Узел прессования машины литья под давлением

 

УЗЕЛ ПРЕССОВАНИЯ МАМИНЫ ЛИТЬЯ ПОД ДАЭЛЕНИЕМ, содержащий цилиндр прессования со штоком, связанным с прессующим поршнем, следящий золотйик, систему управления скоростью прессуклцего поршня с устройством задания программы скорости, насосно-аккумуляторНый привод с распределительной и регулирующей аппаратурой и датчик положения пресспоршня , отличающийся тем, что, с целью, повышения производительности труда за счет расширения технологических возможностей, устройство задания программы скорости пресс-поршня выполнено в виде последовательно соединенный генератора импульсов, нормально-разомкнутого ключа с входом управления, делителя частоты иютульсов с входами управления , соединенными с задатчиками ускорения пресс-поршня ва участках разгона соответственно нормально-замкнутый и нормально разомкнутый ключи, управляквдие входа которых соединены с выходом датчика положения , счетчика импульсов с входом управления, соединенным с выходом (П блока сравнения, входы которого соединены с выходом счетчика и задатчика конечной величины скорости при разгоне, и цифроаналоговога преобраа е зователя, -выход которого соединен с входом системы управления скоростью прессующего поршня.

,SU.„, 1013094 А

gag В 22 D 17/32

coca coecTCHHyt

WNIMOTIH

РЕСПУБЛИК .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪПЪФ (21) 3364561/22-02 (22) 16.12.81. (46) 23.04.83. Бюл; 9 15: (72) A.A. Крейцер, Д.Ш. Волынский и Г.Б. Дятленко (71) Научно-исследовательский институт специальных способов. литья (53) 621.74.040.2(088.8) (56) 1. Велопухов A.Ê. и др. Литье под давлением. Проблемы прессовки.

N. "Машиностроение", 1971, с. 9296, фиг. 61.

2. Авторское свидетельство СССР

9 769116, кл. В 22 D 17/32, 1978. (54) (57) УЗЕЛ ПРЕССОВАНИЯ MAI!IHHbI

ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащий цилиндр прессования со штоком, связанным с прессунщим поршнем, следящий золотйик, систему управления скоростью прессующего поршня с устройством задания программы скорости, насосно-аккумуляторный привод с распределительной и регулирующей аппаратурой и датчик положений пресспоршня, отличающийся тем, что, с целью. повышения производительности труда эа счет расширения технологических воэможностей, устройство задания програьвы скорости пресс-поршня выполнено в виде последовательно соединенных генератора импульсов, нормально-.разомкнутого ключа с входом управления, делителя частоты импульсов с входами управления, соединенными с задатчиками ускорения пресс-поршни на участках разгона соответственно через нормально-замкнутый и нормально разомкнутый ключи, управляющие входы которых соединены с выходом датчика положения, счетчика импульсов с входом @

С3 управления, соединенным с выходом блока сравнения, входы которого соединены с выходом счетчика и задатчика конечной величины скорости при С разгоне, и цифроаналогового. преобразователя, выход которого соединен с О входом системы управления скоростью преасующего поршня. 1 .

IIIIIIL

4Р

0 4

CQ

4Р

CO

lgh

1013094

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью под давлением на машинах с горизонтальной холодной камерой прессования. °

Известен узел прессования маши- 5 ны литья под давлением, содержащий гидроцилиндр с мультипликатором, источник давления с распределительной и регулирующей аппаратурой и систему управления (1)..

Узел обеспечивает сбор металла в, пресс-камере с постоянным расходом, определенным настройкой дросселя, и запрессовку металла с расходом, определенным акумулятором. При сборе металла с постоянной скоростью проис-15 ходит отрыв волны жидкого, металла от торцовой поверхности пресс-поршня, перекрывающей преждевременно питатель, в результате чего не обеспе чивается удаление воздуха иэ пресскамеры, увеличивается пористость отливки °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является узел прессования, решающий задачу автоматизации управления скоростью пресс-поршня.

Узел включает цилиндр прессования, насосно-аккумуляторный привод, следящий золотник с системой управления, обеспечивающей отработку заданной программы скорости и связанной входами с датчиком положения пресспоршня и блоком, задающим программу.

Для задания программы разгона и запрессовки,используется аналоговый за-З5 датчик — физический процесс сжатия газа в трехкамерном пневмогидроаккумуляторе. Сигнал управления, пропорциональный скорости пресс-поршня, поступает в систему управления сле- 40 дящего золотника с выхода датчика давления, установленного на рабочей камере пневмогидроаккумулятора.

