Способ рихтовки каната и устройство для его осуществления

Способ рихтовки каната и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к метизной промьшленности и может быть использовано в производстве стальных канатов. Цель изобретения - повышение качества каната и снижение трудоемкости его изготовления. Способ рихтовки каната (К) 1 заключается в том, что предварительно задают нормированное значение качества К 1, затем в процессе рихтовки измеряют радиус изгиба, вычисляют крутильную жесткость , по которой регулируют скорость раскручивания К 1, измеряют момент сопротивления для регулирования радиуса изгиба. Приведены формулы для определения радиусов изгиба К I при основной и корректирующей рихтовках, скорости раскручивания К 1. При заправленном концевом участке К 1 в технологическое оборудование включается ротор 2, обеспечивающий свивку каната п плашках 3. Далее К 1 протягивается и наматывается на барабан 10, включается двигатель 18 и двигатель 21 механизма 5 раскручивания, первый 31 и второй 41 сервоприводы и подаются напряжения питания на все элементы , системы автоматизации рихтовки. К 1 движется по ролика первой 4, (Л СО 4 СО 00 N5 Ф

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1349826

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3875017/25-27 (22) 30.01.85 (46) 07.11.87. Бюл. В 41 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) М. Н. Хальфин, В. А. Веселовский, Г. Н. Катаев., Б, Ф. Иванов, Г. П; Ксюнин и В. И. Федоров (53) 621.982.45(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1159967, кл. Р 07 В 3/00, 1984. (54) СПОСОБ РИХТОВКИ КАНАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к метизной промышленности и может быть использовано в производстве стальных канатов. Цель изобретения — повышение качества каната и снижение трудоемкости его изготовления. Способ рихтовки каната (К) 1 заключается в том, что предварительно задают нормированное значение качества К 1, затем в процессе рихтовки измеряют радиус изгиба, вычисляют крутильную жесткость, по которой регулируют скорость раскручивания К 1, измеряют момент сопротивления для регулирования радиуса изгкба. Приведены формулы для определения радиусов изгиба К 1 при основной и корректирукщей рихтовках, скорости раскручивания К 1. При заправленном концевом участке К 1 в технологическое оборудование включается ротор 2, обеспечивающий свивку каната в плашках 3. Далее К 1 протягивается и наматывается на барабан 10, включается двигатель 18 и двигатель

21 механизма 5 раскручивания, первый Е

31 и второй 41 сервоприводы и подают- фр ся напряжения питания на все элементы, системы автоматизации рихтовки. С

К 1 движется по роликам первой 4, 1349826 второй б, третьей 8 рихтовальных секций, по контактным роликам 35 датчика раскручивания К 1. Рихтовка К 1 выполняется в различных участках !

Изобретение относится к технологическому оборудованию метизной промышленности и может быть использовано в производстве стальных канатов.

Цель изобретения — повышение качества каната и снижение трудоемкости его изготовления, На фиг. представлено устройство для рихтовки каната и функциональная схема системы автоматизации, реализующая способ, общий вид; на фиг, 2— механизм раскручивания каната.

В устройстве для рихтовки каната

1 установлены по ходу технологического процесса ротор 2 с приводом, плашки 3, первая рихтовальная секция

4, механизм 5 раскручивания канауа, вторые рихтовальные секции 6,, повернутые одна относительно другой на о

90, датчик 7 закручивания каната,. третья рихтовальная секция 8, тяговый шкив 9 и приемный барабан 10, вал которого кинематически связан через редуктор 11 с валом тягового шкива, соединенного с валом тягового двигателя 12 через редуктор 13, Первая рихтовальная секция 4 неуправляемая, в ней средний .ролик 14 закреплен с воэможностью вращения на штоке 15 установленном в направляющих корпуса 16. Между крышкой этого корпуса и чашечкой штока вложена под предварительным сжатием пружина 17, В механизме 5 раскручивания каната регулируемый двигатель 18 через передачу 19 соединен с фигурным валом

20, вращающимся в плоскости, перпендикулярной движению каната 1, На оси фигурного вала установлен обращенного типа тормозной,цвигатель 21, а кольцевая пружина 22 прижимает его к стенке пазов 23 по направлению движения каната 1. Статор тормозного двигателя подключен электрически через контактные кольца 24 к токосъему 25, установленному в корпусе 26 механизма технологического процесса дифференциально, что необходимо для управления качеством.К 1 ° 2 с. и " з.п. фф-лы, 2 ил., 2 табл. раскручивания каната 5, а на роторе тормозного двигателя напрессован фрикционный ролик ?7 ° Вторая рихтовальная секция 6, управляемая по положению среднего ролика 28, и ее два звена расположены под углом 90 (второе звено не показано). Шток 29 перемещается вертикально по направляющим корпуса 30 от первого сервопривода

