Автор: Чадов Егор Владимирович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №8 (112) апрель-2 2016 г.

Дата публикации: 09.04.2016

Библиографическое описание:

Чадов Е. В. Изучение работы намоточных станков и исследование алгоритма функционирования системы // Молодой ученый. — 2016. — №8. — С. 347-349.



Состояние вопроса

В ходе намотки материал снимается с подающей оправки (барабана катушки), проходит через кинематическую цепь передачи и укладывается на приемную оправку. Качество наматываемых изделий зависит от программы изготовления и точности ее отработки. В общем случае управляемыми координатами являются натяжение различных участков наматываемого материала, их перемещения, скорости и ускорения. Управление указанными координатами выполнятся преимущественно по заданной программе. Разработка и исследование устройств программного управления различными параметрам намотки является задачей актуальной, позволяющей удовлетворительно решать следующие вопросы:

– повышение производительности труда;

– улучшение качества наматываемых изделий;

– уменьшение времени на переналадку оборудования.

Рассмотрим основные параметры, влияющие на качество намотки, и устройства их реализующие.

Натяжение проволоки при намотке

Основным технологическим фактором, определяющим качество и производительность процесса намотки, является натяжение проводки. Сила натяжения определяет геометрические размеры и рабочие характеристики наматываемого узла. Поэтому вопрос правильного выбора натяжения проволоки приобретает первостепенное значение.

Различают три вида натяжения провода: максимально и минимально допустимые натяжения и оптимальное натяжение.

В общем случае под максимально допустимым натяжением понимается натяжение, при котором в процессе формирования обмотки не происходит практически заметных изменений электрических и геометрических параметров провода и не нарушается целостность изоляции.

Под минимально допустимым натяжением понимается натяжение, необходимое для изгиба провода по форме каркаса при заданных плотности и коэффициенте заполнения обмотки и сохранении прочности, жёсткости и других свойств каркаса.

Натяжение, при котором получается обмотка с точностью в пределах, заданных допуском, считается оптимальным для данной обмотки. Оптимальное натяжение TQпт находится между максимально Тмакс и минимально Тмин предельными натяжениями:

Tмин ≤ Tопт ≤ Тмакс

Настройка намоточного станка на определенное натяжение обычно осуществляется по таблице предельно допустимых натяжений, при этом динамические нагрузки на привод, возникающие в процессе наматывания, практически не учитываются. Создаваемое статическое натяжение, возникающему в процессе наматывания. Экспериментальные исследования показывают, что динамическое натяжение в 1.5–2 раза превосходят статическое, а при попадании системы в резонанс — достигает еще больших значений.

Разработка механизмов и устройств регулирования натяжения провода является задачей самостоятельного исследования и в данной работе не рассматривается.

Механизм раскладки провода

Для обеспечения шага, длины, места и направления хода проводоводителя относительно каркаса и оправки в процессе намоточного производства применяются механизмы раскладки провода. Их роль непосредственно связана с образованием шага обмотки и поэтому механизмы раскладки кинематически связаны с механизмами главного движения. Проводоводитель перемещается на величину шага и, кроме того, обеспечивает наматывание катушки определенной длины и с необходимым количеством рядов.

Для станков рядового наматывания применяются следующие классы и типы механизмов раскладки, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1

Классы итипы механизмов раскладки для станков рядового наматывания

Класс

Тип

Разновидность

Электромеханические

Реечные

С простой рейкой

С орбитальной рейкой

Винтовые

Двухвинтовые

Одновинтовые

Шаблонно-винтовые

С винтовым шаблоном

Кулачковые

С дисковым кулачком

С одновитковым кулачком

С многовитковым кулачком

Кулисные

Простого действия

Фрикционные

С вариатором

Со стальной лентой

Пневматические

Пневмоцилиндрические

Прямого действия

С клином

Гидравлические

Гидроцилиндрические

Прямого действия

В реечном механизме раскладки с применением простой рейки точность раскладки определяется точностью зубчато-реечного зацепления, кинематической цепи подачи, а также скоростью переключения реверсирующего устройства.

