Дифференциальные валы
Область применения
Дифференциальные валы применяются в различных отраслях для решениязадач по намотке и, в особых случаях, размотке разрезаемых материалов.Равномерное натяжение, устранение проблем с разнотолщинностью материала,снижение процента брака при намотке, снятие торсионного напряжения сошпули – всё это призван обеспечить дифференциальный вал.Прецизионная намотка с использованием дифференциальных валовповышает степень автоматизации резательной машины, увеличивая при этомеё производительность, а также качество наматываемых роликов, снижаясоответствующие издержки.
Конструкция дифференциального вала
Как показано на схеме, дифференциальный вал состоит из тела вала, выдвижных элементов вала, пневматической камеры ифрикционных колец. Фрикционное кольцо, в свою очередь, состоит из внутреннего и внешнего колец, а также – выдвижныхэлементов (прямоугольных и/или в виде шариков).
Принцип действия дифференциального вала
Пневматическая камера под давлением расширяется и приводит в движение выдвижные элементы вала, которые, в свою очередь,поджимают фрикционные кольца, обеспечивая определённую величину силы трения, зависящую от величины давления воздуха.Основная функция фрикционного кольца – фиксация шпули при обеспечении удобства её установки и снятия.
Принцип работы фрикционного кольца
При вращении внешнего кольца относительно внутреннего, прямоугольные выдвижные элементы, расположенные по окружности,одновременно выдвигаются, либо наоборот – заходят внутрь фрикционного кольца, в зависимости от направления вращения.Таким образом, можно усилить или ослабить фиксацию шпули на фрикционных кольцах, вращая шпулю в соответствующемнаправлении.
Функция шариковых выдвижных элементов при работе совместно с прямоугольными элементами
Когда прямоугольные элементы находятся полностью внутри кольца,подпружиненный шариковый элемент в контакте со шпулей передаёт вращательноедвижение на внешнее кольцо, заставляя прямоугольные выдвижные элементыразжиматься или сжиматься. Как показано на рисунке 1, если дифференциальныйвал вращается по часовой стрелке, то внутренне кольцо фрикционного кольца такжебудет вращаться по часовой стрелке, находясь в контакте с разжимными элементамивала. При этом, если на валу установлена шпуля и происходит намотка материала,прямоугольные выдвижные элементы зажимают шпулю и работают на её удержание.Для снятия шпули, необходимо повернуть её в обратном направлении, чтобыослабить выдвижные элементы.
Преимущества дифференциального вала
Обеспечение одинакового натяжения на всех наматываемых рулонах. Решение проблем, возникающих из-за разнотолщинностиматериала на исходном рулоне при намотке. Обеспечение равенства диаметров наматываемых рулонов.В зависимости от материалов полотна и поставленных целей, могут использоваться фрикционные кольца различной конструкции,отличающейся типом и количеством выдвижных элементов. При этом принцип работы сохраняется. Прямоугольные выдвижныеэлементы подходят для различных целей и технологий намотки при ширине намотки от 20 мм. При малой ширине (20 мм и менее)прямоугольные выдвижные элементы устанавливать не технологично, а их использование при такой ширине может привести кдеформации шпули. Поэтому, при малой ширине намотки предпочтительны кольца с выдвижными элементами в виде шариков.Кольца с шариковыми элементами могут иметь ширину от 10 мм. При этом по окружности, как правило, располагается 8 шариков.Это количество может быть увеличено до 10-12 для минимизации деформации шпули.Современная конструкция дифференциального вала часто предусматривает выдвижные элементы самого вала вдоль всего еготела. Такой вал имеет 3-4 пневматических камеры, приводящих в движение специальные накладки (заменяемые накладки из фетраили кожи), которые поджимают внутренний диаметр фрикционных колец. Данная конструкция отменяет необходимость точногопозиционирование колец на вале, а также даёт возможность использовать одно и то же тело вала с дифференциальными кольцамиразличной ширины.
Фрикционные кольца
Стандартные размеры фрикционных колец для шпули 3’’
Наружный диаметр: 75,5 мм в сжатом состоянии и 78 мм – в разжатом
Внутренний диаметр: 50, 55 и 60 мм
Ширина: 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 и 50 мм
Возможно изготовление колец специальныхразмеров по требованиям заказчика.
Номинальные параметры работы
Момент, создаваемый на фрикционном кольце шариковоготипа при заданном давлении:
Для вала с 3-мя выдвижными элементами
Давление |
Момент |
---|---|
0,1 |
0,636 |
0,2 |
1,113 |
0,3 |
1,473 |
0,4 |
1,898 |
0,5 |
2,203 |
0,6 |
2,684 |
Для вала с 3-мя выдвижными элементами
Давление |
Момент |
---|---|
0,1 |
0,848 |
0,2 |
1,484 |
0,3 |
1,964 |
0,4 |
2,530 |
0,5 |
2,973 |
0,6 |
3,578 |