"0 31 через кинематическую цепь шестеренной 32 и винтовой 33 передач и шарнир 34, В датчике 7 закручивания каната контактные ролики 35 плотно прижаты

15 пружинами 36 к канату 1 и, обкатываясь по нему, передают угловое упругое закручивание каната совместно с его технологическим вращением через штоки 37 на шестеренную переда20 чу 38, Венечная шестерня этой передачи, обкатываясь по корпусу 39, вращает цилиндрическую шестерню с установленным на ней первым датчиком 40 скорости генераторного типа. В третьей управляемой рихтовальной секции

8 реверсивное вращательное движение второго сервопривода 41 передается в возвратно-поступательное движение среднего ролика 42 относительно

0 корпуса 43 через кинематическую цепь шестеренной 44 и винтовой 45 передач, шарнир 46, включенные параллельно демпфер 47, пружину 48 и шток 49.

Система автоматизации содержит

35 первый 50, второй 51 и третий 52 дат-, чики положения потенциметрического .типа, установленные на средних роликах соответствующих рихтовальных секций, первый 53 и второй 54 датчики

40 момента, включенные в токовые цепи тягового 12 и регулируемого 18 двигателей (так как ток двигателя на линейном участке механической характеристики пропорционален моменту), вто 5 рой 55 и третий 56 датчики скорости генераторного типа, установленные

1349826

40

50 на валах тягового шкива 9 и механизма 5 раскручивания каната, сумматоры

57 и 58. Задатчики качества 59, скорости движения 60 и натяжения 61 каната подключены соответственно к первым входам третьего 62, шестого 63 и седьмого 64 сумматоров. В системе автоматизации первый 65 и второй 66 вычислительные блоки соединены выходами соответственно с первыми входами первого 57 и второго 67 сумматоров, выходы блоков умножения 68 и деления 69 соединены автономно с вторым и первым входами третьего 62 и пятого 70 сумматоров. Управление по операциям способа автоматизации рихтовки каната осуществляется первым

71 и вторым 72 регуляторами скорости, первым 73 и вторым 74 регуляторами положения и регулятором 75 тока. Вто.рые входы всех сумматоров вычитающие.

Второй вход четвертого сумматора 58 соединен с одноименным выходом второго датчика 55 скорости.

Устройство для рихтовки каната и система его автоматизации в соответствии с операциями способа работает в следующем порядке.

При заправленном концевом участке каната 1 в технологическое оборудование для его рихтовки одновременно включаются привод ротора 2, обеспечивающий процесс свивки каната в плашках 3, тяговый двигатель 12, обеспечивающий через редукторы 13 и 11

35 протяжку каната тяговым шкивом 9 и его намотку на приемный барабан 10, а также включаются регулируемый двигатель 18, тормозной двигатель 21 механизма 5 раскручивания каната, первый 31 и второй 41 сервоприводы и подаются напряжения питания на все элементы системы автоматизации устройства для рихтовки каната. Ка45 нат 1 начинает движение по роликам первой 4, второй 6, третьей 8 рихтовальных секций, по фрикционному ролику 27 механизма 5 и по контактным роликам 35 датчика 7 раскручивания каната. Рихтовальные секции 4, 6 и

8 обеспечивают выполнение известной операции изгиба каната 1, а механизм

5 -. выполнение известной операции раскручивания его в зоне основной глубокой рихтовки.

Рихтовка каната выполняется в различных участках технологического процесса дифференциально, что необходимо для активного управления качеством изготовляемого каната, в результате которого можно гарантировать высокие эксплуатационные свойства каната на стадии его изготовления. Так предварительная рихтовка доформировывает геометрическую структуру каната, исключает дефекты укладки проволок в пряди и прядей в канат по его длине и сечению. Эта рихтовка мелка, т.е ° с малой кривизной изгиба и малой степенью сжатия каната, нормальна и ее режим оценивается 10-15-процентным уровнем деформаций от глубокой рих( товки каната. В процессе предварительной рихтовки измеряется (считывается) информация о состоянии каната по изгибной и крутильной жесткостям, т.е. предварительная рихтовка является информационной для дальнейшего управления качеством каната. Следующая затем основная рихтовка выполняется с одновременным раскручиванием каната и предназначена для локализации внутренних напряжений на уровне 95-987.

