RU2270072C1

RU2270072C1 - Apparatus for controlling wire winding onto rotating bobbin

Info

Publication number: RU2270072C1
Application number: RU2005104471/02A
Authority: RU
Inventors: Борис Михайлович Долгин (RU); Борис Михайлович Долгин; Александр Борисович Долгин (RU); Александр Борисович Долгин
Original assignee: Борис Михайлович Долгин; Александр Борисович Долгин
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-02-20

Abstract

FIELD: wire production systems, possibly for drawing benches, flow-through furnaces and so on.

SUBSTANCE: apparatus includes drive unit for moving bobbin along its axis and in addition it is provided with unit for servo-control of predetermined angle of winding. Drive unit is in the form of hydraulic cylinder; servo-control unit includes slide valve with probe in one end. Slide valve is mounted in hydraulic supply system of hydraulic cylinder with possibility of spring-loaded contact of probe with wound wire branch. Slide valve is mounted in such a way that it periodically shifts from its mean position due to fluctuation of winding angle relative to preset angle value. It may be automatically returned to mean position when said angle becomes equal to target value.

EFFECT: possibility for controlling winding of wire regardless its diameter, shortened time period of adjustment of winding apparatus.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области производства проволоки и может быть использовано, например, в комплекте к волочильным станам, проходным печам и др.The invention relates to the field of wire production and can be used, for example, in a set for drawing mills, continuous furnaces, etc.

Конструкции намоточных аппаратов выполняют, как правило, в виде катушки с приводом вращения.The design of the winding apparatus is usually performed in the form of a coil with a rotation drive.

Известны устройства для регулирования намотки проволоки на вращающуюся катушку, располагающие средствами перемещения наматываемой проволоки вдоль оси катушки. Наматываемый виток в этих устройствах перемещается в пространстве вдоль оси катушки, что приводит к повороту наматываемой ветви проволоки и изменению угла намотки. Для качественной намотки необходимо, с одной стороны, плотное прилегание витков друг к другу, а с другой - отсутствие перехлестов витков. Это достигается обеспечением малого колебания угла намотки, для чего намоточный аппарат размещают на большом расстоянии от сматываемой бухты проволоки, что и определяет недостаток известных устройств - большие производственные площади для их размещения (см. "Справочник волочильщика проволоки". М.Б.Горловский. Москва, Металлургия, 1993 г.).Known devices for regulating the winding of a wire on a rotating coil having means for moving the winded wire along the axis of the coil. The wound coil in these devices moves in space along the axis of the coil, which leads to a rotation of the wound branch of the wire and a change in the angle of winding. For high-quality winding, it is necessary, on the one hand, a tight fit of the turns to each other, and on the other hand, the absence of overlap of the turns. This is achieved by ensuring small fluctuations in the angle of winding, for which the winder is placed at a great distance from the reeled wire coil, which determines the disadvantage of the known devices — large production areas for their placement (see. "Wire draper guide". MB Gorlovsky. Moscow , Metallurgy, 1993).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для регулирования намотки проволоки на вращающуюся катушку, описанное в документе SU 1292863 А1, 28.02.1987. Катушка этого известного устройства имеет наряду с приводом вращения дополнительный привод, обеспечивающий ее перемещение вдоль оси. Перемещение катушки производят с шагом, примерно равным диаметру наматываемой проволоки за один оборот катушки. Устройство обеспечивает постоянство угла намотки независимо от расстояния между катушкой и сматываемым узлом, что позволяет существенно сократить потребную производственную площадь. В этих устройствах перемещение катушки вдоль своей оси осуществляется с помощью винтовой пары, связанной с приводом вращения катушки посредством зубчатых передач. Устройство требует наличия сменных колес для настройки на диаметр наматываемой проволоки. Недостатком этой конструкции является сложность привода перемещения и трудоемкость его настройки на необходимый диаметр проволоки.Closest to the proposed invention is a device for regulating the winding of a wire on a rotating coil, described in the document SU 1292863 A1, 02/28/1987. The coil of this known device has, along with a rotation drive, an additional drive that ensures its movement along the axis. The coil is moved in increments approximately equal to the diameter of the wire being wound in one revolution of the coil. The device provides a constant angle of winding, regardless of the distance between the coil and the reeling unit, which can significantly reduce the required production area. In these devices, the movement of the coil along its axis is carried out using a screw pair connected to the drive rotation of the coil through gears. The device requires interchangeable wheels to adjust to the diameter of the wound wire. The disadvantage of this design is the complexity of the drive movement and the complexity of setting it to the required wire diameter.

