Способ контроля прочности брикетов и устройство для его осуществления

 

1. Способ контроля прочности брикетов , заключающийся в определении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между частицами спрессованного материала , и сравнении его с эталонным зчаченнем ,отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве косвенного параметра определяют удельную силу скола углов торцовой части, зафиксированных в рабочем калиброванном лотке брикетов,и сранивают ее со значением силы, соответствующей наименьшему значению прочности брикеГов,и по результатам сравнения судят о их прочности. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее смонтированный на общем направляющем лотке пресса узел определения косвенного параметра и cвязaн ный с ним блок обработки сигналов,огличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и надежности, устройство снабжено рабочим калиброванным лотком, рычажной системой с кулачковым механизмом , резцом, датчиком положения,электроприводом , датчиком синхроимпульсов, первичным и вторичным преобразователями и блоками управления, памяти и индикации, при этом рабочий калиброванный лоток закреплен на общем направляющем лотке пресса, один конец рычажной системы, соетоящей из двух щарнирно сочлененных по длине рычагов, соединен с резцом, а другой конец рычажной системы, между рычагами которой встроен первичный преобразователь, связанный с вторичным преобразователем, соединен посредством тяги с кулачковым механизмом и закрепленным на нем датчиком положения, соединенным с блоком управления , причем кулачковый механизм кинематически соединен с электроприводом, а блок управления соединен с датчиком синхроимпульсов , электроприводом и соединен ными между собой вторичным преобразователем и блоком памяти, выход которого подключен к блоку индикации.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(5g Е 21 С 39 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3461431/22-03 (22) 28.06.82 (46) 07.02.84. Бюл. № 5 (72) М. А. Гатих и В.А. Царев (71) Институт торфа АН Белорусской CCP и Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН Белорусской CCP (53) 622.325 (088. 8) (56) 1. Берон А. И. и др. Резание угля, М., Госэнергоиздат, 1962, с. 119 †1.

2.Лиштван И. И., Короченко Г.Т. Измерение прочности торфяных брикетов.

«Торфяная промышленность», 1981, № 7, с. 9 — 10, 1981 (прототип). (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ

БРИКЕТОВ И УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ контроля прочности брикетов, заключающийся в определении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между частицами спрессованного материала, и сравнении его с эталонным значением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве косвенного параметра определяют удельную силу скола углов торцовой части, зафиксированных в рабочем калиброванном лотке брикетов,и сранивают ее со значением силы, соответствующей наименьшему значению прочности брикетов,и по результатам сравнения судят о их прочности.

ÄÄSUÄÄ 1071745 А

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее смонтированный на общем направляющем лотке пресса узел определения косвенного параметра и связан ный с ним блок обработки сигналов,отличающееся тем, что,с целью повышения точности контроля и надежности, устройство снабжено рабочим калиброванным лотком, рычажной системой с кулачковым механизмом, резцом, датчиком положения, электроприводом, датчиком синхроимпульсов, первичным и вторичным преобразователями и блоками управления, памяти и индикации, при этом рабочий калиброванный лоток закреплен на общем направляющем лотке пресса, один конец рычажной системы, состоящей из двух шарнирно сочлененных по длине рычагов, соединен с резцом, а другой конец рычажной системы, между рычагами которой встроен первичный преобразователь, связанный с вторичным преобразователем, соединен посредством тяги с кулачковым механизмом и закрепленным на нем датчиком положения, соединенным с блоком управления, причем кулачковый механизм кинематически соединен с электроприводом, а блок управления соединен с датчиком синхроимпульсов, электроприводом и соединен,ными между собой вторичным преобразователем и блоком памяти, выход которого подключен к блоку индикации.

1071745

1

Изобретение относится к приборостроению,в частности к приборам контроля прочности брикетов, полученных, например,из торфа или других сыпучих материалов, и может быть использовано для автоматизации процесса прессования.

Известен способ контроля прочности каменных углей„основанный на измерении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между отдельными молекулами, макромолекулами и частицами материала.

Измерение производится путем фрезерования образцов с помощью резцов или фрезы специального профиля. Возникающее при этом усилие на резце или фрезе пропорционально прочности контролируемых образцов, определяемой согласно существующим

ГОСТам 11J..

Недостатком известного способа контроля прочности кусковых материалов, включая и брикеты, является необходимость разрушения образцов, быстрый износ резцов и фрез, что сопряжено с потерей точности контроля и низкой надежностью устройства для осуществления способа контроля.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности являются способ контроля прочности брикетов, заключающийся в определении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между частицами спрессованного материала, и сравнении его с эталонным значением и устройство для его осуществления, содержащее смонтированный на общем направляющем лотке пресса узел определения косвенного параметра и связанный с ним блок обработки сигналов (2).

Однако устройство для реализации этого способа имеет существенные недостатки, снижающие возможности его внедрения в производство и ухудшающие его метрологические характеристики.

Главный недостаток заключается в необходймости фрезерования брикетов. Скоростное фрезерование (резание) сопряжено с быстрым износом зубьев фрезы и уменьшением ее диаметра (брикеты — абразивный материал), что снижает точность измерения и уменьшает надежность устройства.

Поэтому для обеспечения заданной точности контроля необходимо непрерывно приводить фрезу в работоспособное состояние.

Поскольку на брикетных- заводах используются штемпельные пресса и брикетная лента движется в направляющем лотке толчками, то для исключения поломки фрезы необходимо во время движения (толчка) брикетной ленты поднимать ее вверх, т, е. производить импульсное фрезерование, что усложняет конструкцию устройства.

Другой недостаток заключается в самом принципе измерения прочности путем фрезерования брикетов. В этом случае усилие на фрезе зависит от трех составляющих— от непосредственного разрушения брикетов каждым из зубьев фрезы (полезная составляющая), от усилий трения фрезы о стенки пропила и эвакуации частиц из зоны фрезерования (мешающие составляющие). Поскольку две последние составляющие являются переменными и зависят от глубины фрезерования, состояние рабочего инструмента, вида торфа и его физико-механических характеристик (влажности, зольности, степени разложения и других), то и общее удельное усилие на фрезе, являющееся функцией прочности, является переменной величиной (при постоянной прочности) .

При этом уменьшаются устойчивость и надежность работы установки, существенно увеличивается погрешность контроля прочности брикетов.

Целью изобретения является повышение точности контроля и надежности устройства для его осуществления.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля прочности брикетов, заключающемуся в определении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между частицами спрессованного материала,и сравнении его с эталонным значением, в качестве косвенного параметра определяют удельную силу скола углов торцевой части, зафиксированных в рабочемкалиброванном лотке брикетов, и сравнивают ее со значением силы, соответствующей наименьшему значению прочности брикетов, и по результатам сравнения судят о их прочности.

Кроме того, устройство для осуществления указанного способа, содержащее смонтированный на общем направляющем лотке пресса узел определения косвенного параметра и связанный с ним блок обработки сигналов, снабжено рабочим калиброванным лотком, рычажной системой с кулачковым механизмом, резцом, датчиком положения, электроприводом, датчиком синхроимпульсов, первичным и вторичным преобразователями и блоками управления памяти и индикации,при этом рабочий калиброванный лоток закреплен на общем направляющем лотке пресса, один конец рычажной системы, состоящей из двух шарнирно сочлененных по длине рычагов, соединен с резцом, а другой конец рычажной системы, между рычагами которой встроен первичный преобразователь, связанный с вторичным преобразователем, соединен посредством тяги с кулачковым механизмом и закрепленным на нем датчиком положения, соединенным с блоком управлениэ, причем кулачковый механизм кинематически соединен с электроприводом, а блок управления соединен с датчиком синхроимпульсов, электроприводом и соединенными между собой вторичным преобразова1071745

45 . 50 (например, бесконтактный путевой выклю55

3 телем и блоком памяти, выход которого подключен к блоку индикации.

На фиг. 1 показана общая конструктивная схема устройства контроля прочности брикетов; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — функциональная схема блока обработки электрических сигналов.

Устройство содержит узел определения косвенного параметра, который включает калиброванный рабочий, лоток 1, встроенный в общий направляющий лоток 2 пресса 3, рычажную систему 4, кулачковый мехаиизм 5 и привод рычажной системы, включающей понижающий редуктор 6,электромагнитную муфту 7 и электродвигатель

8. С коленчатым валом пресса связан блок синхронизации — датчик 9 импульсов синхронизации и расположенный около кулачкового механизма датчик 10 положения рычажной системы. Рычажная система включает первичный рычаг 11 с резцом 12 специального профиля, вторичный рычаг 13 с продольным пазом для размещения в нем первичного рычага 11, скобу 14 и тягу 15, соединяющую, рычаг 13 с кулачковым механизмом 5.Между рычагами 11 и 13 встроен первичный преобразователь 16 усилия скола. Рычажная система совершает колебательные движения вокруг оси 17, расположенной в заданной точке относительно лотка 1 с таким расчетом, чтобы обеспечить оптимальный угол входа резца 12 в брикеты 18, а также отклонение его в обе стороны от последних на необходимое расстояние. Брикеты прижимаются с помощью подпружиненных плат 19 и 20 в правый верхний угол калиброванного лотка 1.

При этом углы брикетов, подлежащие сколу, всегда занимают заданное положение относительно оси 17 вращения рычажной системы.

Блок обработки сигналов (фиг. 3) включает датчик 9 импульсов синхронизации работы устройства с движением штемпелей (коленчатого вала) пресса, датчик 10 положения кулачкового механизма 5 относительно брикетов 18 в калиброванном лотке 1, блок 21 управления, электромагнитную муфту 7, первичный 16 и вторичный 22 преобразователи усилия скола в электрический сигнал, включая схему сравнения (вычитания) текущего значения усилия скола с заданной величиной, блоки запоминания

23 и индикации 24 получаемой информации в единицах прочности. Электропривод состоит из редуктора, - электромагнитной муфты и электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

Брикетная лента непрерывно движется толчками в общем направляющем лотке 2.

При этом она проходит и через калиброванный лоток 1. С помощью прижимных плат

19 и 20 верхние правые углы брикетов всега да занимают строго определенное геометрическое положение относительно центра вращения рычажной системы и рабочего движения резца 12. Резец 12, закрепленный на первичном рычаге ll, вращающийся относительно оси 17 и соединенный через первичный преобразователь 16 и скобу 14 с вторичным рычагом 13, приводится в колебательное движение через тягу 15 и. кулачковый механизм 5 приводом 6-8.При движении резца вниз из верхнего граничного положения он скалывает углы брикетов на постоянной заданной площади, достигает нижнего граничного положения и движется вверх до верхнего положения (цикл работы механизма). При движении резца вниз усилие скола воспринимает первичный преобразователь давления, встроенный между рычагами 11 и 13. При обратном движении последнего оба рычага остаются между собой в прежнем сочленении за счет скобы 14.Амплитуда движения резца ототносительно скалываемых углов брикетов и усилие скола обеспечиваются за счет подбора соответствующих плеч обоих рычагов и кулачкового механизма, толщины резца и глубины его внедрения в брикеты. Поскольку. при этом резец скалывает (отрывает) заданный объем последних, внедряясь в материал под заданным углом только при движении вниз (из верхнего положения), то возникающее усилие на резце пропорционально единственному усилию отрыва геометрически постоянной их части (удельное усилие скола), а следовательно, и прочности брикетов. В этом случае составляющие усилия от трения боковых стенок резца о брикеты и эвакуации сколотых кусков (падают под собственным весом и действием резца вниз) отсутствуют. Также практически отсутствует и износ резца, так как он во время скола не испытывает столь существенного трения о спресованный материал и имеет с ним непродолжительный кон-. такт.

Каждое единичное измерение усилия скола производится за интервал времени, когда брикетная лента находится в неподвижном состоянии. 3а этот промежуток времени резец из верхнего положения должен успеть произвести скол и,вернуться в исходное положение. Следовательно, цикл измерения должен быть жестко, синхрониаирован с возвратно-поступательным движением штемпеля пресса. Для синхронизации служит датчик 9 импульсов синхронизации чатель), который срабатывает от металлического флажка, закрепленного на валу коленчатого вала пресса.

В момент начала обратного хода штемпеля (верхняя мертвая точка) датчик 9 синхронизации вырабатывает электрический импульс, который посредством блока 21

1071745

80 управления включает электромагнитную муфту 7. Муфта остается включенной до тех пор, пока датчик 10 положения, закрепленный на кулачковом механизме 5 (фиг.2) не выдаст команду на блок 21 управления для выключения электромагнитной муфты.

Датчик 10 положения вырабатывает импульс при завершении одного полного оборота кулачкового механизма 5 и выключает муфту. При этом закончиТся единичный цикл измерения и резец вернется в исходное 1ð верхнее положение. В этом состоянии он находится до начала очередного движения брикетной ленты.

Усилие,при котором происходит скол углов брикетов, регистрируется первичным преобразователем 16 (датчиком давления).

Вторичный преобразователь 22 преобразует усилие скола в электрический сигнал, сравнивает его с эталонным, например минимальным, усилием скола за время цикла измерения. Разница сигналов через блоки 23 запоминания подается на регистрирующий прибор, оттарированный в соответствующих единицах прочности (блок 24 индикации).

Измерения производятся не при каждом цикле прессования, а периодически, например один раз в минуту или любой другой заданный интервал времени, запрограммированный блоком 21 управления.

В промежутках между единичными измерениями блок 24 индикации показывает результат последнего измерения, которое за это время фиксируется на одном уровне блоком 23 запоминания.

Предлагаемые способ и устройство для измерения прочности брикетов могут быть с одинаковым успехом использованы как для непрерывного контроля последних в производстве в направляющих лотках и автоматизации процессов брикетирования сыпучих материалов, так и для определения их прочности в лабораторных стационарных условиях. В этом случае брикеты вставляются в калиброванный рабочий лоток 1 (фиг. 2) вручную и фиксируются в нем с помощью прижимных плат 19 и 20.Вклю чается в работу привод, и производится указанным образом измерение прочности. Отличие состоит только в том, что в функциональной схеме отсутствует датчик 9 импульсов синхронизации и блок 23 запоминания получаемой информации.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство для его осуществления позволяют по сравнению с известными контролировать с высокой точностью прочность брикетов в направляющих лотках на выходе из прессов и в лабораториях, при этом повышается надежность устройства из-за отсутствия износа рабочего инструмента. Внедрение их в производство позволит автоматизировать процессы брикетирования и управлять качеством готовой продукции.

1071745

Составитель И. Фурман

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1563/26 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4