УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ СНОВАЛЬНЫХ ВАЛОВ
DEVICE TO CONTROL FORMATION OF WARPING ROLLS

Изобретение относится к оборудованию текстильной промышленности и может применяться в приготовительном отделе ткацкого производства на сновальных и перегонных машинах.
Известен измеритель плотности намотки длинномерных материалов (Авторское свидетельство СССР №825444, МПК В65Н 77/00, G01N 9/00, 1981 г.), содержащий датчик оборотов паковки, подключенный к первому входу вычислительного блока, и датчик диаметра паковки, а также интегратор, блок сравнения и эталонный генератор, при этом датчик диаметра паковки через интегратор соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого через эталонный генератор подключен к датчику оборотов паковки, а выход блока сравнения соединен со вторым входом вычислительного блока.
Недостатком устройства является отсутствие возможности контролировать плотность внутренних слоев паковки, а возможность определять только их среднюю плотность.
Известно устройство для формирования ткацких навоев (Кутьин А.Ю. Проектирование текстильных паковок рулонного типа и методы их воспроизводства. - Иваново: «Научно-производственный центр «Стимул», 2006, с. 61-62), содержащее вычислительный блок, обеспечивающий вычисление теоретического радиуса намотки и реализующий управление движением уплотняющего вала, двоично-десятичный переключатель для набора количества оборотов и ввода его в оперативную память вычислительного блока, двоично-десятичный переключатель для набора максимального количества импульсов с пиноли сновальной машины, подключенный к входу вычислительного блока, двоично-десятичный переключатель для набора количества отводов, приходящихся на один участок аппроксимации, соединенный с входом вычислительного блока, датчик количества импульсов с пиноли сновальной машины и датчик импульсов с накладного роликового датчика, измеряющего радиус намотки, исполнительное устройство уплотняющего вала, включающее электродвигатель с редуктором, соединенное с выходом вычислительного блока и обеспечивающее отвод уплотняющего вала. Фактический радиус намотки сновальной паковки измеряется за восемь оборотов сновального вала путем подсчета импульсов с накладного датчика, контактирующего с поверхностью намотки.
Недостатком устройства является его малая точность, обусловленная измерением длины намотки и радиуса накладным датчиком, а также переменным давлением уплотняющего вала на тело намотки.
За прототип принято устройство управления формированием сновальных валов (Патент на изобретение РФ №249417, МПК D02H 13/18, 2013), содержащее электропривод сновального вала, электропривод уплотняющего вала, блок вычисления радиуса намотки, датчик оборотов сновального вала, а также импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала, импульсный датчик частоты вращения сновального вала, блок определения приращения радиуса намотки, причем импульсный датчик частоты вращения сновального вала и импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала своими выходами подключены к входам блока вычисления радиуса намотки, выход которого соединен с первым входом блока определения приращения радиуса намотки сновального вала, второй вход которого подключен к выходу датчика оборотов сновального вала, а выход блока определения приращения радиуса намотки связан с входом электропривода уплотняющего вала.
Недостатком устройства является влияние на качество намотки фрикционной связи уплотняющего и сновального валов, вызывающей касательную деформацию его верхних слоев.
Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении точности стабилизации объемной плотности намотки.