Задача предлагаемого изобретения заключается в упрощении конструкции и расширении ее технологических возможностей за счет обеспечения возможности повышения точности регулирования намотки проволоки независимо от ее диаметра, сокращения времени настройки намоточного аппарата.The objective of the invention is to simplify the design and expand its technological capabilities by providing the possibility of increasing the accuracy of regulation of the winding of the wire regardless of its diameter, reducing the setup time of the winder.

Задача решается тем, что устройство для регулирования намотки проволоки на вращающуюся катушку, содержащее привод перемещения катушки вдоль ее оси, в соответствии с изобретением снабжено средством слежения заданного угла намотки, привод выполнен в виде гидроцилиндра, а средство слежения - в виде золотника со щупом на одном из его концов, установленного в гидросистему питания гидроцилиндра с возможностью подпружиненного контакта щупа с наматываемой ветвью проволоки, при этом золотник установлен с возможностью периодического смещения из среднего положения при отклонении от заданного угла намотки проволоки и автоматического возврата в среднее положение при восстановлении заданного угла намотки.The problem is solved in that the device for regulating the winding of wire on a rotating coil containing a drive for moving the coil along its axis, in accordance with the invention is equipped with means for tracking a given winding angle, the drive is made in the form of a hydraulic cylinder, and the tracking means in the form of a spool with a probe on one from its ends installed in the hydraulic power supply system of the hydraulic cylinder with the possibility of spring-loaded contact of the probe with the wound branch of the wire, while the spool is installed with the possibility of periodic displacement and h the middle position when deviating from a given angle of winding the wire and automatically return to the middle position when restoring a given angle of winding.

Заявленное устройство отличается от указанного выше известного устройства тем, что объектом контроля и регулирования в нем является не диаметр проволоки, а угол намотки, постоянство которого и обеспечивает требуемое качество намотки. Этот угол настраивается после навивки первого витка путем ввода щупа в контакт с наматываемой ветвью и установки золотника в среднее положение.The claimed device differs from the above known device in that the object of control and regulation in it is not the diameter of the wire, but the winding angle, the constancy of which ensures the required quality of the winding. This angle is adjusted after winding the first turn by putting the probe in contact with the winding branch and setting the spool in the middle position.

Затем при вращении катушки ветвь начинает перемещаться, стремясь изменить угол намотки. Это приводит к смещению щупа и золотника из среднего положения, в результате чего одна выходная щель золотника закрывается, а другая открывается, подавая рабочую жидкость в ту полость гидроцилиндра, которая обеспечивает перемещение катушки в сторону восстановления угла намотки и среднего положения следящего золотника. В связи с отсутствием в предложенном аппарате механических передач со сменными колесами его конструкция упрощается, а время настройки сокращается, при этом номенклатура диаметров наматываемой проволоки практически неограниченна.Then, when the coil rotates, the branch begins to move, trying to change the angle of the winding. This leads to the displacement of the probe and the spool from the middle position, as a result of which one outlet slit of the spool closes and the other opens, supplying the working fluid to the cavity of the hydraulic cylinder, which ensures the movement of the coil in the direction of restoring the winding angle and the middle position of the follower spool. Due to the absence of mechanical gears with interchangeable wheels in the proposed apparatus, its design is simplified, and the setup time is reduced, while the range of diameters of the wound wire is almost unlimited.

Предлагаемое устройство схематично изображено на чертеже - вид в плане.The proposed device is schematically depicted in the drawing is a plan view.

Катушка 1 установлена на валу 2, опоры которого размещены в корпусе 3 устройства. Катушка 1 может вращаться вместе с валом 2 и перемещаться по нему от гидроцилиндра 4, шток 5 которого через поводок 6 связан с катушкой.The coil 1 is mounted on the shaft 2, the supports of which are placed in the housing 3 of the device. The coil 1 can rotate with the shaft 2 and move along it from the hydraulic cylinder 4, the rod 5 of which is connected through a lead 6 to the coil.

