки. Основные размеры». Катушку изготавливают литьем под давлением на термопластавтомате. Элементы катушки, в том числе ребра жесткости, получают копированием контуров пресс-формы.
Заявляемая катушка работает следующим образом.
После намотки сварочной проволоки на барабан 1 катушки фланец 2  упруго деформируется как тонкая жесткая пластина. Определение тонкой жесткой пластины (Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки  и оболочки. - М.: Наука, 1966). При этом во фланце 2 возникают радиальные и окружные напряжения. Наибольшие значения эти напряжения принимают и, соответственно, оказывают наибольшее влияние на прогиб фланца, на первой трети фланца со стороны барабана 1 катушки. Это подтверждается испытаниями опытных образцов катушек (фиг. 2). Согласно испытаниям, влияние расположения ребра жесткости на прогиб фланца при его размещении в первой  трети фланца со стороны барабана катушки в 2.5 - 3  раза выше, чем при размещении ребра во второй трети фланца. Средний тангенс угла наклона графика на отрезке от 0.003 м до 0.01 м от внутреннего радиуса фланца равен (в выбранных координатах) 2.7/2=1.35. А на отрезке от 0.01 м до 0.02 м средний тангенс угла наклона графика равен 1.3/3=0.43, то есть в три раза меньше. На третьем отрезке, от 0.02 м до 0.03 м,  тангенс угла наклона графика стремится к нулю, что свидетельствует о минимальном влиянии размещенного здесь кольцевого ребра на прогиб фланца. Поэтому расположение кольцевых ребер предпочтительнее на первой трети фланца со стороны барабана катушки. Кроме того, убывающий радиус кривизны боковых кромок радиального ребра жесткости следует выполнять так, чтобы его сопротивление изгибу достигало максимума на  первой трети фланца со стороны барабана катушки.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить сопротивление фланца катушки изгибу в его наиболее напряженных областях, где размещены криволинейные радиальные ребра жесткости с убывающим радиусом кривизны кромок и сгруппированы кольцевые ребра жесткости, что приводит к повышению технологических свойств катушки.