Она формирует канат с качественными показателями, близкими к требованиям

ГОСТа. Поэтому основная рихтовка глубокая и управляемая по показателю качества каната и сочетает одновременное регулирование скорости раскручивания и радиуса изгиба. Кроме того, при основной рихтовке получается информация о текущем качестве каната методом соответствующих измерений и вычислений. Однако по причине среднестатического разброса механических свойств проволоки по ее длине и технологических отклонений параметров процесса свивки от их средних значений и переходных процессов с системой регулирования получить стабильно заданные. физико-механические свойства каната по его длине без дополнгтельного управления затруднено. В связи с этим возникает необходимость в корректирующей доводочной рихтовке, которая также управляема в функции отклонения показателя качества каната после основной рихтовки относительно его нормированного значения, т.е. коркорректирующей рихтовкой доводят ди сперсию свойств каната в интегральной.сцепке до уровня требований

ГОСТа.

Показатель качества каната включает параметры, определяемые свойствами материала проволок и характеристи5 1349826 6

)нЕ

Осн 1 Я ) О нн,Wh

"р Н

3 0,8 6, Ы V

Ь.) = " — )

Р,Н

45

О 44 d EiiV н ки статики, кинематики и динамики технологического процесса его свивки.

Последние характеристики, в свою очередь, воздействуют на физико-механи.ческие свойства материала проволоки, из которой свит канат. Для стабилизации показателя качества каната и адекватности оценок качества по длине в зонах основной и корректирующей рихтовок технологические параметры должны быть неизменны, т.е. стабилизированы. Этими параметрами являются линейная скорость и сила натяжения ка-. ната.

До полной рихтовки каната необходимо задавать угол раскручивания и радиус изгиба, равные соответственно где — предел текучести материала проволок;

h — шаг свивки каната,"

Н - жесткость каната при кручении; — диаметр проволоки,"

Š— модуль упругости.

Стабилизация этих параметров при свивке гарантирует нормированное,качество каната, Однако угол раскручивания ориентирован при этом не на непрерывную, а на дискретно-шаговую технологию свивки каната. Б процессе же его движения необходимо канат раскручивать с нормированной скоростью, которая равна где V — линейная скорость каната при свивке его.

Объединяя через произведение нормированные значения О и )) „ получаем более сильный интегральный показатель качества — нормированное значение качества каната, вычисляемое по выражению

Это значение для разных канатов различно, но для конкретного каната должно быть постоянно по всей его длине и задается в системе автоматизации задатчиком 59 качества каната.

В первой рихтовальной секции 4 средний ролик 14 совместно со штокам

З0

15 относительно корпуса 16 перемеща-, ется в вертикальной плоскости возвратно-поступательно под действием сил сжатия пружины 17 и реакции упругой деформации каната 1, которые уравновешиваются в процессе предварительной рихтовки. Средний ролик 14 при этом изменяет радиус изгиба предварительной рихтовки. Измеренный первым датчиком 50 положения радиус изгиба характеризует физико-механические свойства свитого в плашках 3 каната, выраженные в его иэгибной жесткости

В . Данная характеристика информативна для дальнейшей рихтовки каната только в случае стабилизации статических, кинематических и динамических характеристик технологического процесса, косвенно выраженных в стабилизации линейной скорости и силы на-. тяжения каната. Поэтому в зонах основной глубокой и корректирующей доводочной рихтовок непрерывно функционируют стабилизирующие системы линейной скорости вращения тягового двигателя 12, стабилизируется на уровне заданной в задатчике 60 замкнутым контуром системы регулирования скорости вращения, работающей по отклонению. Отрицательная обратная связь через первый выход второго датчика 55 скорости вводится в шестой сумматор

63 и ошибка по скорости вращения тягового двигателя 12 компенсируется вторым регулятором 72 скорости, изменяющим напряжение на тяговом двигателе 12 постоянного тока с помощью тиристорного управляемого выпрямителя, Линейная скорость каната 1 также будет стабилизирована, так как она пропорциональна скорости вращения тягового двигателя 12, причем проскальзывание каната ) относительно тягового шкива 9 исключено по технологической карте свивки, Сила натяжения каната стабилизируется аналогичной по принципу работы системой стабилизации, Постоянное по величине задающее воздействие, введенное в задатчик 61 натяжения каната, пропорциональное силе натяжения. управление же натяжением осуществляется по току статора тормозного двигателя 21, который пропорцио-, нален его тормозному моменту на линей— ном участке механической тормозной характеристики. Так сигнал, снимаемый с выхода первого датчика 53 мо1349826 мента, пропорциональный силе натяжения каната 1, сравнивается на седьмом сумматоре 64 с задающим воздействием» поступающим на первый вход этого сум- .

