RU2040455C1

RU2040455C1 - Device for continuously winding of long-cut material

Info

Publication number: RU2040455C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Суворов; А.Н. Пчелкин; Ю.Е. Молотков
Original assignee: Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: mechanical engineering; devices for forming coils of tubes made of metal-containing polymer material. SUBSTANCE: movable flange of each drum of device is installed on hub and is provided with projection on its inner surface. Projection passes through slot and is coupled with drive shaft through disengagement member. Intake drums are arranged on ends of common drive shaft. Each flange and drum has lobes arranged over periphery. Lobes are mounted stationary on fixed flange and are hinge-mounted on movable flange. Disengagement member is made in form of spring-loaded dog clitch one member of which is arranged in hub and is installed for travel and other member is rigidly coupled with drive shaft. EFFECT: enlarged operating capabilities, enhanced reliability. 3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для непрерывной намотки длинномерных материалов и может быть использовано для формования бухт труб из металлополимерного материала. The invention relates to devices for the continuous winding of long materials and can be used for forming coils of pipes made of metal-polymer material.

Известно устройство для непрерывной намотки проволоки, включающее двухсторонний приводной шпиндель, на концах которого закреплены сменные катушки, ременные передачи для вращения шпинделя и катушек, раскладочную головку [1]
В известном устройстве для привода шпинделя и катушек применены три ременные передачи, одни из которых в рабочем положении соприкасаются с поверхностью намотки катушек, т.е. с наматываемой проволокой, а другие с поверхностью самого шпинделя.A device for the continuous winding of a wire, including a double-sided drive spindle, at the ends of which are attached interchangeable coils, belt drives for rotating the spindle and coils, a folding head [1]
In the known device for driving the spindle and coils, three belt drives are used, one of which in the working position is in contact with the surface of the winding coils, i.e. with wound wire, and others with the surface of the spindle itself.

Однако известное устройство невозможно использовать для намотки металлополимерных труб, так как поверхность соприкосновения ремня с намотанной трубкой будет неровная, сцепление ремня нестабильное в связи с большим диаметром трубки (порядка 16-20 мм), т.е. будет проскальзывание ремня относительно поверхности намотанной трубки, что приведет к повреждению полимерного покрытия, а это недопустимо. Кроме того, за счет использования нескольких приводов для катушек конструкция усложняется. However, the known device cannot be used for winding metal-polymer pipes, since the contact surface of the belt with the wound tube will be uneven, the adhesion of the belt is unstable due to the large diameter of the tube (about 16-20 mm), i.e. there will be slippage of the belt relative to the surface of the wound tube, which will lead to damage to the polymer coating, and this is unacceptable. In addition, through the use of multiple drives for coils, the design is complicated.

Известно устройство для непрерывной намотки кабеля, включающее две катушки с индивидуальными приводами, две раскладочные головки с индивидуальными приводами, отрезное устройство с двумя каналами для прохода кабеля, электрическую цепь подсоединения приводов к синхронизатору и тянущий механизм [2]
В известном устройстве после заполнения катушки кабель перерезается, а его оставшийся конец перебрасывается из одного канала в другой, причем угол, образованный каналами, значительный ввиду большого расстояния между катушками из-за применения индивидуального привода на каждую катушку. При использовании известного устройства для намотки металлополимерной трубки последняя, проходящая через каналы, изгибается, что может привести к ее деформации, что недопустимо.A device for continuous winding of a cable is known, including two coils with individual drives, two folding heads with individual drives, a cutting device with two channels for cable passage, an electrical circuit for connecting drives to a synchronizer and a pulling mechanism [2]
In the known device, after filling the coil, the cable is cut and its remaining end is transferred from one channel to another, and the angle formed by the channels is significant due to the large distance between the coils due to the use of an individual drive for each coil. When using the known device for winding a metal-polymer tube, the latter passing through the channels bends, which can lead to its deformation, which is unacceptable.

