Устройство для регулирования натяжения длинномерного материала

Устройство для регулирования натяжения длинномерного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение используется для регулирования натяжения длинномерного материала . Цель изобретения - повышение точности регулирования за счет стабилизации в момент разгона и тор.можения. При включении электродвигателя 8 тянущие цилиндры 6 осуилествляют подачу материала, натяжение которого обеспечивается нагружающим механизмом 5, выполненным в виде пневмоцилиндра и связанным с амортизационным валиком 3. Гидродвигатель 9 кинематически связан с рулоном 1, а гидронасос 11 - с тянущими цилиндрами 6. При равенстве окружных скоростей рулона 1 и тянущих цилиндров 6 длина петли разматываемого материала, охватыающая амортизационный валик 3, остается постоянной. При неравенстве окружных скоростей длина петли начинает изменяться, и амортизационный

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1283206 (д 4 В 65 Н 77 00, В 65 Н 23 185

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3893392/28-12 (22) 1! .05.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Гомельский политехнический институт (72) С. С. Селезнев (53) 677.057.74 (088.8) (56) Толстой Г. Д. Автоматизация полиграфических производственных процессов, М., 1970, с. 95 — 96, рис. 4.12. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение используется для регулирования натяжения длинномерного материала, Цель изобретения — повышение точности регулирования за счет стабилизации в момент разгона и торможения. При включении электродвигателя 8 тянущие цилиндры 6 осуществляют подачу материала, натяжение которого обеспечивается нагружающим механизмом 5, выполненным в виде пневмоцилиндра и связанным с амортизационным валиком 3. Гидродвигатель 9 кинематически связан с рулоном 1, а гидронасос 11 — с тянущими цилиндрами 6. При равенстве окружных скоростей рулона 1 и тянущих цилиндров 6 длина петли разматываемого материала, охватыающая амортизационный валик 3, остается постоянной. При неравенстве окружных скоростей длина петли начинает изменяться, и амортизационный

1283206 валик 3 посредством регулятора 4 частоты вращения гидродвигателя 9 будет воздействовать на положение регулирующей шайбы, установленной в замкнутой системе циркуляции гидронасоса 11 и гидродвигателя

9, тем самым увеличивая или уменьшая подачу гидронасосом 11 жидкости к гидродв и гател ю 9. Регул ятор 14 ч а стоты в ра щеИзобретение относится к устройствам регулирования натяжения, а именно к устройствам регулирования натяжения длинномерного материала.

Цель изобретения — повышение точности регулирования за счет стабилизации в момент разгона и торможения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема устройства с обозначением блоков в операторной форме.

Устройство содержит разматываемый рулон 1 длинномерного материала, лентоприводящие валики 2, амортизационный валик 3, установленный на двух рычагах подвески 4. закрепленных на его оси качания, и нагружающий механизм 5, который выполнен в виде пневмоцилиндра, поршень которого кинематически связан с амортизационным валиком 3. Полость цилиндра, обращенная к амортизационному валику 3, связана с атмосферой, а другая полость — с источником сжатого воздуха. Устройство содержит также тянущие цилиндры 6, соединенные через приводной редуктор 7 с электродвигателем 8, гидродвигатель 9, соединенный через размоточный редуктор 10 с рулоном 1, регулируемый гидронасос 11, соединенный гидролиниями с гидродвигателем 9 и образующий с ним замкнутую систему циркуляции жидкости, снабженную подпиточными 12 и предохранительными

13 клапанами, причем гидронасос 11 через приводной редуктор 7 механически соединен с тянущими цилиндрами 6. Регулятор 14 частоты вращения гидродвигателя 9 состоит из потенциометра 15 и тахогенератора 16, механически связанных с осью качения амортизационного валика 3, задатчика 17 исходного положения амортизационного валика и последовательно соединенных электронного 18 и электрогидравлического 19 усилителей. При этом вход электронного усилителя 18 соединен с выходами потенциометра 15, тахогенератора 16 и задатчика

17 исходного положения амортизационного валика. Гидропривод 20 регулирующей шайбы связан с выходом электрогидравлическония гидродвигателя 9 включает потенциометр 15 и тахогенератор 16, кинематически связанные с амортизационным валиком 3, а выходами через электронный усилитель 18 и электрогидравлический усилитель 19 с гидроприводом 20 регулирующей шайбы, который связан с потенциометром 21. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. го усилителя 19 и входом потенциометра

21, выход которого подключен к входу электронного усилителя 18.