5 матора и ошибка регулирования по натяжению вводится в регулятор 75 тока.

Регулятор 75 тока управляет током статора тормозного двигателя 21 обращенного типа, работающим в режиме уп- )p равляемого торможения. Канализация тока на статор тормозного двигателя

21 осуществляется через токосъем 25 и контактные кольца 24. Ротор тормозного двигателя 21 генерирует электромагнитный тормозной момент, приложенный к канату 1 через фрикционный ролик 27 такой величины и знака, чтобы компенсировать ошибку по силе на» тяжения каната. Тем самым сила натя- 2р жения каната стабилизируется на уровне заданного значения, Таким образом.,вариации физико-механических свойств каната по его длине будут достоверно учтены при основ- 25 ной и корректирующей рихтовках, ибо характеристики технологического процесса по скорости и натяжению каната стабилизированы.

Сглаживание рывков нагрузок, свя- З0 занных с вращением ротора 2 и свивкой каната в плашках 3, осуществляется податливостью пружины 22, дающей упругие осевые перемещения фрикционного ролика 27 в пазах фигурного вала 20.

Операция вычисления крутильной жесткости каната производится по измеренному первым датчиком 50 положения

РадиУсУ изгиба каната Р„р пРи пРедварительной рихтовке. На основании ра- 4р венства сил сжатия пружины 17 и реакции упругой деформации каната 1 получено значение изгибной жесткости его> которое пропорционально крутильной же- . жесткости Н, т.е.. 45 где К - коэффициент пропорциональности

Ь вЂ” максимально возможная величина сжатия пружины 17;

С„- жесткость пружины 17.

Первый вычислительный блок 65 фор- 55 мирует со своего выхода в систему регулирования скорости раскручивания каната задающее воздействие в виде заданной скорости вращения юрз фигурного вала 20 механизма 5, которая определяется ранее. Следовательно, с учетом крутильной жесткости Н по радиусу р получают выражение, реа3 лизуемое первым вычислительным блоком 65

0 86тЪ1 V о

Указанная величина моделируется напряжением управления, выступающим в систему регулирования на первый вход первого сумматора 57 как задающее воздействие следящей системы регулирования скорости раскручивания каната. В этой системе с отрицательной обратной связью через третий датчик 56 скорости первый регулятор 71 скорости тиристорного типа управляет величиной напряжения, подводимого к якорю регулируемого двигателя 18 постоянного тока, а следовательно, управляет скоростью его вращения,. Последняя пропорциональна скорости вращения фигурного вала 20 с коэффициентом пропорциональности, равным передаточному числу 19 передачи. Таким . образом, постоянно производится регулирование скорости фигурного вала

20, равной скорости ыЗ раскручивания каната 1 и определяемой первым вычислительным блоком 65.

Измерение момента сопротивления каната раскручиванию производится по информации тока регулируемого двигателя 12 вторым датчиком 54 момента.

Измерительный сигнал поступает на второй вычислительный блок 66, вычисляющий задающее воздействие системы регулирования .радиуса изгиба каната при основной рихтовке.

Реализуемая функция во втором вычислительном блоке 66 найдена следующим образом, Текущее значение момента,раскручивания каната на шаге свивки равно М „ = Н q3. Если момент расх кручивания ориентировать к произвольH з ной точке то получим N

Э к

В свою очередь выражения, определяющие угол раскручивания и радиус изгиба каната при основной рихтовке известны. Совместное решение их

3 с функцией М„ относительно радиуса изгиба каната даст моделирующую функцию задающего воздействия следящей

9 1349826 системы регулирования радиуса изгиба п каната в виде ч

0,555 /EM осн М

Последнее значение поступает на первый вход второго сумматора 67 и отслежив ается в э амкнутом контуре регулирования, состоящего из первого )g регулятора 73 положения, первых сервоприводов 31, вторых рихтовальных секций 6 с отрицательной обратной связью через вторые датчики 51 поло-

>кения. Здесь первый регулятор поло- 16 жения формирует напряжения (этот регулятор двухканальный, так как секций две) на первые сервоприводы 31 и пропорциональные ошибки регулирования по положению среднего ролика 28 от- 20 носительно заданного радиуса изгиба .р . Поэтому валы первых сервопривооСн дов через шестеренные 32 и винтовые

33 передачи„ шарниры 34 и штоки 37 будут перемещать средние ролики 28 относительно корпусов 30 с высоким быстродействием до тех пор, пока не установятся средние ролики 28 в поло>кение заданного радиуса изгиба каната

1 при основной рихтовке. В этом и. за- о ключается операция регулирования радиуса изгиба основной рихтовки.

