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

с рулона лента 4 охватывает последовательно натяжные 3 и располагающиеся над ними опорные ролики 5, образуя несколько компенсационных петель. Такие многопетлевые механизмы в сравнении с однопетлевыми при тех же габаритных размерах и небольшой амплитуде качания рычага 2 обеспечивают накопление большего запаса разматывающейся с рулона ленты 4, а также более мягкую амортизацию ее натяжения в процессе шаговой подачи. Имеются и другие конструктивные исполнения многопетлевых механизмов, например, с несколькими поступательно движущимися роликами или с несколькими качающимися рычагами. Применяются такие механизмы преимущественно в технологическом оборудовании, обеспечивающем высокоскоростную подачу разматываемой с рулона ленты с большими шагами.

Механизмы амортизации и натяжения наряду с основными функциями часто выполняют еще и дополнительные. Например, их качающийся рычаг, несущий натяжной ролик, связывают при необходимости с датчиками, контролирующими величину провисания компенсационной петли (рис.7.3а) или управляющими частотой вращения электродвигателя (рис.7.3д) в приводных механизмах вращения рулонов. Иногда он одновременно является и функциональным элементом в механизмах торможения разматываемого рулона. Так как при обрыве ленты, натяжные ролики обычно перемещаются в крайнее нижнее положение, то там они могут воздействовать на датчики, сигнализирующие об обрыве или окончании непрерывно подаваемой ленты и так далее.

7.7. Механизмы торможения разматываемого рулона

Механизмы торможения обеспечивают гашение сил инерции вращающегося рулона и его быструю остановку при прекращении подачи разматываемой ленты. По способу создания тормозного момента их условно можно разделить на следующие виды:

механизмы с независимым тормозным моментом;

механизмы, тормозной момент которых взаимосвязан с размером рулона (его наружным диаметром);

механизмы, тормозной момент которых взаимосвязан с натяжением разматываемой ленты.

Тормозной момент в этих механизмах обычно создается на цилиндрической или боковой поверхности специального тормозного диска, либо непосредственно на цилиндрической поверхности разматываемого рулона. При этом на некотором плече относительно оси вращения рулона возникает сила трения-скольжения в результате прижима специальным приводом, грузом, пружиной или другой упругой деталью тормозящего элемента к тормозному диску или непосредственно к разматываемому рулону.

Механизмы с независимым тормозным моментом характеризуются тем, что на их тормозном диске тормозящим элементом создается постоянный тормозной момент, не зависящий от параметров разматываемого рулона. Такие механизмы, в частности, содержат закрепленный на валу 1 (рис.7.8а) вращаемого рулона 2 тормозной диск 3 с конической боковой поверхностью которого сопрягается конусная тормозящая колодка 4, установленная на неподвижной оси 5 и поджимаемая к диску 3 через пружину 6 гайкой 7. В

111

процессе размотки рулона 2 трением вращающегося диска 3 по сопрягающейся конической поверхности неподвижной колодки 4 создается постоянный тормозной момент, величина которого устанавливается вручную путем соответствующего сжатия пружины 6 перемещаемой по оси гайкой 7.

Рис.7.8. Конструктивные исполнения механизмов торможения рулона

В другом конструктивном исполнении такого механизма тормозящая лента 1 (рис.7.8б) постоянно прижимается к цилиндрической поверхности тормозного диска 2, закрепленного на валу 3 и вращающегося вместе с рулоном 4. При этом требуемый тормозной момент устанавливается вручную путем натяжения ленты 1 через соединенную с ней тягу 5, которая в свою очередь регулировочной гайкой 6 опирается на адекватно сжатую пружину 7.

Существенный недостаток таких механизмов заключается в том, что в процессе работы их тормозной момент остается неизменным, поэтому с уменьшением в несколько раз диаметра разматываемого рулона пропорционально будет возрастать усилие, требующееся для продвижения разматываемой ленты. А это отрицательно сказывается на работе других взаимосвязанных механизмов, например, снижает точность работы механизмов подачи ленты.

Этот недостаток отсутствует в механизмах, тормозной момент которых взаимосвязан с размером разматываемого рулона (его наружным диаметром). В частности, в одном из таких механизмов, тормозящая колодка 1 (рис.7.8д), взаимодействующая с боковой поверхностью тормозного диска 2, располагается на рычаге 3 шарнирного параллелограмма. При этом на конце второго рычага 4 этого параллелограмма установлен ролик 5, катящийся по цилиндрической наружной поверхности рулона 6, вращающегося вместе с тормозным диском на валу 7. В процессе работы ролик 5, взаимодействуя с цилиндрической поверхностью разматываемого рулона 6, отслеживает его уменьшающийся диаметр и через шарнирный параллелограмм, поджимаемый пружиной 8, изменяет плечо контакта тормозящей колодки 1 с вращающимся диском 2, адекватно уменьшая тормозной момент и обеспечивая тем самым постоянное усилие натяжения подаваемой ленты. Применяются такие тормозные механизмы обычно в устройствах, обеспечивающих равномерное разматывание рулонов правильной цилиндрической формы.