Технический результат достигается тем, что устройство управления формированием сновальных валов, содержащее электропривод сновального вала, электропривод уплотняющего вала, блок вычисления радиуса намотки, датчик оборотов сновального вала, импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала, импульсный датчик частоты вращения сновального вала, блок определения приращения радиуса намотки, при этом импульсный датчик частоты вращения сновального вала и импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала своими выходами подключены к входам блока вычисления радиуса намотки, выход которого соединен с первым входом блока определения приращения радиуса намотки сновального вала, второй вход которого подключен к выходу датчика оборотов сновального вала, а выход блока определения приращения радиуса намотки связан с входом электропривода уплотняющего вала, содержит электропривод вращения уплотняющего вала, бесконтактный датчик радиуса намотки и сумматор, при этом выход блока вычисления радиуса намотки подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен бесконтактный датчик радиуса намотки, а выход сумматора соединен с электроприводом вращения уплотняющего вала.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Здесь основа 1 наматывается с помощью электропривода сновального вала 2 на сновальный вал 3 с постоянной скоростью v и натяжением F. Стабилизация плотности по слоям намотки сновального вала 3 обеспечивается регулированием величины отвода от него уплотняющего вала 4 с помощью электропривода уплотняющего вала 5. Устройство включает импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала 6 и импульсный датчик частоты вращения сновального вала 7, блок вычисления радиуса намотки 8, блок определения приращения радиуса намотки 9 на заданном числе оборотов сновального вала, а также импульсный датчик оборотов сновального вала 10. При этом импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала 6 кинематически связан с осью вращения уплотняющего вала 4, а импульсный датчик частоты вращения сновального вала 7 и импульсный датчик оборотов сновального вала 10 связаны с осью вращения сновального вала 3.
Своими выходами импульсный датчик частоты вращения уплотняющего вала 6 и импульсный датчик частоты вращения сновального вала 7 подключены соответственно к первому и второму входам блока вычисления радиуса намотки 8, выход которого соединен с первым входом блока определения приращения радиуса намотки 9 и первым входом сумматора 12, второй вход которого подключен к бесконтактному датчику радиуса сновального вала 13, а выход к электроприводу вращения сновального вала 11, при этом второй вход блока определения приращения радиуса намотки 9 соединен с выходом импульсного датчика оборотов сновального вала 10, а выход с электроприводом уплотняющего вала 5.
Устройство работает следующим образом.
2
2
2
Электропривод сновального вала 2, вращая со скоростью ω сновальный вал 3, обеспечивает намотку на него основы 1 с постоянными скоростью v и натяжением F. В процессе намотки плотность намотки не остается постоянной, так как предыдущие слои испытывают давление последующих, что приводит к неконтролируемому изменению плотности намотки в радиальном направлении. Кроме того, действие уплотняющего вала на намотку радиусом R приводит к образованию на ней вмятины, уменьшающей радиус намотки до , а также касательных напряжений в верхних слоях намотки, обусловленных фрикционной связью валов, обеспечивающей вращение уплотняющего вала. Указанные напряжения зависят от давления в зоне контакта валов и нарушают равномерность плотности намотки. Компенсировать действие касательных сил в зоне контакта валов возможно синхронизацией их линейных скоростей, обеспечиваемой электроприводом вращения сновального вала 11 в зависимости от разности радиусов  и R, снимаемой с выхода сумматора 12.
2
1
Устройство позволяет на каждом обороте сновального вала 3 на основе информации о частоте вращения ω сновального вала и о частоте вращения ω уплотняющего вала, снимаемых с импульсного датчика частоты вращения уплотняющего вала 6 и с импульсного датчика частоты вращения сновального вала 7, вычислять с помощью блока вычисления радиуса намотки 8 радиус  по формуле:
,
1
где R- радиус уплотняющего вала.
Рассчитанное блоком вычисления радиуса намотки 8 значение радиуса  на каждом обороте сновального вала 3 поступает на вход блока определения приращения радиуса намотки 9, осуществляющего вычисление приращения радиуса  в моменты времени, определяемые поступающими импульсами с выхода импульсного датчика оборотов 10 сновального вала 3. В соответствии с измеренным приращением радиуса  на определяемом импульсным датчиком оборотов 10 слое витков намотки блоком определения приращения радиуса намотки 9 вырабатывается сигнал задания электроприводу уплотняющего вала 5 на отвод уплотняющего вала.
2
Во время стоянки электродвигателя 5 уплотняющего вала его электропривод вращения 11 на основе информации о разности радиусов R и , снимаемой с выхода сумматора 12, обеспечивает синхронизацию линейных скоростей уплотняющего 4 и сновального 3 валов в зоне их контакта, устраняя тем самым касательные напряжения в верхних слоях намотки и обеспечивая ее равномерную плотность.