Устройство работает следующим образом.

При включении электродвигателя 8 тянущие цилиндры 6 осуществляют подачу материала, натяжение которого обспечивается нагружающим механизмом 5 амортизационного валика 3. Необходимая сила натяжения обеспечивается подачей в полость пневмоцилиндра нагружающего механизма 5 воздуха под определенным давлением. Натяжение материала создает вращающий момент на оси руклона 1, который через размоточный редуктор 10 передается гидродвигателю 9. При установившемся движении разматываемого материала гидродвигатель 9 работает в насосном режиме, питая гидронасос 11, работающий в это время в двигательном режиме. При этом энергия, затраченная на привод рулона 1 и гидродвигателя 9, возвращается от гидронасоса

11 через приводной редуктор 7 к тянущим цилиндрам 6 (за вычетом механических потерь) .

При быстром разгоне из-за большого инерционного момента рулона 1 вращающий момент, создаваемый силой натяжения материала, будет недостаточным для сообщения рулону 1 нужного ускорения. Окружная скорость тянущих цилиндров 6 в этом случае превышает окружную скорость рулозп на 1. Петля разматываемого материала, охватывающая амортизационный валик

3,вырабатывается, а амортизационный валик

3 перемещается. Поворот оси качания амортизационного валика 3 с помощью регулятора 14 преобразуется в поворот ре35 гулирующей шайбы гидронасоса 1, что вызывает увеличение его подачи, а следовательно, увеличение частоты вращения гидродвигателя 9 и соединенного с ним рулона

1. Благодаря этому окружные скорости рулона и тянущих цилиндров 6 выравниваются.

При равенстве окружных скоростей рулона l и тянущих цилиндров 6 длина петли разматываемого материала, охватывающая

1283206 т,V—

Ке, К,К— точный клапан 12; (Од

1:,1,!р рад; (р,«>рот

«> (ll р

R,R м, 40

Z— е-Юрег—

Т-у—

К> К»>

Кг, Ко.с.—

Ко, Кт

50 амортизационный валик 3, остается неизменной. Ось вращения валика 3 находится в покое и занимает положение, соответствующее текущему радиусу рулона 1.

При неравенстве окружных скоростей, вызванном, например, уменьшением радиуса рулона 1 в процессе разматывания, длина петли начинает изменяться, а амортизационный валик 3 перемещается в сторону, определяемую знаком разности скоростей.

Тахогенератор 16 выполняет роль ста- !0 билизирующего элемента в устройстве.

На его выходе вырабатывается напряжение, пропорциональное скорости перемещения амортизационного валика 3. Совместно с потенциометром 15, на выходе которого вырабатывается напряжение, пропорциональное перемещению амортизационного валика 3, тахогенератор 16 формирует пропорционально-дифференциальный закон регулирования, посредством чего обеспечиваются необходимые устойчивость и качество регулирования. С помощью задатчика 17 выбирается исходное положение амортизационного валика 3.

Потенциометр 21 формирует внутреннюю отрицательную обратную связь в регуляторе, обеспечивая его свойствами позицион- 25 ного звена. Это позволяет осуществлять пропорциональную отработку входного сигнала регулятором 14, формируемого потенциометром 15 и задатчиком 17 на входе электронного усилителя 18.

