устройство для регулирования натяжения гибкого материала

Формула изобретения

Устройство для регулирования натяжения материала, содержащее датчик натяжения материала, задатчик натяжения, через элемент сравнения подключенный к входу блока управления, выход которого связан с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что устройство содержит входной и выходной импульсные датчики длины материала, выходами подключенные на входы измерителя относительной деформации материала, выход которого соединен с одним из входов блока определения произведения модуля упругости материала на его площадь поперечного сечения, второй вход этого блока связан с выходом датчика натяжения, а выход блока связан с одним из входов вычислителя заданного значения натяжения материала, второй вход которого соединен с выходом задатчика относительной деформации материала, а выходом блок вычисления заданного значения натяжения соединен с одним из входов элемента сравнения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам регулирования и может быть использовано для регулирования натяжения гибких материалов на технологических машинах текстильного, бумагоделательного, полиграфического и других производств.

Известно устройство для регулирования натяжения ленточного материала, содержащее датчик натяжения через элемент сравнения, электрически связанный с регулятором, задатчик натяжения и приводной электродвигатель (исполнительный механизм) [1].

Известно, что материал должен транспортироваться по технологическому оборудованию таким образом, чтобы в нем возникала лишь упругая составляющая деформации. В этом случае материал, вытягиваемый в процессе движения, восстановит свои первоначальные геометрические размеры при выходе из зоны транспортирования.

Недостатком устройства является постоянство заданного значения натяжения для регулятора при транспортировании материалов с различными модулями упругости. Так, например, установленное значение заданного натяжения для одного материала может вызвать превышение допустимой относительной деформации материала с другим модулем упругости. Таким образом, необходимо изменять заданное значение натяжения при транспортировании материалов различных видов.

За прототип принято устройство для регулирования натяжения материала, содержащее датчик натяжения материала, задатчик натяжения через элемент сравнения, подключенный с входом блока управления, выход которого связан с исполнительным механизмом [2].

Недостатком устройства является постоянство заданного значения натяжения для регулятора, приводящее к превышению допустимой относительной деформации, при транспортировании по оборудованию материалов, имеющих различные модули упругости.

Техническим результатом является регулирование натяжения без превышения относительной деформации выше заданной при транспортировании материалов с различными модулями упругости.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования натяжения гибкого материала, содержащем датчик натяжения материала, задатчик натяжения через элемент сравнения, подключенный к входу блока управления, выход которого связан с исполнительным механизмом, согласно изобретению устройство содержит входной и выходной импульсные датчики длины материала, выходами подключенные на входы измерителя относительной деформации материала, выход которого соединен с одним из входов блока определения произведения модуля упругости материала на его площадь поперечного сечения, второй вход этого блока связан с выходом датчика натяжения, а выход блока связан с одним из входов вычислителя заданного значения натяжения материала, второй вход которого соединен с выходом задатчика относительной деформации материала, а выходом блок вычисления заданного значения натяжения соединен с одним из входов элемента сравнения.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит входной 1 (Д _и.вх.) и выходной 2 (Д_и.вых.) импульсные датчики длины материала, своими выходами соединенные с входами измерителя относительной деформации материала 3 ( _TEK). Устройство имеет также датчик натяжения 4 (ДН), выходом подключенный к одному из входов блока 5, вычисляющего произведение модуля упругости Е на площадь поперечного сечения S материала Е· S=Т_ТЕК/ _TEK. Другой вход блока 5 подключен к выходу блока 3 вычисления относительной деформации материала ( _TEK). Выход блока 5 соединен с одним из входов блока 6, вычисляющего заданное значение натяжения по формуле Т _ЗАД.= _ЗАД.· Е· S. Второй вход блока 6 соединен с выходом задатчика 7 относительной деформации материала ( _ЗАД). Выход блока 6 и выход датчика 4 натяжения материала соединены с входами элемента сравнения 8, формирующего разность Т=Т_ЗАД.-т_ТЕК.. Выход элемента сравнения 8 соединен с входом блока 9 формирования управляющего воздействия, выход которого соединен с реверсивным исполнительным механизмом 10 (ИМ). Выход 10 связан с входом регулирующего органа - натяжного устройства 11, например, в виде поворотной рамы с не вращающимися роликами.

Устройство работает следующим образом.

Посредством задатчика 7 устанавливается допустимая относительная деформация _ЗАД, которая обеспечивает транспортирование материала в пределах упругой составляющей. При транспортировании материала по оборудованию импульсные датчики 1 и 2 формируют прямоугольные импульсы, поступающие на входы измерителя текущей относительной деформации материала 3. Датчик натяжения 4 (ДН) формирует сигнал о текущем значении материала Т_ТЕК. В блоке 5 вычисляется отношение Т_ТЕК/ _TEK. которое характеризует произведение модуля упругости на площадь поперечного сечения материала E· S. В блоке 6 вычисляется заданное значение натяжения материала по формуле Т_ЗАД.= _ЗАД· E· S. В элементе сравнения 8 происходит вычисление разности Т=Т_ЗАД-Т_ТЕК. Если Т=0, то блок формирования управляющего воздействия 9 не изменяет управляющее воздействие на исполнительный механизм 10 и регулирующий орган 11 остается в определенном положении, при котором в зоне обработки обеспечивается заданное натяжение. Пусть, например, в технологической машине начал транспортироваться материал с такой же площадью поперечного сечения S, но с другим модулем упругости Е, например меньшим. Это приведет к увеличению значения относительной деформации в зоне обработки, измеренной блоком 3. В блоке 5 рассчитается произведение E· S. В блоке 6 будет вычислено заданное значение натяжения. В блоке сравнения 8 вычисляется разность T. Блок формирования управляющего воздействия 9 сформирует сигнал на исполнительный механизм 10, который повернет натяжное устройство 11 против часовой стрелки, уменьшив тем самым натяжение Т _ТЕК. в зоне обработки, и относительная деформация будет снижена до заданного значения. Если будет транспортироваться материал с большим модулем упругости Е, то устройство увеличит натяжение в зоне обработки путем поворота натяжного устройства 11 по часовой стрелке. Таким образом, устройство регулирует натяжение транспортируемого и обрабатываемого материала с заданной относительной деформацией, не приводящей к изменению геометрических размеров при выходе материала из зоны обработки технологической машины.

Источники информации

1. А. С. СССР № 906883, кл. В 65 Н 23/20, 1981 г.

2. Патент РФ № 2142400, кл. В 65 Н 77/00, 1999 г.