Постоянное усилие натяжения разматываемой ленты обеспечивает также механизм торможения, у которого закрепленная в шарнире 1 (рис.7.8в)

112

тормозящая колодка 2 непосредственно взаимодействует с наружной цилиндрической поверхностью разматываемого рулона 3, вращающегося на валу 4. Такой же эффект достигается и от взаимодействия тормозящей ленты 1 (рис.7.8г) с наружной поверхностью рулона 2 вращающегося на валу 3. При этом действующее усилие торможения определяется весом груза 4, подвешенного на ленте 1. В данных механизмах тормозящие элементы создают постоянную силу трения на постепенно уменьшающемся плече (радиусе) разматываемого рулона, обеспечивая тем самым пропорциональное уменьшение действующего тормозного момента и соответственно стабильное усилие натяжения подаваемой ленты, не зависящее от диаметра рулона. Недостатки таких механизмов заключаются в том, что их тормозящая колодка или лента непосредственно контактирует с разматываемым рулонным материалом, что отражается на его состоянии и не всегда допустимо. Эти механизмы не обеспечивают также экстренного торможения разматываемого рулона, например, в случаях обрыва ленты и блокирования ее подачи при отсутствии упаковываемого изделия, так как создаваемый тормозной момент у них не зависит от изменяющегося усилия натяжения продвигаемой ленты.

Механизмы, тормозной момент которых взаимосвязан с натяжением разматываемой ленты, обычно содержат компенсационную петлю 1 (рис.7.8е) в вершине которой располагается свободно вращающийся ролик 2. Ось же этого ролика в свою очередь крепится на конце рычага 3 качающегося в шарнирной опоре 4 и подвешенного на тормозящей ленте 5, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью тормозного диска 6, закрепленного на валу 7 и вращающегося вместе с разматываемым рулоном 8. При увеличении усилия натяжения разматываемой ленты, например в процессе ее шаговой подачи, компенсационная петля 1 будет уменьшаться, приподнимая ролик 2 вместе с качающимся рычагом 3. В результате этого пропорционально уменьшится вплоть до нуля сила натяжения тормозящей ленты 5 и обусловленный ее трением по диску 6 тормозной момент, обеспечивая тем самым свободное вращение рулона 8. При резкой же остановке продвижения ленты компенсационная петля 1 начнет увеличиваться за счет инерционного вращения рулона 8, при этом качающийся рычаг 3 вместе с роликом 2 опускается вниз, увеличивая тем самым усилие прижатия ленты 5 к вращающемуся диску 6 до тех пор, пока возрастающий тормозной момент не обеспечит быструю остановку рулона 8. Аналогично производится и экстренная остановка рулона 8 при обрыве продвигаемой ленты, причем максимальный тормозной момент будет обеспечиваться нагружающим ленту 5 весом качающегося рычага 4 с роликом 2 и, при необходимости, дополнительно закрепленной на рычаге гирей. Переменный тормозной момент в таких механизмах может также создаваться тормозящей колодкой 1 (рис.7.8ж), которая закреплена на втором плече 2, качающегося в шарнирной опоре 3 рычага 4. При этом свободно вращающийся ролик 5, установленный на конце рычага 4, располагается в вершине компенсационной петли 6, образованной из разматываемой ленты, а колодка 1 взаимодействует с цилиндрической поверхностью тормозного диска 7, закрепленного на валу 8 и вращающегося вместе с разматываемым рулоном 9. Работает данный тормозной механизм так же, как и предыдущий.

113

Тормозной момент, создаваемый в этих механизмах, изменяется в прямой зависимости от действующего усилия натяжения продвигаемой ленты, поэтому тормозящий элемент (лента, колодка) при определенном подъеме рычага отводится от тормозного диска, обеспечивая тем самым свободное вращение разматываемого рулона. При обратном опускании рычага тормозящий элемент может ударять в момент контакта по тормозному диску, ускоряя этим их износ. Если же тормозящие элементы в этих механизмах соединять с рычагом через пружину или другие упругие детали, то при любом подъеме рычага они не будут терять контакта с тормозным диском, обеспечивая тем самым безударное приложение тормозящего усилия и более мягкую стабилизацию натяжения ленты. Несомненным достоинством приведенных механизмов является то, что при простом конструктивном исполнении они выполняют одновременно несколько функций, обеспечивая торможение разматываемого рулона, натяжение ленты и амортизацию усилия ее продвижения.