Узел обеспечивает плавное нарастание скорости прессующего поршня, исключающее отрыв волны металла от

его торцовой поверхности при сборе металла в пресс-камере, причем на участке перекрытия заливочного окна нарастание скорости происходит с . меньшим средним ускорением, чем на участке эа заливочным окном Г2)Изменение управляющего сигнала на выходе датчика давления so времени подчиняется закону, определяемому формулой 55 > >+> Ро Ро (> >„->1 (1> где р (+) — давление в аккумуляторе в момент времени ф„ ;

Ро - предварительное (началь ное) давление газа в аккумуляторе, с1=0!м >

Ц вЂ” расход рабочей жидкости в аккумулятор 65

V — - конструктивный объем аккумулятора, 1,4 — показатель политроны для газа в аккумуляторе.

Теоретически формула (1) может задать любой характер изменения управляющего сигнала эа счет изменения параметров Рр, 9, V. Однако практически осуществить необходимый закон оказывается не всегда возможным иэ-за ограничения области значений функции ЬР(Ореально возможными давлениями в гидросистеме узла. На" пример, для современного узла прессования со скоростью эапрессовки

10 м/с и максимальной скоростью

0,2 м/с на участке (50 мм) заливочного окна необходимо изменение скорости 0,2 м/с — 10 м/с обеспечить на участке хода Ф 50 мм, т. е. за время порядка 0,01 с. Диапазон изменения давления в аккумуляторе, соответствующий формуле (1 ) и укаэанному характеру изменения скорости на порядок выше даВлений, обычно используемых в гидросистемах узлов прессования. Таким образом, разнообразие режимов прессования для известного узла ограничено.

Целью изобретения является повышение производительности труда засчет расширения технологических возможностей узла прессования.

Указанная цель достигается тем, что в узле прессования, содержащем цилиндр прессования со штоком, связанным с пресс-поршнем, следящий золотник, систему управления скоростью пресс-поршня, устройство, задающее программу скорости, насосно-аккумуляторный привод и датчики положения прессующего поршня, устройство, задающее программу скорости, выполнено в виде последовательно соединенных генератора импульсов, нормально разомкнутого ключа с входом управления, являющимся запускающим входом устройства, делителя частоты импульсов с входами управления, соединенными с задатчиками ускорения пресс-поршня на участках разгона через нормально замкнутый и нормально разомкнутый ключи с входами управления, связанными с выходом датчика положения, фиксирующего окончание указанных. участков, счетчика импульсов с входом управления, соединенным с выходом блока сравнения, входы которого соединены с выходом счетчика и эадатчика конечной величины скорости при разгоне, и цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом системы управления; скоростью прессующего поршня.

На чертеже показана схема узла прессования.

1013094 узел содержит цилиндр 1 прессования, датчик 2 положения, служащий для получения отработанного электрического сигнала, пропорционального положению штока цилиндра, датчик

З-положения, выдающий дискретный сигнал о перекрытии заливочного окна, насосно-аккумуляторный привод 4, следящий золотник 5 с входами управления связанными с системой б управления скоростью, и устройство 7, задающее 10 программу скорости.

Узел работает следующим образом.

Предварительно отрегулировано положение датчика 3 и на устройстве 7 задана программа изменения скорости, для чего на его задатчиках 8 - 10 заданы в цифровом виде соответственно величины ускорений на участках перекрытия заливочного окно и разгона до максимальной скорости и величина максимальной скорости.:

После получения команды "Впрыск" насосно-аккумуляторный привод 4 подсоединяет поршневую полость цилиндра

1 к источнику давления .и расхода и отсоединяет от него штоковую полость. 25

Одновременно на запускающем входе устройства 7 появляется сигнал, поступающий на вход управления нормально разомкнутого ключа 11 и замыкает

его. 30

Импульсы, выдаваемые генератором

12, поступают на вход делителя 13 частоты, на одном входе управления которого имеется сигнал, поступивший от задатчика 8 через нормально замкнутый ключ 14, на входе управления которого еще нет сигнала. Сигнал, поступивший через ключ 14 на вход управления делителя 13, устанавливает на делителе коэффициент деления, обратно пропорциональный величине, заданной на задатчике 8.

В результате частота импульсов.на выходе делителя 13 уменьшается по сравнению с частотой импульсов на его входе в число раз, равное уста- 45 новленному коэффициенту деления. С этой частотой импульсы поступают на вход счетчика 15, на входе управления которого сигнала пока нет. В таком положении счетчик 15 суммирует 50 поступающие на его вход импульсы и передает накопленный сигнал на вход цифроаналогового преобразователя 16.

Одновременно сигнал с выхода счетчика 15 поступает на вход блока 17 сравнения, сравнивается с имеющимся на другом его входе сигналом, поступившим с вы>.ода задатчика 10, при этом на выходе блока 17 сигнал появляется только при совпадении сигналов на его входах. Так как сов.:падение сигналов возможно только в конце разгона, то сейчас на выходе блока 17 сигнала нет и нет сигнала на входе управления счетчика 15. Таким образом, на выходе устройства 7 65 (на выходе цифроаналогового преобразователя 16) появляется и растет по величине линейно от времени сигнал, поступающий на вход системы б управления,. которая пропорционально этому сигналу обеспечивает необходимое проходное сечение следящего золотника, соединяющего со сливом штоковую полость цилиндра 1, при этом параллельно, благодаря наличию обратной связи (сигнала с выхода датчика 2 положения), системой б осуществляется подрегулировка проходного сечения в соответствии с сигналами рассогласования, заданными . и отработанными, по пути, скорости, и ускорению, т. е. обеспечивает линейное нарастанйе скорости прессующего поршня в соответствии с сигналом на выходе устройства 7.

