УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ
WIRE FEEDER

Изобретение относится к области машиностроения, станкостроения, а конкретно к оборудованию для подачи непрерывно движущихся длинномерных материалов - проволоки, и может быть использовано при изготовлении многожильных витых пружин.
Известно устройство для подачи проволоки, отрезного устройства автомата для правки и резки проволоки, содержащее кинематически связанные посредством зубчатой передачи многоступенчатого редуктора и размещенные на его валах один из роликов механизма подачи, кулачок управления механизмом подачи закрепленный на первом валу зубчатой передачи редуктора, при этом кулачок управления ножом расположен на втором валу зубчатой передачи редуктора, толкатель муфты сцепления выполнен с закрепленным на его конце пальцем, а шток электромагнита - с Г-образным элементом, верхняя часть которого выполнена со скошенной поверхностью, взаимодействующей с пальцем, а горизонтальная часть Г-образного элемента шарнирно связана со штоком, причем конечный выключатель установлен с возможностью взаимодействия с введенным в устройство дополнительным кулачком управления, установленным на первом валу зубчатой передачи редуктора, которая выполнена с закрепленным на одном из ее дополнительных валов введенным в устройство диском с радиальными пазами под палец штока (см. RU №2028202, B21F 1/00, 1995).
В известном устройстве использованы достаточно сложные кинематические схемы, что приводит к высокой энергоемкости установки, сложности конструкции и обслуживания.
Известно также устройство для подачи проволоки, содержащее станину, на которой расположен механизм подачи, включающий электродвигатель и приводные ролики, выполненные с возможностью вращения с одинаковой скоростью и с кольцевыми рабочими канавками для размещения подаваемой проволоки (см. RU №2253531, B21F 11/00, B23D 25/02, 2003).
В известном устройстве подача проволоки осуществляется за счет использования одной пары приводных роликов, что зачастую недостаточно для натяжения проволоки перед навивкой пружины и вытягивания проволоки с челноков, содержащих бухты такой проволоки, что снижает надежность и эффективность работы устройства и качество формируемой пружины.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в повышении надежности и эффективности работы устройства и качества формируемой пружины.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении сцепления приводных роликов с протягиваемой ими проволокой и в обеспечении возможности регулирования натяжения проволок в процессе навивки из них пружины. При этом степень натяжения каждой проволоки может быть индивидуальной, что позволяет производить различные конфигурации пружин и варьировать их функциональное назначение.
Для решения поставленной задачи устройство для подачи проволоки, содержащее станину, на которой расположен механизм подачи, включающий электродвигатель и приводные ролики, выполненные с возможностью вращения с одинаковой скоростью и с кольцевыми рабочими канавками для размещения подаваемой проволоки, отличается тем, что механизм подачи содержит установленные с образованием первого и второго рядов три пары конструктивно аналогичных приводных роликов соосно скрепленными с зубчатыми колесами, и снабжен дополнительными зубчатыми колесами, расположенными между приводными роликами первого ряда, выполненными аналогичными зубчатым колесам приводных роликов первого ряда и входящими с ними в зацепление, причем оси вращения приводных роликов первого ряда и дополнительных зубчатых колес расположены на одной линии, параллельной подаваемой проволоке, каждый из трех приводных роликов второго ряда подпружинен относительно соответствующего ему приводного ролика первого ряда и расположен на конце коромысла, выполненного с возможностью поворота его противоположного конца в плоскости, параллельной плоскости вращения приводных роликов, а электродвигатель через понижающий редуктор связан с одним из упомянутых дополнительных зубчатых колес, при этом устройство снабжено датчиком натяжения проволоки в виде связанного с указанным электродвигателем тензодатчика, расположенного после последней по ходу проволоки пары приводных роликов и содержащего два парных опорных ролика с расположенными в одной плоскости кольцевыми рабочими канавками для размещения подаваемой проволоки, и подпружиненным измерительным роликом, с кольцевой рабочей канавкой, механически связанным с тензодатчиком и расположенным между указанными парными опорными роликами. Кроме того, станина выполнена в виде пластины с ребрами жесткости на ее продольных кромках и торцах. Кроме того, устройство предназначено для подачи проволоки при изготовлении многожильных витых пружин.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки, указывающие, что «механизм подачи содержит установленные с образованием первого и второго рядов три пары конструктивно аналогичных приводных роликов, соосно скрепленных с зубчатыми колесами, и снабжен дополнительными зубчатыми колесами, расположенными между приводными роликами первого ряда, выполненными аналогичными зубчатым колесам приводных роликов первого ряда и входящими с ними в зацепление, причем оси вращения приводных роликов первого ряда и дополнительных зубчатых колес расположены на одной линии, параллельной подаваемой проволоке», обеспечивают суммирование «толкающих» усилий, передаваемых каждым из роликов на проволоку, и обеспечивают одинаковость размеров всех роликов и их зубчатых колес и тем самым упрощают придание им одинаковых скоростей вращения, а также их изготовление
Признаки, указывающие, что «на плоскости станины между первыми приводными роликами установлены с возможностью вращения дополнительные зубчатые колеса, аналогичные зубчатым колесам, скрепленным с первыми приводными роликами, причем оси вращения дополнительных зубчатых колес установлены на одной линии с осями вращения зубчатых колес приводных роликов, кроме того, зубчатые колеса первых приводных роликов и дополнительные зубчатые колеса размещены в зацеплении», обеспечивают возможность вращения всех первых приводных роликов с одинаковой скоростью.