Момент МТМ, который должен создавать тормозной механизм для остановки разматываемого рулона, может быть рассчитан по формуле (7.5), при этом момент инерции МИ останавливаемого рулона определяется по формуле (7.4), в которой вместо угла αР ускорения (разгона) рулона принимается угол αТ остановки (торможения) рулона. По вычисленному значению тормозного момента МТМ затем выбирается или проектируется требуемый тормозной механизм.

Кроме приведенных имеются и другие конструктивные исполнения механизмов торможения рулона.

7.8. Механизмы остановки ленты

Механизмы остановки ленты обеспечивают гашение сил инерции продвигаемой ленты, а также ее быструю остановку и точную фиксацию при прекращении движения. По способу действия их условно можно разделить на неприводные, постоянно взаимодействующие с продвигаемой лентой, и приводные, в которых для остановки ленты тормозящее-фиксирующее усилие создается специальным приводом. Эти механизмы могут контактировать с продвигаемой лентой по плоской поверхности, прямой, кривой и ломаной линии, а также вакуумными, самозаклинивающимися и другими тормозящеефиксирующими конструктивными элементами.

В частности, приводные механизмы обычно обеспечивают остановку и фиксацию ленты 1 (рис.7.9а), продвигаемой по направляющей поверхности 2, прижимаемой к ней приводной тормозной колодкой 3, имеющей плоскую или криволинейную (рис.7.9б) контактирующую поверхность. При этом плоской колодкой требуемое усилие торможения создается при малом удельном давлении на поверхность ленты. Колодки же с криволинейной поверхностью контактируют с лентой по линии или узкой поперечной площадке, создавая высокое удельное давление, поэтому их обычно используют для остановки достаточно прочных лент, к которым не предъявляются высокие требования по качеству отделки поверхности, так как на ней в результате взаимодействия с колодкой могут оставаться вмятины.

Неприводными являются, например, перегибающие механизмы, парные тормозные колодки 1 и 2 (рис.7.9в) которых выполняются с профилем в виде

114

ломаной линии, постоянно взаимодействующим с лентой 3 и заставляющим ее многократно упруго изгибаться в образованном лабиринте. При этом величина останавливающего тормозного усилия будет определяться жесткостью ленты, коэффициентом трения между контактирующими поверхностями, а также величиной и количеством перегибов. Требуемое же тормозное усилие устанавливается обычно путем изменения зазора между колодками механизма и соответственно величины упругого перегиба продвигаемой через него ленты.

Рис.7.9. Конструктивные исполнения механизмов остановки ленты

Тормозное усилие может также создаваться вакуумными механизмами, в которых контактирующая с лентой 1 (рис.7.9г) плоская или криволинейная поверхность полой тормозной колодки 2, соединенной с вакуумным насосом, перфорирована мелкими отверстиями 3. Величина создаваемого тормозного усилия будет определяться в этом случае площадью контакта сопрягающихся поверхностей, а так же разностью между атмосферным давлением воздуха и

заклинивающие механизмы, которые обеспечивают требуемое натяжение ленты в период шаговой подачи, а также ее фиксацию от самопроизвольного обратного смещения при остановке. Состоят они из стопора 1 подвешенного одним концом на шарнире 2, а вторым торцом опирающегося через продвигаемую ленту 3 на направляющую поверхность 4 так, чтобы образуемый ими угол со стороны размотки ленты был несколько меньше 90о. В период шаговой подачи лента 3 свободно продвигается под стопором 1 (показано стрелкой), прижимающим ее своим весом к направляющей 4 и создающим за счет трения требуемое натяжение. Если же лента после завершения подачи попытается сместиться в обратном направлении под воздействием, например, механизма амортизации и натяжения ленты, то стопор заклинится и зафиксирует ее в заданном положении. При этом фиксирующее усилие стопора, удерживающего ленту от смещения, будет изменяться пропорциональным усилию противонатяжения ленты вплоть до момента ее разрыва.

В механизмах остановки, так же как и в механизмах подачи ленты, исполнительными органами создаются тормозные или тяговые усилия, направленные по касательной к их контактным поверхностям и обеспечивающие растяжение ленты. Эти усилия создаются за счет трения ленты о контактирующие поверхности исполнительных органов этих механизмов, сжимающих их с определенным усилием. Поэтому к механизмам остановки ленты можно отнести все, что ранее было сказано о соответствующих способах силового взаимодействия в механизмах подачи ленты. Если же на каком-то участке необходимо обеспечить только определенное постоянное натяжение продвигаемой ленты, то для этого также используются рассмотренные механизмы остановки ленты, но работающие в бесприводном

115