В механизме с орбитальной рейкой реверсирование осуществляется значительно быстрее. В намоточных станках нашли широкое применение винтовые механизмы раскладки в виде двухвинтовых и одновинтовых механизмов.

При применении шаблонно-винтовых механизмов раскладки провод укладывается с определенным шагом на каркас, связанный кинематически с шаблоном.

Кулачковые механизмы раскладки применяются обычно в специальных намоточных станках. Шаг раскладки при этом регулируется скоростью кулачка и поэтому точность раскладки во многом зависит от точности изготовления кулачка.

Для универсальных станков применяются рычажно-кулачковые механизмы раскладки, к недостаткам которых следует отнести сложность изготовления кулачков высокой точности.

Кулисные механизмы раскладки используются для изготовления неответственных обмоток. Установка шага наматывания производится изменением скорости вращения эксцентрика.

К электромеханическим устройствам относятся также и фрикционные механизмы раскладки с применением различных вариаторов и ленточных передач. Настройка на шаг при этом производится изменением вращения вала и изменением угла наклона ведомого фрикционного ролика, инерционности и значительного времени реверсирования.

Кроме электромеханических устройств, в намоточных станках применяются пневматические и гидравлические механизмы раскладки.

Управление приводов намоточных станков

Современные намоточные станки оснащаются устройствами управления циклом наматывания, которые обеспечивают плавное изменение скорости вращения шпинделя, наматывание обмотки при установившейся скорости и ступенчатое торможение шпинделя.

Из-за инерционности механической части намоточного станка он снабжен электромагнитным тормозом. Электромагнитный тормоз имеет подвижный конический фрикцион, соединяющий шпиндель станка либо с вращающим шкивом, либо с неподвижным фрикционом (в момент торможения).

Станки рядового наматывания

Наиболее широкое распространение получили станки для наматывания рядовых обмоток (однорядовых и многорядовых).

Подавляющее большинство станков рядового наматывания бесчелночные, кинематика их обеспечивает строго согласованное вращение каркаса с движением раскладывающего устройства. Раскладывающее устройство с проводом должно за один оборот шпинделя переместиться на величину шага и обеспечить наматывание катушки определенной длины с необходимым количеством рядов.

Кинематика станков для однорядового наматывания проще, т. к. укладка провода на каркас производится при одностороннем движении раскладывающего устройства, в то время как для многорядовых обмоток необходимо реверсирование проводоводителя.

Повышения производительности труда можно добиться путем увеличения скорости наматывания (не всегда выполнимо вследствие низких кинематических и динамических возможностей станка), автоматизации различного рода приемов и переходов, применения многоместных, многошпиндельных и многопозиционных станков. К недостаткам таких станков можно отнести необходимость последовательного выполнения вспомогательных приемов и переходов. Этих недостатков лишены многошпиндельные и многопозиционные станки, в которых время наматывания совмещается со временем вспомогательных операций.

Управляемые параметры процесса намотки

В соответствии с техническим заданием на разработку и исследование системы числового программного управления намоточным станком должна обладать следующими функциональными возможностями:

– обеспечить контроль числа наматываемых витков;

– торможение главного привода (привода оправки) в конце наматываемой обмотки;

– остановка привода оправки в конце наматываемой обмотки;

– реверс или остановка раскладчика в конце наматываемого слоя;

– требуемый шаг раскладки.

Литература:

  1. Марголит Р. Б. Наладка станков с программным управлением — Инфра Инженерия 1983. — 256 с.
  2. Скороходов Е. А. Намоточные станки — Энергия 1970. — 88 с.
  3. Алиев И.И Ассинхронные двигатели в трехфазном и однофазных режимах — 2004. — 128 с.
Основные термины (генерируются автоматически): механизмы раскладки, станков рядового наматывания, раскладки провода, катушки определенной длины, наматывание катушки определенной, намоточных станков, необходимым количеством рядов, механизмы раскладки провода, величину шага, привода оправки, Механизм раскладки провода, механизмы раскладки кинематически, фрикционные механизмы раскладки, намоточного станка, процессе наматывания, гидравлические механизмы раскладки, большинство станков рядового, работы намоточных станков, Станки рядового наматывания, образованием шага обмотки.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос