Устройство для измерения усилия на штоке приводного силового цилиндра

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ. НА ШТОКЕ ПРИВОДНОГО СИЛОВОГО ЦИЛИНДРА, преимущественно правильной машины, установленного на основании и имеющего крышку, содержащее датчики, связанные с силовым цилиндром, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения усилия на штоке силового цилиндра с одновременным упрощением, вывода информации о величине этого усилия, оно снабжено шарнирно соединенным с основанием камнем, в крышке корпуса силового цилиндра выполнен паз для размещения камня, а в качестве датчиков использованы два датчика сил сжатия, расположенных в пазу крышки по обе стороны от камня с возможностью взаимодействия с ним. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения усилия правки и повышения долговечности узлов устройства путем уменьшения начальной скорости приложения усилия силового цилиндра к рабочему органу, оно дополнительно снабжено амортизато (Л рами, размещенными в пазу крышки корпуса силового цилиндра по обе стороны от камня с возможностью взаимодействия с датчиками сил сжатия и камнем.

СО(ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,„5U„,1132998

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3636587/25-27 (22) 19.08.83 (46) 07.01.85. Бюл. № 1 (72) P. А. Адамович, В. П. Бардин, Ю. М. Ганеев, Б. М. Лебедев, Ю. П. Михайлов и Л. М. Рудельсон (71) Колпинское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института металлургического машиностроения Научно-производственного объединения «ВНИИМЕТМАШ» (53) 621.982.45 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 733788, кл. В 21 D 11/14, 1978 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ, НА ШТОКЕ ПРИВОДНОГО СИЛОВОГО ЦИЛИНДРА, преимущественно правильной машины, установленного на основании и имеющего крышку, содержащее датчики, связанные с силовым цилиндром, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения усилия на

В 21 D 3/00; 11/14; В 30 В 15/06;

4Ш В 30 В 15/16; F 16 J 10 00 штоке силового цилиндра с одновременным упрощением. вывода информации о величине этого усилия, оно снабжено шарнирно соединенным с основанием камнем, в крышке корпуса силового цилиндра выполнен паз для размещения камня, а в качестве датчиков использованы два датчика сил сжатия, расположенных в пазу крышки по обе стороны от камня с возможностью взаимодействия с ним.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения усилия правки и повышения долговечности узлов устройства путем уменьшения начальной скорости приложения уси- а лия силового цилиндра к рабочему органу, оно дополнительно снабжено амортизато- фф рами, размещенными в пазу крышки корпуса силового цилиндра по обе стороны от камня с возможностью взаимодействия с датчиками сил сжатия и камнем.

1132998

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к приводам машин дискретного действия для правки сортового и листового металла, труб и деталей удлиненной формы, оснащенных системами автоматического управления процессом правки, и может быть использовано также в приводах гибочных, скручивающих и иных деформирующих машин дискретного действия.

Известно устройство для измерения усилия на штоке приводного силового цилиндра, установленного на основании и имеющего крышку, внполненное в виде датчиков (1).

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения усилия на штоке силового цилиндра, сложность вывода информации о величине этого усилия, а также большая начальная скорость приложения усилия силового цилиндра к рабочему органу, вызывающая как превышение усилием привода усилия правки в момент страгивания рабочего органа с места, так и снижение долговечности узлов привода и машины.

Низкая точность измерения усилия на штоке силового цилиндра обусловлена тем, что в качестве устройства для измерения усилия использованы датчики давления (манометры), соединенные посредством трубопроводов с полостями силового цилиндра.

Указанными датчиками измеряется давление рабочей жидкости на поршень, пропорциональное суммарному усилию силового цилиндра.

Одной из составляющих этого усилия является переменная по величине сила трения в силовых цилиндрах, которая возникает в уплотнениях поршня и штока и зависит по величине от характеристик уплотнений и давления рабочей среды в силовом цилиндре.

От датчика давления в систему управления поступает сигнал, пропорциональный суммарному усилию силового цилиндра, которое существенно превышает по величине действительное значение нагрузки, осуществляющей непосредственное деформирование заготовки. В связи с этим система управления, в которую поступает неточная информация, выдает команду на преждевременную остановку процесса правки. В результате заготовка после остановки процесса может иметь отклонение от заданной формы, превышающее допускаемое.

Целью изобретения является повышение точности измерения усилия на штоке силового цилиндра с одновременным упрощением вывода информации о величине этого усилия, а также уменьшение несоответствия между измеряемым усилием и усилием правки и повышение долговечности узлов привода и машины.