В дальнейшем канат 1 проверяется на его качество. Для проверки измеряются текущие составляющие показате- gg ли качества„ а именно скорость раскручивания каната с третьим 56 датP . чиком скорости и радиус 1> „изгиба . каната вторым датчиком 51 положения °

Указанные измерительные сигналы пе- 40 ремножаются в блоке 68 умножения, на выходе которого снимается информация о текущем значении показателя качества ф после основной рихтовки каната.

Она подается на второй вход третьего 45 сумматора 62, Далее канат 1 под действием остаточных упругих деформаций закручивается. Кроме того, в процессе его транспортирования со стабилизированной скоростью канат вращается Во с. технологической скоростью вращения

277 прядей ш = . Скорость упругого

О jl закручивания каната и технологическая с.корость вращения прядей в зоне датчика 7 закручивания каната суммируются, и эта сумма скоростей фиксируется механической частью датчика 7.

В ней контактные ролики 35, прижатые ружинами к прядям каната, передают ерез штоки 37 вращение в поперечной плоскости каната венечной шестерне шестеренной передачи 38 относительно. корпуса 39. На выходном валу датчика

7 фиксируется скорость, пропорциональная сумме скоростей составляющих упругого закручивания и технологического вращения прядей. Измерение этой скорости производится первым датчиком 40 скорости, подаваемым уже в виде моделированного сигнала на первый вход четвертого сумматора 58. В четвертом сумматоре 58 методом вычитания отфильтровывается составляющая скоростй технологического вращения прядей и на его выходе уже фиксируется измерительный сигнал Лс,> скорости закручивания каната под действием упругой деформации после основной рихтовки, Вычитаемая величина подается на второй вход четвертого сумматора 58 с второго выхода второго датчика 55 скорости,т.е. в этом датчике величина скорости вращения тягового шкива 9 через постоянный коэффициент пропорциональности преобразуется в технологическую скорость вращения прядей каната

В процессе движения каната и работы систем регулирования основной рихтовки в ограниченных пределах меняются физико-механические свойства каната по его длине, свойства стали проволок и возможны переходные процессы в системах регулирования. По этим причинам текущее значение показателя качества каната может иметь отклонения от его заданного нормированного значения. Для нейтрализации указанного отклонения вводится доводочная корректирующая рйхтовка каната. С точки зрения управления рихтовкой на уровне адаптации по качеству каната система автоматизации должна обладать коррекцией, что и выполняется как в

vcTD0HcTBe> так и в способе его автоматизации. Так операция нахождения отклонения текущего значения качества кайата от его заданного нормированного значения ф выполняется в третьем сумматоре 62, а .разность его входных сигналов поступает на второй вход блока 69 деления.

Блок 69 деления вычисляет радиус изгиба корректирующей рихтовки по выражению

1349826

РкоР= ., Значение этого радиуса изгиба яв5 ляется задающим воздействием в следующую систему. регулирующую положение среднего ролика 42 третьей рихтовальной секции 8. Следящая подсистема регулирования радиуса изгиба корректи- 10 рующей рихтовки работает аналогично подсистеме регулирования радиуса изгиба основной рихтовки с добавлением операции демпфирования. Операция демпфирования выполняется установленными )5 параллельно между тарелкой шарнира 46 и штоком 49 пружиной 48 и демпйером

47 и позволяет исключить в канате нелинейные и импульсные остаточные напряжения без резких переходов физика- 20 механических свойств его по длине.

Демпфирование позволяет также стабилизировать по длине каната его механическую устойчивость в тяжелых условиях эксплуатации. 25

Работа устройства для рихтовки каната основана на поточно-непрерывной технологии. Однако точки приложения управляющих и измерительных воздействий дискретны и разнесены по длине д0 каната, т.е. измеРительная информация формируется в управляющий сигнал по направлению движения каната со сдвигом во времени, равным транспортному запазпыванию. Для того, чтобы

35 управления на основную, корректирующую рихтовки и на раскручивание каната соответствовали тем его участкам, в которых производятся измерения, в первый регулятор 71 скорости, пер- 40 вый регулятор 73 положения, первый датчик 40 скорости и во второй регу-.: лятор 74 положения введены инерционные звенья. Сумма постоянных времени этих звеньев с постоянными времени со«45 соответствующих контуров регулирования и с постоянными времени объектов управления выбрана равной времени транспортного запаздывания при движении каната на пути от точек съема информации до точек введения управляющих сигналов в канат. Так как технологической картой свивки и рихтовки.. каната размещение технологического оборудования лимитировано, то расчетным путем определены постоянные времени апериодических звеньев регуляторов 71, 73 и 74 и датчики 40, которые введены в них как последовательные корректирующие элементы. С применением указанной операции введения расчетного инерционного запаздывания качество каната повьппается за счет адекватности процессов между съемом информации и приложением соответствующих управляющих воздействий.

В табл. 1 представлены расчетные параметры предлагаемого устройства; в табл. 2 — сравнительные результаты испытаний канатов, свитых по известо ной (А) и предлагаемой (Б) технологии .

Определяют угловую скорость раскручивания каната

О s Gwsv с н н

0 s G wv н где — угол раскручивания каната на шаге свивки, рад; = 0,8 — Wh т

t — - время раскручивания (или время прохождения канатом расстояния, равного шагу его свивки); но M„ (1 + cos ot ) sin М

Поэтому

Р сн О,555 м (1 + сйИ г

Определяют крутильную жесткость каната.

С

Ф

h — - шаг свивки каната, мм;

Ч вЂ” линейная скорость перемещения каната, мм/с;

6 — предел текучести материала т

2, проволок, дан/мм

Н - жесткость каната, дан/ммг, W — момент сопротивления поперечз ного сечения каната, мм

Определяют радиус изгиба каната с Е при рихтовке Р,. о,, =, вместо

Мр ь подставим равное ему отношение,— т W где M - момент, необходимый для раскручивания каната, дан/мм;

W - - — -момент сопротивления попез. речного сечения каната, мм

Е - модуль упругости, дан/мм.

2, Тогда,„= 1 8 „= 0,555

s P

1349826

13

Y =

) г

J ynp

H= K Впэ отсюда

ffr 4.

Н ЕТ 4

Вычисляют Н

15 — 1+р, 12 1 !! $7np

H EFR sin а .cosd„16 В в гй cosd, 25 .) и ЕУ

30 где N — изгибающий момент; 4Е< — радиус кривизны каната при 40 прохождении через ролики рихтовапьного устройства.

Величину М Р определяют следующим образом: мм

V = n .h = 24,25— с

М = Р

P — — а 0,041 с.

Угловая скорость раскручивания каната равна

НЫ;

Значение крутильной жесткости Н каната получают из условия равенства силы сжатия пружины — реакции каната при рихтовке.

Известно, что где В„ - изгибная жесткость каната;

K — коэффициент пропорциональности, Для сплошного круглого стержня

В, QI

Е 7r< г(+,7 где д - коэффициент Пуассона; — полярный момент инерции;

r — радиус поперечного сечения стержня.

Для каната где F — площадь поперечного сечения каната;

R — радиус свивки каната;

6 — - диаметр проволок каната; / - угол свивки каната.

Величину изгибной жесткости кана-.à можно представить в.виде

Ви р ШЕФ где P — изгибающее усилие (реакция упругой деформации каната);

1 - расстояние между осями крайних роликов секции.

С другой стороны, реакция равна усилию сжатия пружины

Р = С (L — У,), где С„-р — жесткость пружины;

1 — максимальное сжатие пружи-.

У вЂ” прогиб каната.

Если допустить, что ось рихтуемого каната имеет форму косинусоиды, г

P С р (L ) т)г ГЬр

Определяют радиус корректирующей рихтовки о .Вывод зависимости P

J кор кар яФ

= — приведен в соответствии с принДЮ ципом работы устройства.

Пример расчета параметров предлагаемого способа автоматизации устройства дан для рихтовки каната: диаметр каната 5,4 мм; конструкция каната 1 + 6; диаметр проволоки д = — 1,8 мм; угол свивки g= 12 ; шаг свивки h = 48,5 мм; предел текучести

b 0,85 Ь = 154 ††гHAH

Момент сопротивления поперечного сечения каната

7 1

W = g 0,1 с .= 7 О, 1,РсР = 4,08 мм

1 1

С

Н =  — — = 8,31 1О дан ° мм

Линейная скорость равна где r. — число оборотов ротора (n =

30 об/мин)„

Время для перемещения каната на

l мм равно

0,81 WV

Нормированное значение качества каната равно

0,444 d EWI нор= == 1891 рад.мм/с.

1349826

l6 — 14,77— см

М, = Мр(1+сos d) sind = 24,25 дан см.10

0,555 СРEW = 129

М р а величину остаточного крутящего момента - равной

М(>0y1Мр2y425дансм

25 -ЕТ X EI

H C2

А!. Способ рихтовки каната, включало ющий не менее трех последовательных изгибов era в каждой из плоскостей рихтовки, первый и последний из которых осуществляют предварительную мелкую и корректирующую доводочную рихтовки, а средний изгиб - основную глубокую рихтовку с одновременным раскручиванием каната, о т.л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества каната и снижения

4р трудоемкости его изготовления, предварительно задают нормированное значение качества каната, измеряют в процессе предварительной рихтовки радиус изгиба каната, стабилизируют

45 линейную скорость и силу натяжения его в зонах основной и корректирующей рихтовок, вычисляют по. измеренному радиусу изгиба каната в процес".е предварительной рихтовки крутильную жесткость, по которой регулируют скорость раскручивания каната, измеряют момент сопротивления при раскручивании и по нему регулируют радиус изгиба основной рихтовки, измеряют при основной рихтовке скорость раскручивания и радиус изгиба каната, по произведению которых определяют текуjtqee значение качества каната под действием упругой деформации, а по отИзгибающий момент, соответствующий пределу текучести, равен

М = Ь W = 625 дан мм. т

Крутящий момент раскручивания каната равен

Радиус основной рихтовки равен

Радиус предварительной рихтовки равен

= 0,25

Р РР Росн отсюда р р = 4рос„= 517 мм.

Коэффициент пропорциональности между изгибной и крутящей жесткостью равен где В =7EF В cos dsind + О? cos +

+ El(1+cos d)sin d

С =REF cos a- sind +GI

2 сos d R

2 — EI (1+cos d ) А = EF cos a, при принятых значениях

7- Р 4

XEI = 7 — ° 2 .10 = 7 21 х

Ь, х 1О дан мм

Величина крутильной жесткости каната равна

Н = К Р пр . С пр (Ь вЂ” ь р ) 4

Р пр при принятых значениях 1 = 2h = 97 мм;. 2

1,84 мм.

P .р

Жесткость пружины, обеспечивающая предварительную рихтовку каната, при максимально возможной величине сжатия пр ужи ны

L ) 4,85 мм; Ь = 10 мм

Н пР 12

К ° р р (1 — р )—

p„

Определяют радиус корректирующей рихтовки.

Принимают максимальное отклонение текущего значения качества каната от заданного нормированного значения качества дф = О, 1ф = 1,891 рад . мм/с, Определяют угловую скорость закручивания каната под действием момента — 0,007 pap/c

«Р Н и радиус корректирующей рихтовки р„= = 270 мм. лФ

Формула изобретения

1349826

18

Ъ клонению текущего значения качества контакта от заданного нормированного значения качества его и измеренной скорости закручивания под действием упругой деформации регулируют радиус изгиба корректирующей рихтовки, причем регулирование выполняют с демпфированием.

2. Способ по п, l, о т л и ч а— ю шийся тем, что задающие значения скорости раскручивания каната, радиуса изгиба основной рихтовки и радиуса изгиба корректирующей рихтовки соответственно вычисляют по выражени- 15 ям

0,8 Дт NU

20

3 0,555 4 EW

М мм;

P лф мму

ДШ

25 жениям

О 444 g EWV 50 на4

С 1 р„,ri 4

) 55

Н=Ку„, С„, Ьдан мм где К вЂ” коэффициент пропорциональности между изгибной жестгде 6, - предел текучести материала проволок, дан/мм — момент сопротивления провоз локи каната, мм . U - линейная скорость движения каната, мм/с;

30 .- диаметр проволоки, мм;

Е - модуль упругости, дан/мм

М вЂ” момент сопротивления при расР кручивании каната, дан.мм; и Ф вЂ” отклонение текущего значения качества каната от заданного нормативного значения качест3 ва, рад/мм/с;

dC — скорость закручивания каната под действием упругой деформации после основной рихтовки, рад/с; сд - скорость раскручивания каната, рад/с; а нормированное значение качества ка45 ната Ф„, и крутильную жесткость (Н) ,его вычисляют соответственно по выракостью каната и его крутильной жесткостью, ммз;

С вЂ” жесткость пружины, обеспетр чивающая предварительную рихтовку каната, дан/мм; — максимально возможная ве° личина сжатия этой пружины, мм; — радиус изгиба каната, измеренный в процессе предварительной рихтовки, мм;

1 - расстояние между крайними роликами рихтовальной секции, мм.

