УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СКРУЧЕННОГО БУМАЖНОГО ШПАГАТА

Предлагаемая полезная модель относится к изготовлению скрученного бумажного шпагата из длинномерного ленточного материала.
Известны различные устройства для получения скрученного бумажного шпагата, которые позволяют одновременно скручивать бумажную ленту и наматывать ее на катушку (патент US № 2505050, патент US № 2051674, патент KR № 101380421).
Недостатками известных устройств является сложность конструкции, множественность перегибов шпагата до намотки на катушку, что приводит к его надрывам, сложность регулировки соотношений скорости протяжки шпагата к количеству витков намотки, малая емкость катушек, а также невозможность регулирования укладки шпагатной нити на катушку.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является механизм производства шпагата, включающий намоточный диск и катушку, намоточный диск расположен с возможностью вращения, вал намоточного диска с возможностью вращения поддерживается на раме подшипником, а внутри намоточного диска расположен механизм протяжки, представляющий из себя пустотелый вал – трубку намотки, через который проходит шпагат, трубка намотки шпагата снабжена отверстием для прохождения шпагата, бумажная лента проходит через несколько фильер, сминается в шпагат и поступает во входное отверстие трубки, фильеры расположены неподвижно и соосно трубке, а выходной конец трубки намотки шпагата снабжен шкивом, приводящимся во вращение ременной передачей, после прохождения через трубку шпагат через неподвижный ролик попадает на тянущие ролики, расположенные симметрично относительно трубки, которые установлены на намоточный диск, тянущие ролики приводятся во вращение зубчатыми колесами, которые вращаются зацеплением зубчатого колеса, жестко закрепленным на выходном конце трубки), на намоточном диске установлен направляющий шкив для направления каната на выходе трубки намотки каната к катушке, катушка двигается возвратно-поступательно в осевом направлении во вращающейся рамке намоточного диска, катушка соединена со скользящим кронштейном, скользящий кронштейн установлен на скользящей направляющей через скользящий блок, а скользящая направляющая неподвижно установлена на стойке, скользящий кронштейн соединен с винтовой парой, гайка винтовой пары позволяет двигаться возвратно-поступательно скользящему кронштейну, а шток винтовой пары установлен на стойке и приводится во вращение одним и тем же двигателем, который вращает намоточный диск и трубку (патент CN № 209208164, B31D1/06, оп. 08.06.2019).
Недостатком известного устройства является множественность перегибов шпагата до намотки на катушку, что приводит к его надрывам, сложность регулировки соотношений скорости протяжки шпагата к количеству витков намотки, малая емкость катушек, невозможность регулирования укладки шпагатной нити на катушку в зависимости от диаметра изготавливаемого шпагата, а также трудоемкость установки и снятия катушки.
Качество бумажного шпагата определяется отсутствием дефектов в виде надрывов, перехлестов при накручивании на катушку, равномерностью и плавностью намотки. Устройства для производства бумажного шпагата должны позволять производить шпагат с высокой скоростью и минимальным числом соединений на единицу длины, а также регулировать количество витков на единицу длины шпагата.
Техническим результатом, обеспечиваемым предложенной полезной моделью, является возможность регулирования соотношения количества витков шпагата на длину нити.
Указанный технический результат достигается устройством для получения скрученного бумажного шпагата, включающим корпус, размещенный на вибрационных опорах, жестко закрепленные на штанге фильеры, полый вал скрутки с жестко закрепленным мотовилом, размещенный на опорных подшипниках на корпусе, полый вал протяжки, расположенный внутри вала скрутки коаксиально и выполненный с возможностью вращения внутри него, вал намотки, расположенный соосно с валами скрутки и протяжки и размещенный на платформе, выполненной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси вала намотки благодаря линейным направляющим и винтовой паре, связанной с шаговым двигателем, датчик диаметра намотки, датчик скорости вращения.
На прилагаемой фигуре 1 представлена схема устройства для получения скрученного бумажного шпагата, где
1 – шпагатная нить,
2 –фильеры,
3 – вал протяжки,
4 – вал скрутки,
5 – опорный подшипник,
6 – зубчатое колесо,
7 – протягивающие ролики,
8 – поворотный ролик,
9 – направляющий шкив,
10 – катушка,
11 – щека катушки,
12 – вал намотки,
13 – датчик скорости вращения,
14 – электромагнитный тормоз,
15 – платформа,
16 – фиксатор поворотного механизма,
17 – поворотный механизм,
18 – линейные направляющие,
19 – шаговый двигатель,
20 – винтовая пара,
21 – датчик диаметра намотки,
22 – удилище,
23 – мотовило,
24 – вибрационные опоры,
25 – корпус.