Признаки, указывающие, что «вторые приводные ролики конструктивно аналогичны первым приводным роликам и снабжены аналогичными зубчатыми колесами», обеспечивают одинаковость размеров всех роликов и их зубчатых колес и упрощают придание им одинаковых скоростей вращения, а также их изготовление.
Признаки, указывающие, что «каждый из трех приводных роликов второго ряда подпружинен относительно соответствующего ему приводного ролика первого ряда и расположен на конце коромысла, выполненного с возможностью поворота его противоположного конца в плоскости, параллельной плоскости вращения приводных роликов», обеспечивают поджатие приводных роликов к друг другу и, соответственно, к подаваемой ими проволоке.
Признаки, указывающие, что «электродвигатель через понижающий редуктор связан с одним из упомянутых дополнительных зубчатых колес», обеспечивают вращение первых приводных роликов с оптимальной скоростью, которая существенно меньше скорости вращения вала двигателя.
Признаки, указывающие, что «устройство снабжено датчиком натяжения проволоки», обеспечивают возможность контроля и регулирования натяжения каждой проволоки, используемой для формирования пружины.
Признаки указывающие, что датчик натяжения проволоки выполнен «в виде связанного с указанным электродвигателем тензодатчика, расположенного после последней по ходу проволоки пары приводных роликов и содержащего два парных опорных ролика с расположенными в одной плоскости кольцевыми рабочими канавками для размещения подаваемой проволоки, и подпружиненным измерительным роликом, с кольцевой рабочей канавкой, механически связанным с тензодатчиком и расположенным между указанными парными опорными роликами», обеспечивают возможность выполнения замера натяжения проволоки и представление его в форме, пригодной для оцифровки и использования как входного сигнала в систему управления электродвигателя привода, а электрическая связь выхода тензодатчика с системой управления электродвигателя привода обеспечивает возможность отработки этого сигнала электродвигателем (т.е. повышение или уменьшение натяжения проволоки).
Признаки, указывающие, что «станина выполнена в виде пластины с ребрами жесткости на ее продольных кромках и торцах» обеспечивают упрощение компоновки на ней редуктора и натяжного устройства с датчиком натяжения, продольные ребра жесткости повышают ее сопротивление скручиванию, а торцовые «работают» как фланцы, обеспечивающие закрепление станин на вращателе.
Признаки, указывающие, что «устройство предназначено для подачи проволоки при изготовлении многожильных витых пружин», обеспечивают формирование многожильных витых пружин из заданного числа проволок.
На фиг. 1 представлен вид сбоку станины; на фиг. 2 представлен вид станины в объеме; на фиг. 3 представлен вид в объеме нескольких станин.
На чертежах показана станина 1, электродвигатель 2 привода, первые 3 и вторые 4 приводные ролики их кольцевые рабочие канавки 5, их зубчатые колеса 6, их оси вращения 7, проволока 8, плоскость 9 станины 1, дополнительные зубчатые колеса 10, их оси вращения 11, понижающий редуктор 12, выходная шестерня 13 электродвигателя 2 привода, вторые приводные ролики 14 и их зубчатые колеса 15. Коромысла 16, пружины 17, датчик натяжения 18, парные опорные ролики 19, подпружиненный измерительный ролик 20, тензодатчик 21, система управления 22 электродвигателя 2, пластина 23, ее ребра жесткости 24 на продольных кромках 25 и торцах 26.
Устройство для подачи проволоки содержит станины 1 (они выполнена в виде жестких пластин 23, снабженных ребрами жесткости 24 на продольных кромках 25 и торцах 26), несущие механизм подачи с электродвигателем 2 привода, включающий первые 3 и вторые 4 приводные ролики, снабженные расположенными в одной плоскости кольцевыми рабочими канавками 5 для размещения подаваемой проволоки 8. При этом каждый названный приводной ролик соосно скреплен с зубчатым колесом (первые 3 приводные ролики снабжены зубчатыми колесами 6, а вторые приводные ролики 4 снабжены зубчатыми колесами 15).