Гидроцилиндр 4 управляется следящим золотником, корпус 7 которого закреплен с возможностью осевой регулировки на корпусе 3, а собственно золотник 8 на одном из своих концов имеет щуп 9 в виде ролика, контактирующего под действием пружины 10 с наматываемой ветвью 11 проволоки. Рабочая жидкость под давлением подводится (линия Р) к среднему пояску золотника, рабочие кромки 12, 13 которого в среднем положении перекрывают ее выход через линии Ц в гидроцилиндр и через линии С - на слив. Ветвь 11 образует с перпендикуляром к оси катушки 1 угол намотки α.The hydraulic cylinder 4 is controlled by a follow-up spool, the housing 7 of which is mounted axially adjustable with respect to the housing 3, and the spool 8 itself has at one of its ends a probe 9 in the form of a roller in contact with the winding branch 11 of the wire 10. The working fluid under pressure is supplied (line P) to the middle zone of the spool, the working edges 12, 13 of which in the middle position block its outlet through lines C to the hydraulic cylinder and through lines C to the drain. The branch 11 forms, with a perpendicular to the axis of the coil 1, a winding angle α.

Работа устройства состоит в следующем.The operation of the device is as follows.

В исходном положении проволоки на катушке нет, золотник 8 под действием пружины 10 находится в крайнем правом положении, при этом щель со стороны рабочей кромки 13 закрыта, а со стороны кромки 12 открыта; рабочая жидкость подается в штоковую полость гидроцилиндра 4, в результате чего катушка 1 располагается на валу 2 в крайнем левом положении.In the initial position, there is no wire on the coil, the spool 8 under the action of the spring 10 is in the extreme right position, while the slot on the side of the working edge 13 is closed, and on the side of the edge 12 is open; the working fluid is supplied to the rod cavity of the hydraulic cylinder 4, as a result of which the coil 1 is located on the shaft 2 in the leftmost position.

Подлежащую намотке проволоку 11 закрепляют на катушке 1 вплотную к ее правому фланцу, при этом ветвь проволоки перпендикулярна оси катушки. Затем включают привод вращения (не показан) в толчковом режиме и производят намотку примерно 1, 2 витка, укладывая начало второго витка вплотную к первому. При этом ветвь проволоки отклоняется от перпендикуляра, образуя угол намотки α. Далее регулировочным перемещением корпуса 7 следящего золотника доводят щуп 9 до касания с ветвью 11 проволоки и устанавливают золотник 8 в среднее положение, когда рабочие кромки 12, 13 перекрывают оба выхода рабочей жидкости. Далее включают привод намотки на рабочем режиме, в процессе которого наматываемый виток и вместе с ним ветвь проволоки стремится переместиться вдоль оси катушки влево. При этом щуп 9 с золотником 8 также смещаются влево, открывая щель со стороны кромки 13, в результате чего рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра 4, его шток 5 выдвигается и перемещает с помощью поводка 6 катушку 1 вправо вместе с ветвью 11 до тех пор, пока золотник 8 снова займет среднее положение и перекроет щели кромками 12, 13. Далее наматываемая ветвь вновь стремится отклониться влево, что вызывает смещение золотника от среднего положения и процесс повторяется, происходит навивка первого слоя витков. При этом наматываемая ветвь не меняет положение в пространстве, а катушка равномерно перемещается вдоль своей оси справа. Чувствительность серийно выпускаемых следящих золотников весьма высока и составляет величину 0,01-0,02 мм. Это значит, что при таком смещении он уже выдает поток рабочей жидкости в гидроцилиндр, причем отработка импульса смещения происходит практически мгновенно. Таким образом, следящий золотник обеспечивает постоянство угла намотки α с высокой точностью, а это обеспечивает плотную качественную намотку.The wire 11 to be wound is fixed on the coil 1 close to its right flange, while the branch of the wire is perpendicular to the axis of the coil. Then turn on the rotation drive (not shown) in the jog mode and produce winding about 1, 2 turns, laying the beginning of the second turn close to the first. In this case, the wire branch deviates from the perpendicular, forming a winding angle α. Next, by adjusting the movement of the housing 7 of the follower spool, bring the probe 9 to touch with the branch 11 of the wire and set the spool 8 in the middle position when the working edges 12, 13 overlap both exits of the working fluid. Next, they include a winding drive in operating mode, during which the winding coil and with it the wire branch tend to move along the axis of the coil to the left. In this case, the dipstick 9 with the spool 8 also moves to the left, opening the slot from the side of the edge 13, as a result of which the working fluid is supplied to the piston cavity of the hydraulic cylinder 4, its rod 5 extends and moves the coil 1 to the right with the lead 6 together with the branch 11 until until the spool 8 again occupies the middle position and overlaps the slots with the edges 12, 13. Then the wound branch again tends to deviate to the left, which causes the spool to shift from the middle position and the process repeats, the first layer of coils is wound. In this case, the wound branch does not change position in space, and the coil moves uniformly along its axis to the right. The sensitivity of commercially available servo spools is very high and amounts to 0.01-0.02 mm. This means that with such a displacement, it already gives out the flow of the working fluid into the hydraulic cylinder, and the development of the displacement pulse occurs almost instantly. Thus, the tracking spool ensures the constancy of the winding angle α with high accuracy, and this ensures a dense high-quality winding.