40, штоке каждого силового цилиндра выполнено в виде двух датчиков 8 сил сжатия, расположенных по обе стороны от камня 4

5 0

3О

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения усилия на штоке приводного силового цилиндра, установленного на основании и имеющего крышку, содержащее датчики, связанные с силовым цилиндром, снабжено камнем, шарнирно соединенным с основанием, в крышке корпуса силового цилиндра выполнен паз для размещения камня, а в качестве датчиков использованы два датчика сил сжатия, расположенных в пазу крышки по обе стороны от камня с возможностью взаимодействия с ним.

Устройство снабжено амортизаторами, размещенными в пазу крышки корпуса силового цилиндра по обе стороны от камня с возможностью взаимодействия с датчиками сил сжатия и камнем.

На фиг. 1 приведена кинематическая схема устройства применительно к приводу правильной машины на примере универсальной сортоправильной машины дискретного действия; на фиг. 2 — привод правильной машины с устройством для измерения усилия на штоке силового цилиндра; на фиг. 3— разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — привод правильной машины с амортизаторами, пер. вый вариант; на фиг. 5 — то же, второй вариант.

Правильная машина содержит станину

1, подвижные рабочие органы, выполненные в виде двух поворотных зажимных головок 2, и четыре привода, каждый из которых выполнен в виде силового цилиндра 3 для перемещения соответствующего подвижного рабочего органа.

На станине установлен камень 4, шарнирно соединенный с основанием при помощи пальца 5 (основанием для одной пары силовых цилиндров является станина машины, а для другой пары — неповоротная 6 и поворотная 7 тележки) .

Устройство для измерения усилия на с возможностью взаимодействия с ним.

Каждая из зажимных головок 2 соединена с соответствующей тележкой с возможностью вращательно-качательного движения относительно оси, перпендикулярной оси правки. Вес зажимной головки передается на тележку через конические катки 9.

Перемещение губок 10 зажим ной головки осуществляется при помощи электромеханического привода 11.

Неповоротная тележка 6 установлена в прямолинейных направляющих станины с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси правки. Вес этой тележки передается на станину через катки 12. Усилия от изгиба выправляемой за1132998

3 готовки 13 передаются на станину через катки 14.

Поворотная тележка 7 установлена в дугообразных направляющих станины с возможностью вращательно-качательного движения относительно оси правки. Вес этой тележки передается на станину через четыре катка 15. На тележке смонтирован также пятый каток 16, служащий для .восприятия осевых усилий, возникающих при включении силового цилиндра неповоротной тележки 6. 10

Поворотная тележка имеет также фиксаторы

17, служащие для обеспечения ее неподвижного соединения со станиной при правке заготовок, не имеющих скрученности.

Датчики 8 сил сжатия установлены с возможностью возвратно-поступательного пере15 мещения в пазу хвостовика 18 крышки 19 корпуса силового цилиндра. Устранение зазора между датчиками сил сжатия и камнем при наладке осуществляется при помощи резьбовой пробки 20, которая служит также о для восприятия усилия силового цилиндра при подаче давления в его штоковую полость.

Каждый датчик силы сжатия состоит из продольного упругого элемента 21, наклеенных на его поверхность тензорезисторов

22 и силораспределительного элемента 23, служащего для равномерной передачи усилия на упругий элемент (фиг. 2 и 3).

Для более точного измерения усилия силового цилиндра в начальной стадии нагружения в пазу крышки корпуса силового цилиндра могут быть установлены два амортизатора 24 с возможностью взаимодей4 ствия с датчиками 8 сил сжатия и камнем

4 (фиг. 5 и 4).

Амортизаторы могут быть выполнены, например, в виде винтовых (фиг. 4) или тарельчатых (фиг. 5) пружин. Датчики сил сжатия также могут быть различного типа: изгибными (фиг. 4), сдвиговыми (фиг. 5) и т. и.

Привод работает следующим образом.

При включении привода в одну из полостей силового цилиндра 3 подают давление, вызывающее перемещение штока.

Усилие силового цилиндра в зависимости от направления перемещения штока вызывает деформацию одного из упругих элементов 2! датчика 8 силами сжатия. Наличие двух датчиков сил сжатия и их расположение по обе стороны от камня 4 обеспечивает возможность измерения знакопеременных усилий на штоке силового цилиндра.

В случае, если давление в полости силового цилиндра возрастает не постепенно, а резко, усилие на штоке вследствие инерционности рабочего органа больше, чем усилие, воспринимаемое в данный момент времени заготовкой. Если упругих свойств датчиков сил сжатия недостаточно, для уменьшения начальной скорости приложения усилия силового цилиндра к рабочему органу используют амортизаторы 24. При этом обеспечено равенство . измеряемого усилия и усилия правки на всех стадиях нагружения. заготовки и нормальное функционирование системы автоматического управления процессом правки заготовки.

1132998.

Составитель А. Сонин

Редактор С. Лыжова Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 9553/10 Тираж 774 Подписное

Вг1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ٠— 35, Раушская наб., д; 4/5 филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4