3. Способ по п. 1,„ о т л и ч а ю шийся тем, что регулирование скорости раскручивания, радиуса изгиба основной рихтовки, измерение скорости закручивания каната под действием упругой деформации и регулирование радиуса изгиба корректирующей рихтовки выполняют последовательно с инерционным запаздыванием, соответствующим времени движения каната в предшествующих зонах, которые отсчитываются последовательно от соответствующих предыдущих точек приложения измерительных и управляющих воздействий.

4. Устройство для рихтовки каната, содержащее расположенные на ходу технологического процесса свивки каната ротор с приводом, плашки, рихтовальные секции с роликами, тяговый шкив, соединенный кинематически с тяговым двигателем и приемным барабаном, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено расположенными по ходу технологического процесса свивки каната механизмом раскручивания каната с регулируемым двигателем, кинематически соединенным с. фигурным валом, выполненным в виде вилки, ось которой расположена эксцентрично относительно оси каната, сервоприводами, двумя повернутыми одна относительно другой на прямой угол вторыми рихтовальными секциями, средние ролики которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения соединены с первыми сервоприводами через шарнирно-винтовую и шестеренную передачи, датчиком закручивания каната, контактные ролики которого установлены с возможностью взаимодействия с канатом через пружины с возможностью вращательных независимых движений- в продольной и поперечной плос19

1349826

20 костях каната, а по вращению в поперечной плоскости контактные ролики соединены через кинематическую цепь с первым датчиком скорости, и третьей 5 рихтовальной секцией, кинематическая цепь которой от второго сервопривода до шарнира аналогична второй рихтовальной секции, а между средним роликом ее и шарнирно-винтовой передачей 10 установлены параллельно демпфер и пружина, причем в пазах вилки фигурного вала через пружину закреплен с возможностью ограниченного перемещения вдоль оси каната тормозной двига- 15 тель обращенного типа, статор которого электрически соединен через токосъем и контактные кольца с регулятором тока, а на ротор напрессован фрикционный ролик, который охвачен 20 одним витком каната, а также системой автоматизации, в которой соединенные последовательно первый датчик положения, установленный на среднем ролике первой рихтовальной секции, >5 первый вычислительный блок, первый сумматор через его первый вход, первый регулятор скорости, регулируемый двигатель, второй датчик момента, второй вычислительный блок, второй ° 30 сумматор через его первый вход и первый регулятор положения, к выходу ко« торого подключены первые сервоприводь1, и соединенные последовательно первый датчик скорости и четвертый

35 сумматор, блок деления, пятый сумматор через их первые входы и второй регулятор положения, подключенный к второму сервоприводу, и соединенные последовательно через первый выход второй датчик скорости, установленный на валу тягового шкива, шестой сумматор через его второй вход, второй регулятор скорости, тяговый двигатель, первый датчик момента, седьмой сумматор через его второй вход, регулятор тока, подключенный своим выходом к токосъему, и соединенные последовательно третий датчик скорости, установленный на оси фигурного вала, блок умножения через его второй вход, объединенный с одноименным входом первого сумматора, третий сумматор и блок деления через их вторые входы, а также установленные на средних роликах второй и третьей рихтовальных секций одноименные датчики положения, выходы которых подключены соответственно к первому входу блока умножения, второму входу второго сумматора и второму входу пятого сумматора, и задатчики качества,. натяжения и скорости движения каната, соответственно соединенные своими выходами с первыми входами третьего, седьмого и шестого сумматоров, причем второй .выход второго датчика, скорости подключен к второму входу четвертого сумматора, l349826

22 л о

В о

В СО «0 CCC N ф . ° 6 à C

1 ф «0 ф О о о о

CO W Л вЂ” «О

N N N

Ч0

00 СЧ Л

00 Ч0 СЧ

«Ч -0 М «Ч м о

«01 л

«л о л

«Ч «Ч л сО «0

« 1 Ф л а м м о

«Ч

1О .Ф

«Ч И сч Ю м м со

О Ю л л СЧ Со

Ф

«4 Л м

О СЧ --0 Ю

Ф Ю Ю ю «««

«О с

CO

В

f

«О

Ф о л

«4 с \ л в о

Ю в

U"I с0

Ю м сч

«Ч

«Ч N

4 + сО Щ Ю О О

+ + + + +

Ч0

Ф

В ю .о и \ о

Ch с 4 с, л л

00 00 00

o. o o

Ю

Ф ю о

1349826

23! I