Устройство для получения скрученного бумажного шпагата включает корпус 25, установленный на вибрационных опорах 24. Фильеры 2 жестко крепятся к штанге. На опорных подшипниках 5 на корпусе 25 размещен вал скрутки 4, выполненный полым, на котором жестко размещено мотовило 23. Внутри вала скрутки 4 коаксиально расположен вал протяжки 3, выполненный полым. Вал протяжки 3 может вращаться внутри вала скрутки 4. На конце вала протяжки 3 установлено зубчатое колесо 6, которое приводит во вращение протягивающие ролики 7, установленные на мотовиле 23. Удилище 22 размещено на мотовиле 23 и связано с направляющими шкивами 9. Вал намотки 12 содержит катушку 10 со щеками 11, при этом он размещен соосно с валами скрутки 4 и протяжки 3 на платформе 15, которая перемещает возвратно-поступательно по оси вал намотки 12 с помощью линейных направляющих 18 и винтовой пары 20, приводимой в движение шаговым двигателем 19. Направляющие шкивы 9 обеспечивают прохождение шпагатной нити 1 над щеками 11 катушки 10 перед намоткой. Вал намотки 12 притормаживается электромагнитным тормозом 14, который позволяет автоматически плавно регулировать усилие намотки при увеличивающемся диаметре наматываемой шпагатной нити 1, который измеряется датчиком диаметра намотки 21 шпагатной нити 1, а скорость вращения катушки 10 измеряется датчиком скорости вращения 13. Поворотный ролик 8 установлен на мотовиле 23 и служит для перегиба шпагатной нити 1. Поворотный механизм 17 после окончания намотки отпускает фиксатор поворотного механизма 16 и поворачивает платформу 15 для снятия катушки 10.
Устройство работает следующим образом.
Шпагатную нить 1, образующуюся за счет протягивания бумажной ленты через фильеры 2, жестко закрепленные на штанге, подают на вал протяжки 3, который выполнен полым, и расположен коаксиально внутри вала скрутки 4, и может свободно вращаться независимо от него. Вал протяжки 3 оканчивается зубчатым колесом 6, которое приводит во вращение расположенные на мотовиле 23 центрально симметричные относительно него протягивающие ролики 7. Шпагатная нить 1 перегибается на поворотном ролике 8, оборачивается вокруг протягивающих роликов 7 от одного до трех раз и подается на направляющие шкивы 9, расположенные на удилище 22. Далее шпагатная нить 1 подается на катушку 10 и фиксируется на ней. Катушка 10 имеет щеки 11 для предотвращения соскальзывания с нее шпагатной нити 1 и расположена на валу намотки 12, который притормаживается электромагнитным тормозом 14. Вал намотки 12 расположен соосно с валом протяжки 3 и валом скрутки 4. Электромагнитный тормоз 14 автоматически плавно регулирует усилие намотки при увеличивающемся диаметре наматываемой шпагатной нити 1, который измеряется датчиком диаметра намотки 21 шпагатной нити 1, а скорость вращения катушки 10 измеряется датчиком скорости вращения 13. Платформа 15 с катушкой 10 установлена на линейные направляющие 18, позволяющие катушке 10 совершать возвратно-поступательное движение соосно валу скрутки 4. Шаговый двигатель 19 через винтовую пару 20 перемещает платформу 15 возвратно-поступательно вдоль оси вала намотки 12. Синхронизация скоростей валов протяжки 3, скрутки 4, намотки 12 и усилия электромагнитного тормоза 14 позволяет регулировать укладку витков шпагатной нити 1 на катушке 10 и добиться оптимального наполнения катушки 10 шпагатной нитью 1. Датчик диаметра намотки 21 автоматически останавливает намотку при наполнении катушки 10 до заданного размера или намотки определенного количества шпагатной нити 1, которое задается оператором устройства. Датчик скорости вращения 13, установленный на валу намотки 12, контролирует проскальзывание шпагатной нити 1 на валу протяжки 3 и автоматически корректирует параметры работы устройства. Поворотный механизм 17 после окончания намотки отпускает фиксатор поворотного механизма 16 и поворачивает платформу 15 с валом намотки 12 в горизонтальной плоскости для облегчения снятия катушки 10 в сторону, удобную для оператора устройства.
Предлагаемая полезная модель позволяет увеличить длину шпагатной нити за счет синхронизации процесса намотки с параметрами диаметра шпагатной нити и скорости протяжки, что возможно благодаря раздельным приводам валов протяжки и намотки. Регулируемость соотношения количества витков на единицу длины шпагатной нити достигается синхронизацией скручивания и протяжки, что возможно благодаря их раздельным приводам и регулировки усилия электромагнитного тормоза в зависимости от диаметра намотки нити на катушку и скорости вращения катушки. Устройство позволяет управлять приводами процессором с возможностью их синхронизации и создания стандартных программ для производства однотипных видов бумажного шпагата, что улучшает его потребительские свойства. Также устройство позволяет легко снимать и устанавливать катушку на вал намотки, что достигается за счет применения поворотного механизма вала намотки в горизонтальной плоскости.