Когда левый фланец катушки 1 при ее перемещении вправо достигнет наматываемой ветви 11, произойдет намотка последнего витка первого слоя, после чего ветвь 11 соскочит с этого витка и переместится вправо. Под действием пружины 10 щуп 9 с золотником 8 также немедленно сместятся вправо, открыв щель со стороны кромки 12, что вызовет подачу рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра, перемещение катушки влево и восстановление угла намотки α. Происходит намотка первого витка второго слоя.When the left flange of the coil 1, when it moves to the right, reaches the winding branch 11, the last turn of the first layer is wound, after which the branch 11 jumps off this turn and moves to the right. Under the action of the spring 10, the probe 9 with the spool 8 will also immediately shift to the right, opening the slot from the edge 12, which will cause the supply of working fluid to the rod cavity of the hydraulic cylinder, moving the coil to the left and restoring the winding angle α. There is a winding of the first turn of the second layer.

При этом наматываемый виток и вместе с ним ветвь все время стремятся сместиться вправо, но при этом золотник выдает поток жидкости в направлении втягивания штока гидроцилиндра, т.е. катушка перемещается влево, а ветвь в пространстве не перемещается.In this case, the winding coil and with it the branch all the time tend to shift to the right, but at the same time the spool gives out a fluid flow in the direction of retraction of the hydraulic cylinder rod, i.e. the coil moves to the left, and the branch in space does not move.

По окончании намотки второго слоя витков ветвь проволоки соскакивает с последнего витка второго слоя, что приводит к реверсу перемещения катушки, намотке третьего слоя и т.д., до окончания намотки всей проволоки. Предложенное устройство проще и технологичней известных, т.к. не содержит механических передач со сменными колесами. Настройка устройства существенно менее трудоемка и сложна, а универсальность выше, с его помощью возможно регулирование намотки проволоки практически любого диаметра.At the end of the winding of the second layer of turns, the wire branch jumps from the last turn of the second layer, which leads to reverse movement of the coil, winding of the third layer, etc., until the end of the winding of the entire wire. The proposed device is simpler and more technologically known, because does not contain mechanical gears with interchangeable wheels. Setting up the device is significantly less time-consuming and complicated, and its versatility is higher, with its help it is possible to regulate the winding of wire of almost any diameter.

Claims

A device for regulating the winding of a wire on a rotating coil containing a drive for moving the coil along its axis, characterized in that it is provided with means for tracking a given winding angle, the drive is made in the form of a hydraulic cylinder, and the tracking means is in the form of a spool with a probe at one of its ends, installed in the hydraulic power supply of the hydraulic cylinder with the possibility of spring-loaded contact of the probe with the wound branch of the wire, while the spool is installed with the possibility of periodic displacement from the middle position when off Oneniya from a given angle of winding the wire and automatically return to the middle position when restoring a given angle of winding.