Окончание перекрытия заливочного окна фиксируется датчиком 3 положения, сигнал с выхода которого, посту пая на входы управления нормально замкнутого ключа 14 и нормально разомкнутого ключа 18, соответственно размыкает и замыкает их контак-. ты. В результате сигнал с выхода за-.. датчика замыкается на ключе 14, а на вход управления делителя 13 частоты проходит через ключ 18 сигнал от задатчика 9, на делителе устанавливается коэффициент деления, обратно пропорциональный величине, заданной на задатчике 9, и соответственно изменяется частота импульсов. на его выходе. Как и на участке перекрытия заливочного окна импульсы с выхода делителя 13 поступают на счетчик 15, суммируются и через цифроаналоговый преобразователь 16 поступают на вход системы б. управления, осуществляющей пропорционалЬ— ное, интегральное и дифференциальное регулирование (ПИД-регулирование) движением прессующего поршня.

Движение пресс-поршня с нарастающей по линейному закону скоростью продолжается до тех пор, пока сигнал на входе блока 17 сравнения, поступающий с выхода счетчика,15, не срав . няется с сигналом, заданным задатчиком 10, устанавливающим величину максимальной скорости пресс-поршня.

При совпадении сигналов на входах блока 17 на его выходе и на входе управления счетчика 15 появляется сигнал, по которому последний прекращает суммирование поступающих на его вход импульсов. В результате на выходе устройства 7 устанавливается постоянный сигнал, по которому система б управления обеспечивает движение пресс-nopusHH с постоянной скоростью, при которой происходит запрессовка металла в форму.

Таким образом, устройством 7 предлагаемого узла прессования про1013094 грамма разгона пресс-поршня до заданной максимальной скорости задает- ся двумя этапами: на участке перекрытия заливочного окна и участке разгона от конечной скорости первого участка до заданной максимальной скорости, причем изменение скорости

I подчиняется закону максимально приближенному к линейному, что позволяет на первом участке собрать металл в пресс-камере без захвата воздуха. 10

Если для указанного выне режима работы узла прессования (максимальная скорость 10 м/с скорость перекрытия заливочного окна не более

0,2 и/с, участок разгона 50 мм и )5 время набора скорости 0,2 м/с—

10 м/с — 0,01с) задающее устройство известного узла (аккумулятор-задатчик) задает йрограмму разгона в диапазоне величи н (давлений) поактически неосуществимых (диапазон изменения давления в аккумуляторе-задатчике превосходит на порядок реально возможные давления в гидросистеме узла прессования), то устройство 7 предлагаемого узла прессования позволяет реализовать любую программу разгона, что расширяет технологические возможности узла прессования. Пусть, например, для указанного режиме разгона максимальное отклонение задающего сигнала на выходе цифроаналогового преобразователя 16 от прямой

Ч„ = CD%, где V и {1„ - скорость и ускорение на участке перекрытия заливочного окна, не превышает 1% от 35 величины скорости в конце этого участка tñoñòàâëÿåò 0,002 м/с).

Тогда частота импульсов на выходе делителя 13 частоты на участке перекрытия окна равна

$ = — " — = 200Гц

Ч с Ц012Л1 где V = 0,2 м/с - конечная скорость и Я = 0,05 м - путь на первом участке, а на участке разгона до максимальиой скорости %1= — - — 000000 ru

ЧВ0

Я аа У к где Чп о = 10 м/с, . = 0,01 с.

Если на выходе генератора 12 частота импульсов равна 500 кГц, то при установке на задатчиках 8 и 9 величин ускорений на участках с =0,4 м/с и Q = 1000 м/с на управляющем входе делйтеля 13 установятся коэффициенты деления соответственно 2500 и 1, т.е. частота импульсов на входе счетчика

15 будет для первого участка 200 Гц, для второго - 500000 Гц, что и требуется.

Преимуществом предлагаемого узла прессования является также то, что для изменения режима движения пресспоршня достаточно набрать необходимые значения ускорений и скорости на задающих блоках 8 — 10, в то время как для аккумулятора-задатчика известного узла при изменении режима необходимо изменить общий объем, давление предварительной зарядки и расход в него рабочей жидкости, т. е. выполнить некоторый объем работ, требующий затрат рабочего времени.

1013094

Составитель В. Этинген

Редактор Т. Кугрышева Текред К.Мыцьо

Корректор N. лароши

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 2878/15 Тираж 811

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5