Материал: [SHipinsky_V.G.]_Oborudovanie_i_osnastka_upakovoch1(z-lib.org)

ленты будет постепенно снижаться пропорционально уменьшению диаметра рулона, а усилие натяжения ленты – возрастать. Для обеспечения же постоянной скорости разматывания ленты такие рулоноразматыватели оснащают специальными системами управления приводом. В частности, наиболее простая такая система содержит петлю из разматываемой ленты, в вершине которой располагается ролик, качающийся рычаг которого связан с устройством управления частотой вращения электродвигателя. Рулоноразматыватели с горизонтальной осью вращения наиболее распространены и в зависимости от размеров и массы устанавливаемых рулонов выполняются одноопорными (консольными) (рис.7.3б) или двухопорными (рис.7.3а, в), то есть с размещением опор по обе стороны рулона. Двухстороннее размещение опор обеспечивает большую жесткость конструкции и предпочтительнее при фиксации тяжелых и широких рулонов. На опоры станины 1 (рис.7.3а) в таком рулоноразматывателе устанавливается съемный вал 2 с зафиксированным на нем рулоном 3 таким образом, чтобы разматываемый конец ленты 4 был направлен в сторону подачи и, проходя через направляющие ролики 5, образовывал петлю, в которой находится ролик 6 установленный на качающемся рычаге 7. При этом вал 2 через передаточные механизмы 8 приводится во вращение от электродвигателя 9, а второе плечо 10 качающегося рычага 7 располагается между датчиками 11 и 12, управляющими электродвигателем.

Рис.7.3. Конструктивные исполнения механизмов вращения рулонов

В процессе работы разматываемый рулон 3 вращается от электродвигателя 9 несколько быстрее линейной скорости подачи ленты 4, при этом находящийся в увеличивающейся петле ролик 6 опускается вместе с качающимся рычагом 7 вниз до тех пор, пока второе плечо 10 рычага не воздействует на датчик 12, выключающий электродвигатель. При этом размотка рулона прекращается, а подача осуществляется за счет запаса ленты, находящейся в петле. В результате этого петля уменьшается до тех пор, пока плечо 10 поднимающегося вверх рычага 7 не воздействует на датчик 11, включающий электродвигатель 9. При этом вращение рулона возобновляется, петля снова начинает увеличиваться, а в результате этого скорость принудительного вращения рулона подстраивается под скорость подачи ленты.

Одноопорные (консольные) рулоноразматыватели применяются для принудительного вращения нешироких рулонов. В них рулоны 1 (рис.7.3б)

91

фиксируются конусными втулками на горизонтальном стационарном валу 2, установленном в подшипниках на станине 3 и приводимом во вращение от электродвигателя 4 через редуктор 5. Регулирование же скорости размотки ленты обеспечивается аналогичным петлевым механизмом.

Рулоноразматыватели с вертикальной осью применяются для принудительного вращения узких рулонов при подаче разматываемой ленты в том же положении (например, в универсально-гибочные многоползунковые автоматы) или с последующим ее разворотом на 90° в горизонтальную плоскость. Данный рулоноразматыватель на своем основании 1 (рис.7.3д) содержит вращающуюся от электродвигателя планшайбу 2, на которую укладывается разматываемый рулон 3, базируемый на валу 4 планшайбы по осевому отверстию. При этом конец разматываемой ленты 5 укладывается на направляющий ролик 6, располагающийся на стойке 7, с разворотом на 90° в горизонтальную плоскость и образованием петли, в вершине которой располагается ролик 8 качающегося рычага 9. Ось же рычага 9, проходящая через стойку 7, связана с осью потенциометра 10, регулирующего частоту оборотов электродвигателя. Если в процессе подачи разматываемой ленты петля уменьшается из-за уменьшения диаметра рулона, то поднимающимся рычагом 9 ось потенциометра 10 повернется в направлении, обеспечивающем повышение оборотов электродвигателя, и соответственно увеличится скорость вращения рулона до ее синхронизации со скоростью подачи ленты в технологическое оборудование. При уменьшении скорости подачи ленты петля соответственно будет увеличиваться и опускающимся рычагом 9 ось потенциометра 10 повернется в направлении уменьшения оборотов электродвигателя, обеспечивая тем самым настройку скорости вращения рулона по скорости подачи разматываемой ленты. При невысоких скоростях подачи ленты планшайба таких рулоноразматывателей часто выполняется без базирующего вала 4 и этим упрощается установка рулонов на ее поверхность.