В указанном устройстве для сохранения технологического цикла необходима синхронизация движения тянущего механизма и вращение каждой катушки. Этого добиваются путем применения кинематических (электрических) цепей между приводами каждой катушки, что приводит к сложности, и, следовательно, к ненадежности (возможен изгиб, либо разрыв кабеля), что недопустимо при намотке металлополимерной трубки, наполненной воздухом под давлением. В известном устройстве после намотки каждой катушки оператор вручную возвращает зажим для кабеля к устройству с каналами и крепит тросик на пустой катушке, что приводит к неудобству в обслуживании. In this device, to maintain the technological cycle, it is necessary to synchronize the movement of the pulling mechanism and the rotation of each coil. This is achieved by applying kinematic (electrical) circuits between the drives of each coil, which leads to complexity and, therefore, to unreliability (bending or tearing of the cable is possible), which is unacceptable when winding a metal-polymer tube filled with air under pressure. In the known device, after winding each coil, the operator manually returns the cable clip to the device with channels and fastens the cable to an empty coil, which leads to inconvenience in service.

Кроме этого, намотка кабеля осуществляется на съемные катушки, которые при их заполнении заменяются новыми, что приводит к удорожанию изготовления. In addition, cable winding is carried out on removable coils, which are replaced with new ones when filled, which leads to higher manufacturing costs.

Известен барабан для намотки канатов, содержащий ступицу с фланцем, установленную на приводном валу, втулку с шарнирно закрепленными на ней лепестками, установленную на ступице с возможностью осевого перемещения, и сегменты, шарнирно связанные посредством рычагов с лепестками и с фланцем [3]
Известный барабан через шпонку постоянно связан с валом. Для снятия готовой бухты необходимо отключить приводной вал. Использовать такую конструкцию, когда необходимо сохранить непрерывность технологического цикла, невозможно, так как для снятия готовой бухты на одном барабане необходимо отключить приводной вал.Known drum for winding ropes containing a hub with a flange mounted on the drive shaft, a sleeve with pivotally mounted petals on it, mounted on the hub with the possibility of axial movement, and segments articulated by levers with petals and a flange [3]
Known drum through the key is constantly connected with the shaft. To remove the finished bay, the drive shaft must be disconnected. It is impossible to use such a design when it is necessary to maintain the continuity of the technological cycle, since to remove the finished bay on one drum, the drive shaft must be turned off.

Наиболее близким к пpедлагаемому по технической сущности является устройство для непрерывной намотки бухт, включающее два соосно установленных приводных барабана, каждый из которых состоит из неподвижного в осевом направлении фланца со ступицей и подвижного в осевом направлении фланца, раскладочную головку, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, механизм отрезки и два приводных вала, кинематически связанных с распределительным валом [4]
К недостаткам известного устройства, принятого за прототип, относится следующее.The closest to the proposed technical essence is a device for continuous winding of bays, including two coaxially mounted drive drums, each of which consists of an axially fixed flange with a hub and an axially movable flange, a folding head installed with the possibility of reciprocating movement , the mechanism of segments and two drive shafts kinematically connected with a camshaft [4]
The disadvantages of the known device adopted for the prototype include the following.

В известном устройстве на каждом из соосно установленных приводных валов расположен барабан, ступица которого жестко связана с ним. Каждый из приводных валов посредством ременной передачи связан с распределительным валом. Такое выполнение позволяет приводить во вращение одновременно оба барабана. Готовая бухта сбрасывается с каждого вращающегося барабана. При сбросе бухта из металлополимерной трубы будет повреждаться и деформироваться. Кроме того, синхронность вращения барабанов обеспечивается за счет использования нескольких передаточных элементов, что приводит к ненадежности. В результате чего возможен обрыв или изгиб (т.е. деформирование) наматываемого материала, что недопустимо при намотке бухт труб из металлополимерного материала. In the known device on each of the coaxially mounted drive shafts is a drum, the hub of which is rigidly connected with it. Each of the drive shafts is connected to a camshaft by a belt drive. This embodiment allows both drums to be rotated simultaneously. The finished bay is discarded from each spinning drum. Upon discharge, the bay from the metal-polymer pipe will be damaged and deformed. In addition, the synchronization of rotation of the drums is ensured by the use of several transmission elements, which leads to unreliability. As a result, breakage or bending (i.e. deformation) of the wound material is possible, which is unacceptable when winding pipe coils from metal-polymer material.