Причем использованы три пары приводных роликов 3 и 4 с одинаковой скоростью вращения, для этого оси вращения 7 трех первых приводных роликов 3 размещены на плоскости 9 станины 1, на одной линии, параллельной подаваемой проволоки (ее продольной оси). Кроме того, на плоскости 9 станины 1, между первыми приводными роликами 3, установлены с возможностью вращения дополнительные зубчатые колеса 10, аналогичные зубчатым колесам 6, скрепленным с первыми приводными роликами 3, причем оси вращения 11 дополнительных зубчатых колес 10 установлены на одной линии с осями вращения 7 зубчатых колес 6 первых приводных роликов 3. Кроме того, зубчатые колеса 6 первых приводных роликов 3 и дополнительные зубчатые колеса 10 размещены в зацеплении.
Приводной электродвигатель 2 через понижающий редуктор сообщен с первыми 3 приводными роликами. На чертеже он представлен набором зубчатых колес (в данном случае их три), каждое из которых содержит зубчатый венец 27 с большим числом зубьев и соосный с ним венец 28 с меньшим числом зубьев (большие и малые зубчатые венцы этих зубчатых колес выполнены одинаковыми). При этом на валу 29 двигателя закреплено зубчатое колесо 13 с числом зубьев, меньшим, чем число зубьев зубчатого венца 27, который находится с ним в зацеплении, в то время как малый зубчатый венец 28 этого колеса находится в зацеплении с большим венцом 27 соседнего зубчатого колеса, малый венец 28 которого находится в зацеплении с большим венцом 27 последнего зубчатого колеса, малый венец 28 которого является выходной шестерней понижающего редуктора и введен в зацепление с дополнительным зубчатым колесом 10 (на чертежах - крайнее левое).
Вторые приводные ролики 4 конструктивно аналогичны первым приводным роликам 3 и снабжены аналогичными зубчатыми колесами 6, при этом каждый из них установлен с возможностью вращения на конце коромысла 16, противоположный конец которого установлен с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости вращения зубчатого колеса 6 каждого второго приводного ролика 4 и подпружиненного пружиной 17 относительно соответствующего ему первого приводного ролика 3.
После последней, по ходу проволоки 8, пары приводных роликов 3 и 4, на станине 1 установлен датчик натяжения 18, содержащий парные опорные ролики 19 с расположенными в одной плоскости кольцевыми рабочими канавками для размещения подаваемой проволоки 8 и расположенный между ними подпружиненный измерительный ролик 20 с такой же кольцевой рабочей канавкой, механически связанный с тензодатчиком 21, выход которого электрически связан с системой управления 22 электродвигателя 2 привода. Тензодатчик обеспечивает измерение до 40 кг нагрузки.
Число устройств для подачи проволоки соответствует числу проволок 8, из которых формируют пружину.
Устройство работает следующим образом.
Проволока 8 протягивается за счет сил трения, возникающих при ее взаимодействии с тремя парами приводных роликов 3 и 4, вращающихся с одинаковой скоростью вращения. Для обеспечения необходимого давления на проволоку 8 вторые приводные ролики 4 подпружинивают коромысло 16 пружиной 17, при этом кольцевые рабочие канавки 5 приводных роликов 3 и 4 и аналогичные кольцевые рабочие канавки парных опорных роликов 19 и подпружиненного измерительного ролика 20 исключают сход проволоки с них.
Вращение приводных роликов 3 и 4 обеспечивается вращением вала электродвигателя 2, которое передается на зубчатые колеса 6 названных роликов через понижающий редуктор, обеспечивающий кинематическую связь с ними.
В датчике натяжения 18 проволоку 8 пропускают через два парных опорных ролика 19, располагая ее в их кольцевых рабочих канавках, при этом измерительный ролик 20, подпружиненный пружиной сжатия, обеспечивает отжатие проволоки 8 от прямолинейного положения проволоки (в пределах собственных ее сил упругости). При наличии натяжения на концах проволоки, проходящей через датчик, пружина сжатия сжимается соответственно этому натяжению. Таким образом, тензодатчик обеспечивает измерение усилия натяжения проволоки 8 и передает информацию на тензопреобразователь (на чертежах не обозначен), который в свою очередь через радиоканал передает информацию с каждого из датчиков (число которых соответствует количеству проволок, используемых для формирования пружины) на промышленный компьютер (на чертежах не обозначен). Промышленный компьютер сравнивает измеренное натяжение конкретной проволоки с заданными параметрами и вносит необходимую корректировку натяжения через соответствующее изменение режима питания электродвигателя 2 привода (асинхронного).
Два парных опорных ролика 19, свободно обкатываясь вокруг своих осей, переводят трение о них проволоки в трение качения, минимизируя его величину и воздействие на проволоку.
Далее все повторяется.