В рулоноразматывателях принудительное вращение зафиксированного на горизонтальной оси 1 (рис.7.3в) рулона 2 может осуществляться и приводным механизмом, контактирующим с его наружной цилиндрической поверхностью. Состоит такой приводной механизм из установленных на качающейся раме 3 двух концевых барабанов 4 и 5, охватываемых бесконечной прорезиненной лентой 6. При этом приводной барабан 4 связан с валом электродвигателя 7, а усилие контакта ленты 6 с сопрягающейся поверхностью рулона 2 задается весом качающейся рамы 3. В этих рулоноразматывателях скорость подачи ленты 8 равна скорости движения контактирующего с ней приводного элемента 6 и не зависит от изменяющегося диаметра разматываемого рулона.

Наряду с рассмотренными широко применяются и механизмы вращения, в которых рулоны фиксируются и вращаются приводными элементами, контактирующими с их наружной цилиндрической поверхностью. Эти механизмы обеспечивают размотку рулонов различных размеров, при этом они компактнее и проще предыдущих, а также удобнее в эксплуатации, так как в них не нужно устанавливать и фиксировать рулон на валу, проходящем через осевое отверстие. В станине 1 (рис.7.3г) такого рулоноразматывателя по дугообразной кривой располагаются параллельные опорные ролики 2,

92

получающие синхронное вращение через передаточные механизмы от общего электродвигателя. Рулон 3 устанавливается на эти ролики так, чтобы конец разматываемой ленты 4 был направлен через направляющий ролик 5 в сторону подачи. В процессе работы приводные ролики 2 вращают рулон 3 за счет контакта с его наружной поверхностью, обеспечивая тем самым постоянную скорость разматывания ленты, не зависящую от изменяющегося диаметра рулона. Наружная поверхность таких роликов выполняется как металлической, так и с пластмассовым или резиновым покрытием. Для предотвращения смещения всего рулона в сторону размотки такие рулоноразматыватели дополнительно оснащают не приводными прижимными роликами 6 или другими фиксирующими конструктивными элементами.

Рулоноразматыватели работают как в непрерывном режиме, так и с остановками, обусловленными циклом подачи ленты в зону обработки. Для гашения же сил инерции при остановке рулона они оснащаются, как правило, разнообразными тормозными механизмами, быстро останавливающими рулон и предотвращающими самопроизвольное распушение верхних витков ленты, что ведет к ее неравномерному натяжению при подаче и даже к спаданию витков с рулона и запутыванию. Конструктивные исполнения механизмов торможения рассматриваются в одном из последующих разделов книги.

Крутящий момент МК, обеспечивающий вращение разматываемого рулона вычисляется по формуле:

где МТ – момент сил трения в опорных подшипниках, воспринимающих вес рулона и вращающихся с ним частей, Н ∙м;

МИ – момент, обусловленный инерцией разгоняемого рулона и вращающихся с ним частей (вала, конусных втулок и др.), Н ∙м;

МТМ – момент, создаваемый тормозным устройством, Н ∙м.

В частности, для рулоноразматывателей с двухсторонним размещением

опор (рис.7.3а, в) момент сил трения в опорных подшипниках определяется по формуле:

где Р1 и Р2 – абсолютная величина нормальной реакции в опорных подшипниках от веса разматываемого рулона и вращающихся с ним частей (вала, конусных втулок и др.), Н;

f1 и f2 – коэффициенты трения в опорных подшипниках;

d1 и d2 – диаметры подшипников по поверхности трения, м.

При симметричном расположении рулона на приводном валу рулоноразматывателя и одинаковых опорных подшипниках вала, момент сил трения определяется по формуле:

где g – ускорение свободного падения, м/с2;

М – масса разматываемого рулона и вращающихся с ним частей (вала, конусных втулок и др.), кг;

d – диаметр опорного подшипника по поверхности трения, м;

93

f – коэффициент трения в опорном подшипнике.