Динамические свойства устройства, З0 как замкнутой системы автоматического управления процессом разматывания (фиг. 2) описываются системой уравнений

Оу»!р,е= (>уд+ л(S) ((удР; (Ог1Р= Н(S) игу+ (М! — FR)/iP; мЯ Z= AF — N;

ЮХ= Ъ вЂ” Vp>, %регZ+ Wpcr 1!>, где л(S)= т(T„S+1), Тр.= V/т;

H(S) + О (Те >+ 1); Те=1пр/О; — pg — — Ку + 2К„;+ — К

К

= — — „"3>>p= «JpoT+ Jp/i p, 1,+ (г)н/(>Уд, Ip= ((Уд/(>У, !1>(=(е»>/(0;

V.= R, Ъ р+ (0R;

1=сова+ совр;

Wpг= Фрог Kn(i+(p>S) >

КреГ

War

Т>ту Я + S+ Крег Ко.с.

Крег — Ку Кету Кг> тп Кг/ Кп

Приведенные параметры определяют

zr, (S), H (S) — операторы потерь и нагрузки;

Т„TI(— постоянные времени операторов; коэффициенты статической и динамической податливости гидропривода;

Кр — приведенный коэффициент утечек и перетечек; коэффициенты утечек, перетечек и расхода через подпихарактерные объемы гидронасоса ll и гидродвигателя 9, м ; частота вра ще ни я роторов гидронасоса 11 и гидродвигателя 9, рад/с; ((уч, (с> — частота вращения тянущих цилиндров 2 и рулона, 1, рад/с; гидравлическое и кинсматические передаточные отношения; углы наклона ветвей разматываемой ленты к направлению нагружающего механизма 5, m — масса амортизационного валика 3, приведенная к его оси движения, кг; моменты инерции рулона 1 и ротогуа гидродвигател я 9, кг.м момент инерции рулона 1 и элементов размоточного устройства, приведенный к ротору гидродвигателя 9, кг м ;

0 — коэффициент линейного сопротивления вращению гидродвигателя 9; радиусы рулона и тянущего цилиндра >., м; натяжение разматываемого материала, Н;

N — нагружающее усилие от пневмоцилиндра, приведенное к оси движения амортизатора, Н; возмущающий момент на оси рулона, Н; перемещение оси амортизатора (регулируемый параметр в системе), м; безразмерный параметр управления гидронасосом; передаточная функция регулятора; постоянная времени электрогидравлического усилителя, с; коэффициенты передачи электронного и электрогидравлического усилителей; привода регулирующей шайбы и местной обратной связи; потснциометра и тахогенератора;

U. — задающее напряжения, В

Приведенное математическое описание позволяет провести анализ устойчивости и качества регулирования процесса регулн1283206

Формула изобретения

Составитель Б. Быховский

Редактор И. Касарда Техред И. Верее Корректор М. Максимишинец

Заказ 7360/20 тираж 5до Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCÑÐ по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рования натяжения длинномерного материала.

1. Устройство для регулирования натя5 жения длинномерного материала, содержащее разматываемый рулон с гидродвигателем, соединенным посредством гидролиний с гидронасосом, амортизационный валик, кинематически связанный с нагружаю- 1О щим механизмом, тянущие цилиндры с приводом и регулятор частоты вращения гидродвигателя, вход которого связан с осью качания амортизационного валика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования за счет стабилизации в !

5 момент разгона и торможения, гидролинии между гидродвигателем и гидронасосом выполнены в виде замкнутой системы циркуляции жидкости, снабженной регулирующей шайбой гидронасоса с гидроприводом, гидронасос связан с тянущими цилиндрами, а выход регулятора частоты вращения гидродвигателя подключен к входу гидропривода регулирующей шайбы гидронасоса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор частоты вращения гидродвигателя включает потенциометры, тахогенератор, последовательно соединенные электронный и электрогидравлический усилители и задатчик исходного положения амортизационного валика, причем первый потенциометр и тахогенератор кинематически связан с осью качания амортизационного валика, выходы потенциометров, тахогенератора и задатчика исходного положения амортизационного валика соединены с входом электронного усилителя, а выход электрогидравлического усилителя подключен к входу гидропривода регулирующей шайбы гидронасоса, выходом подключенного к входу второго потенциометра.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагружающий механизм выполнен в виде пневмоцилиндра, поршень которого кинематически связан с амортизационным валиком, причем полость цилиндра, обращенная к амортизационному валику, связана с атмосферой, а другая полость — с источником сжатого воздуха.