Сущность изобретения заключается в обеспечении возможности непрерывной намотки бухт труб из металлополимерного материала без повреждения полимерного покрытия и ее деформирования (смятия, изгиба и т.д.). Это достигается благодаря возможности съема готовой продукции с неподвижного барабана при постоянном вращении приводного вала, а также одинаковой скорости вращения обоих барабанов за счет их расположения на одном приводном валу. The essence of the invention is to enable continuous winding of coils of pipes made of metal-polymer material without damaging the polymer coating and its deformation (wrinkling, bending, etc.). This is achieved due to the possibility of removal of finished products from a fixed drum with constant rotation of the drive shaft, as well as the same speed of rotation of both drums due to their location on the same drive shaft.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем два соосно установленных приемных барабана, каждый из которых состоит из неподвижного фланца со ступицей и подвижного в осевом направлении фланца, раскладочную головку, смонтированную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и приводной вал, подвижный фланец каждого барабана установлен на ступице и снабжен на внутренней поверхности выступом, проходящим через сквозной паз, выполненный на ступице и связанный с приводным валом через элемент выключения, расположенный в полости ступицы и взаимодействующий с приводным валом, при этом приемные барабаны расположены на концах общего приводного вала, а неподвижный и подвижный фланцы шарнирно связаны с коаксиально установленной относительно оси приводного вала дополнительной ступицей в виде сегментов. Кроме того, каждый фланец снабжен расположенными на их периферии лепестками, причем на неподвижном фланце лепестки закреплены жестко, а на подвижном шарнирно, а элемент выключения выполнен в виде подпружиненной кулачковой муфты, одна полумуфта которой расположена в ступице с возможностью перемещения, а другая жестко связана с приводным валом. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the proposed device containing two coaxially mounted receiving drums, each of which consists of a fixed flange with a hub and axially movable flange, a folding head mounted with the possibility of reciprocating movement, and a drive the shaft, the movable flange of each drum is mounted on the hub and provided on the inner surface with a protrusion passing through a through groove made on the hub and connected connected to the drive shaft through a shutdown element located in the hub cavity and interacting with the drive shaft, while the receiving drums are located at the ends of the common drive shaft, and the fixed and movable flanges are pivotally connected to the additional hub in the form of segments coaxially mounted relative to the axis of the drive shaft. In addition, each flange is equipped with petals located on their periphery, and on the fixed flange, the petals are rigidly fixed, and on the movable one, it is hinged, and the switching element is made in the form of a spring-loaded cam clutch, one coupling half of which is located in the hub with the possibility of movement, and the other is rigidly connected with drive shaft.

Предлагаемая совокупность признаков и связь подвижного фланца с приводным валом позволяет с поочередно отключающихся, т.е. неподвижных, барабанов снимать бухту без повреждения при постоянном вращении приводного вала, т.е. при одинаковой скорости вращения барабанов. The proposed set of features and the connection of the movable flange with the drive shaft allows one to be switched off, i.e. motionless drums to remove the bay without damage with constant rotation of the drive shaft, i.e. at the same speed of rotation of the drums.

Проведенный заявителем анализ уровня техники выявил аналоги и позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого изобретения. Сопоставительный анализ с прототипом по отношению к рассматриваемому техническому результату позволил выявить отличительные признаки. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует требованию "Новизна" по действующему законодательству. Для проверки соответствия предлагаемого изобретения требованию изобретательского уровня, заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками. Результаты поиска показывают, что предлагаемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.е. не выявлено аналогичное исполнение с достижением указанного технического эффекта. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует требованию "Изобретательский уровень". The analysis of the prior art carried out by the applicant revealed analogues and made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the invention. Comparative analysis with the prototype in relation to the considered technical result allowed us to identify distinctive features. Therefore, the present invention meets the requirement of "Novelty" under applicable law. To verify the conformity of the proposed invention to the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the prototype. The search results show that the present invention does not follow for a specialist explicitly from the prior art, i.e. not found a similar performance with the achievement of the specified technical effect. Therefore, the present invention meets the requirement of "Inventive step".

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 барабан в момент съема бухты, разрез; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 узел I на фиг. 4. In FIG. 1 shows the proposed device, front view; in FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4 drum at the time of removal of the bay, cut; in FIG. 5 is a section BB of FIG. 2; in FIG. 6 section GG in FIG. 2; in FIG. 7 node I in FIG. 4.

Устройство содержит два соосно установленных приемных барабана 1 и 2, расположенных на концах общего приводного вала 3, установленного на подшипниках в опоре 4. Каждый барабан состоит из неподвижного фланца 5 с лепестками 6 и со ступицей 7, установленной на приводном валу 3, и подвижного в осевом направлении фланца 8, установленного на ступице 7 с возможностью осевого перемещения. Фланец 8 имеет на внутренней поверхности два выступа 9, каждый из которых проходит через сквозной паз 10, выполненный на ступице 7, и связан с приводным валом 3 через элемент 11 выключения, например подпружиненную кулачковую муфту, одна полумуфта 12 которой расположена в полости ступицы 7 с возможностью перемещения, а другая 13 жестко закреплена на приводном валу 3. На конце ступицы 7 выполнена резьбовая нарезка, на которой расположена гайка 14 с ручками 15. С фланцем 8 шарнирно посредством оси 16 связаны лепестки 17. Коаксиально установленная относительно оси приводного вала 3 дополнительная ступица в виде сегментов 18 каждого барабана 1 и 2 шарнирно связана посредством оси 19 с лепестками 17 фланца 8 и посредством оси 20 с неподвижным фланцем 5. На приводном валу 3 закреплена приводная звездочка 21, связанная с приводом (не показан). Опора 4 закреплена на раме 22, на которой установлена раскладочная головка 23, смонтированная с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Лепестки 6 расположены на периферии фланца 5 и жестко с ним связаны. The device comprises two coaxially mounted receiving drums 1 and 2 located at the ends of a common drive shaft 3 mounted on bearings in a support 4. Each drum consists of a fixed flange 5 with tabs 6 and with a hub 7 mounted on the drive shaft 3 and movable in axial direction of the flange 8 mounted on the hub 7 with the possibility of axial movement. The flange 8 has on the inner surface two protrusions 9, each of which passes through a through groove 10 made on the hub 7, and is connected to the drive shaft 3 through the shut-off element 11, for example, a spring-loaded cam clutch, one half of which 12 is located in the cavity of the hub 7 s it can be moved, and the other 13 is rigidly fixed to the drive shaft 3. At the end of the hub 7, a threaded thread is made on which a nut 14 with handles 15 is located. The flange 8 is pivotally connected via the axis 16 to the petals 17. Coaxially mounted Along the axis of the drive shaft 3, an additional hub in the form of segments 18 of each drum 1 and 2 is pivotally connected through the axis 19 to the petals 17 of the flange 8 and through the axis 20 with a fixed flange 5. A drive sprocket 21 is connected to the drive shaft 3 and is connected to the drive (not shown ) The support 4 is mounted on a frame 22, on which a folding head 23 is mounted, mounted with the possibility of reciprocating movement. The petals 6 are located on the periphery of the flange 5 and are rigidly connected with it.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

До начала работы устройства оператор пропускает трубу, поступающую от тянущего механизма (не показан), через ролики раскладочной головки 23 и закладывает ее конец между лепестками 6, например, барабана 2. Затем включает привод (не показан), от которого через звездочку 21 получает вращение приводной вал 3, от которого через элемент 11 выключения (кулачковую муфту) и выступы 9 получают вращение барабаны 1 и 2 (неподвижный фланец 5 с лепестками 6 и со ступицей 7, а также фланец 8 с лепестками 17 и сегменты 18). При вращении приводного вала 3 металлополимерная труба наматывается на сегменты 18. После намотки бухты оператор нажимает на кнопку пульта управления для перевода каретки раскладочной головки 23 к барабану 1, при этом оба барабана 1 и 2 вращаются с одинаковой скоростью. Когда раскладочная головка 23 займет среднее положение относительно барабана 1, оператор опускает кнопку. При переходе раскладочной головки 23 металлополимерная труба попадает между лепестками 6 барабана 1. Начинается намотка на сегменты 18 барабана 1, при которой происходит фиксация витков трубы после перебрасывания, после чего механизм разрезки (не показан) входит в контакт с трубой и отрезает ее. Затем оператор за ручки 15 вращает гайку 14 в противоположную сторону вращения барабана 2. От взаимодействия гайки 14 начинает перемещаться фланец 8 по ступице 7 совместно с полумуфтой 12, зубья которой выходят из зацепления с неподвижной полумуфтой 13. Барабан 2 перестает вращаться, при этом лепестки 17 отклонятся на небольшой угол. Оператор производит обвязку готовой бухты. Оператор продолжает вращать гайку 14 в первоначальном направлении, лепестки 14 поворачиваются вокруг оси 16 и занимают горизонтальное положение. При дальнейшем перемещении фланца 8 сегменты 18 разворачиваются относительно осей 19 и 20, уменьшая тем самым наружный диаметр сегментов 18. В этом положении бухта снимается с барабана 2. После снятия бухты оператор вращает гайку 14 в направлении вращения барабана 1. При перемещении гайки 14 лепестки 17 и сегменты 18 барабана 2 возвращаются в исходное положение и полумуфта 12 входит в контакт с полумуфтой 13, при этом собранный барабан 2 вращается с одинаковой скоростью с барабаном 1. Цикл поочередной намотки металлополимерной трубы на барабаны 1 и 2 непрерывно повторяется без остановки приводного вала 3. Before the device starts to work, the operator passes the pipe coming from the pulling mechanism (not shown) through the rollers of the folding head 23 and lays its end between the petals 6, for example, of the drum 2. Then it turns on the drive (not shown), from which it receives rotation through the asterisk 21 a drive shaft 3, from which the drums 1 and 2 (the fixed flange 5 with the petals 6 and the hub 7, as well as the flange 8 with the petals 17 and segments 18) are rotated through the switch-off element 11 (cam clutch) and the protrusions 9. When the drive shaft 3 is rotated, the metal-polymer pipe is wound on segments 18. After winding the bay, the operator presses the control panel button to translate the carriage of the folding head 23 to the drum 1, while both drums 1 and 2 rotate at the same speed. When the folding head 23 is in the middle position relative to the drum 1, the operator lowers the button. When the folding head 23 passes, the metal-polymer pipe falls between the petals 6 of the drum 1. The winding starts on the segments 18 of the drum 1, at which the turns of the pipe are fixed after transferring, after which the cutting mechanism (not shown) comes into contact with the pipe and cuts it. Then the operator for the handles 15 rotates the nut 14 in the opposite direction of rotation of the drum 2. From the interaction of the nut 14, the flange 8 begins to move along the hub 7 together with the coupling half 12, the teeth of which disengage from the stationary coupling half 13. The drum 2 stops rotating, while the petals 17 will deviate by a small angle. The operator strapping the finished bay. The operator continues to rotate the nut 14 in the original direction, the petals 14 rotate around the axis 16 and occupy a horizontal position. With further movement of the flange 8, the segments 18 are rotated relative to the axes 19 and 20, thereby reducing the outer diameter of the segments 18. In this position, the bay is removed from the drum 2. After removing the bay, the operator rotates the nut 14 in the direction of rotation of the drum 1. When moving the nut 14, the petals 17 and the segments 18 of the drum 2 are returned to their original position and the coupling half 12 comes into contact with the coupling half 13, while the assembled drum 2 rotates at the same speed with the drum 1. The cycle of alternately winding the metal-polymer pipe on drums 1 and 2 is not repeats continuously without stopping the drive shaft 3.

Предлагаемое изобретение промышленно применимо. The present invention is industrially applicable.

Claims

1. DEVICE FOR CONTINUOUS WINDING OF LONG DIMENSIONAL MATERIAL, containing two coaxially mounted receiving drums, each of which consists of a rim, a fixed flange with a hub and an axially movable flange, a folding head mounted with the possibility of reciprocating movement, and a drive shaft, characterized the fact that the movable flange of each drum is mounted on the hub, provided on the inner surface with a protrusion passing through a through groove made in the hub, and connected with the drive shaft osredstvom off element arranged in the cavity of the hub to cooperate with the drive shaft, made common to the receiving reel, the latter being located at the ends of the drive shaft and the rim of each of them is in the form of segments pivotally connected to the movable and the fixed flange.

2. The device according to p. 1, characterized in that each of the flanges is equipped with petals located on its periphery, moreover, the fixed flange of the petal is rigidly fixed and pivotally mounted on the movable one.

3. The device according to p. 1, characterized in that the switch-off element is made in the form of a spring-loaded cam clutch, one coupling half of which is located in the hub with the possibility of movement, and the other is connected with the drive shaft.