Момент, обусловленный инерцией разгоняемого рулона и вращающихся с ним частей (вала, конусных втулок и др.), определяется по формуле:

частей рулоноразматывателя, кг∙м2;

mВ – масса вала и вращающихся с ним частей (конусных втулок, колец подшипников, шкива передачи вращения и др.), кг;

RВ – радиус вала, м;

t – время углового ускорения, с;

v – наибольшая скорость разматывания ленты, м/с; DР – наружный диаметр рулона, м;

αР – угол ускорения (разгона) рулона, град.

Момент, создаваемый тормозным устройством, для остановки разматываемого рулона, может быть определен по формуле:

где МИ – момент инерции останавливаемого рулона; может быть определен по формуле (7.4), в которой вместо угла αР ускорения (разгона) рулона, принимают угол αТ остановки (торможения) рулона.

По вычисленному значению МТМ выбирается или проектируется соответствующий тормозной механизм рулоноразматывателя.

Мощность привода рулоноразматывателя определяется по формуле:

где k – коэффициент запаса по мощности привода; k = 1,1 – 1,3;

МК – крутящий момент, обеспечивающий вращение разматываемого рулона, Н ∙м;

94

ω – угловая скорость разматываемого рулона, с-1;

η– общий КПД привода.

Аналогичным образом выполняются проектировочные расчеты и для

других конструктивных схем приведенных рулоноразматывателей.

7.3. Механизмы подачи ленты

Механизмы подачи обеспечивают непрерывное или пошаговое продвижение разматываемой с рулона ленты к исполнительным механизмам технологического оборудования. По месту расположения относительно рабочей зоны машины эти механизмы могут быть толкающими, тянущими и несущими ленту, а также сдвоенными (толкающее-тянущими). Механизмы подачи толкающего типа используются при поперечном безотходном раскрое ленты. Применяются они для продвижения достаточно жестких лент, не допускающих прогибов передних участков и снижения из-за этого точности шага подачи. Тянущие подачи захватывают ленту за передний край или сетку, остающуюся после вырубки из ленты изготовляемых изделий. Для их надежной работы, остающаяся от ленты сетка (отход) должна иметь достаточно прочные перемычки. Продвижение же с высокой точностью не жестких лент обеспечивается сдвоенными толкающее-тянущими подачами. Однако для достижения их синхронной работы требуется более тщательная и трудоемкая настройка. В несущих подачах удерживающие ленту конструктивные элементы (захваты) перемещаются вместе с нею через всю рабочую зону машины. Применяются такие подачи для продвижения через рабочую зону многопозиционных автоматов непрочных лент.

Механизмы подачи состоят из основных и дополнительных функциональных элементов. Последние способствуют расширению их технологических возможностей, например, облегчают заправку ленты, кинематически связывают толкающий и тянущий блоки сдвоенной подачи, контролируют наличие ленты и т. д. Основными же функциональными элементам подач являются привод, механизмы передачи движения, а так же исполнительные механизмы, непосредственно продвигающие ленту. Работа подач осуществляется как от индивидуального привода (электрического, пневматического или гидравлического), так и от кинематически связанных с ними функциональных механизмов обслуживаемой машины, например, ее основного электродвигателя или распределительного вала. В зависимости от конструкции исполнительных элементов, непосредственно продвигающих ленту, различают валковые, валково-секторные, ролико-клиновые, клещевые и несущие механизмы подачи.

Наиболее компактными и универсальными являются валковые подачи, обеспечивающие в широких пределах как непрерывное, так и пошаговое продвижение ленты, зажатой между парой вращающихся валков. Выполняются они с одним приводным и одним прижимным валками или двумя приводными синхронно вращающимися валками. По характеру движения привода и продвигающих ленту валков эти подачи подразделяются на три типа:

подачи с постоянным односторонним вращением привода и валков;

подачи с постоянным односторонним вращением привода и прерывистым вращением валков;

95