Устройство для программной закалки длинномерного изделия

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 21 D 11/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3907952/22-02 (22) 09.04.85 (46) 23.09.86. Бюл. М - 35 (71) Пермский политехнический институт (72) З.С.Заневский, Г.В.Кропачев, П.В.Кузьменко, Т.C.Ëåãoòêèíà и Н.М.Лицын (53) 621.785.616(088.8) (56) Авторское свидетельсгво СССР

Ф 585226, кл . С 21 D 11/00, 1976 .

Авторское свидетельство СССР

9 749918, кл. С 21 Р 11/00, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОЙ

ЗАКАЛКИ ДЛИННОМЕРНОГО ИЗДЕЛИЯ, содержащее подъемный механизм, соединенный с импульсным датчиком перемещения, программный блок частоты, регулятор скорости, подсоединенный к подъемному механизму, счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом импульсного датчика переме„„SU„„1258854 А 1 щения, а выход - с входом программного блока частоты, н реверсивный счетчик, причем первый вход реверсивного счетчика подсоединен к выходу программного блока частоты, второй вход — к выходу импульсного датчика перемещений, третий вход — к второму выходу счетчика импульсов, а выход соединен с входом регулятора скорости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности поддержания заданного режима и повьппения качества закалки, оно снабжено блоком фиксации начального положения изделия перед закалкой, первый выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости, второй выход соединен с третьим входом регулятора скорости, третий выход соединен с вторым входом счетчика импульсов и вторым входом программного . блока частоты, а вход соединен с вторым выходом счетчика импульсов.

12588S4

Изобретение относится к технике закалки длинномерных иэделий, например труб, валов переменных сечений в баке с жидкостью, и может быть использовано в металлургической промышленности.

Цель изобретения — увеличение точности поддержания заданного режима и повышение качества закалки иэделий.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для программной закалки длинномерного изделия; на фиг. 2 — схема счетчика импульсов; на фиг. 3 — схема программного блока частоты; на фиг. 4 — схема блока фиксации начального положения изР делия перед закалкой; на фиг. 5— схема реверсивного счетчика;на фиг.бсхема регулятора скорости с подъемным механизмом.

Устройство для программной закалки длинномерных изделий (фиг. 1) содержит подъемный механизм 1, импульсный датчик 2 перемещения, реверсивный счетчик 3, регулятор 4 скорости, счетчик 5 импульсов, программный блок 6 частоты, блок 7 фиксации начального положения иэделия перед закалкой.

Счетчик S импульсов (фиг. 2) состоит иэ схем И 8 и 9 совпадения, триггера 10, ннверторов 11 и 12 системи реверсивных счетчиков 13 с дешифраторами 14, коммутатора 15, схем 16. 1,... 16. i, 16(К-2), 16(K-1), 16.К совпадения и схемы ИЛИ 17 суммирования. !

Программный блок 6 частоты (фиг. 3) состоит из генератора 18 системы счетчиков 19 с дешифраторами 20, коммутатора 21, счетчика 22 участков, дешифратора 23 участков, схемы 24 совпадения и схемы ИЛИ 25.

Блок 7 фиксации начального положения изделия перед закалкой (фиг. 4) состоит из датчиков 26, усилителей

27, триггеров 28 Шмитта, схем 29-31 совпадения, схем ИЛИ 32 и 33, генератора 34, счетчика 35, дешифратора 36, коммутатора 37, триггера 38, элемента И 39, триггера 40 установки в

"0", инвертора 41.

Реверсивный счетчик 3 (фиг. 5) содержит реверсивный счетчик 42, схе му И 43 разрешения, триггер 44, схемы 45 и 46 разрешения, триггер 47, 5

40 схемы 48 и 49 разрешения, счетчик

50 и дешифратор 51.

Регулятор 4 скорости с подъемным механизмом 1 (фиг. 6) содержит усилители 52, 53 и 58, электромагнитное реле 54 и 55, электромагнитный контактор 56, блочные генераторы 59, асинхронный двигатель 57 и тиристорные ключи 60.

Устройство работает следующим обPR90H

Перед закалкой изделие устанавливается над баком и включается питание всей системы.

При этом блок 7 приводится в исходное положение (фиг..1). На третьем выходе А присутствует логическая "1", которая держит счетчик 5 импульсов и программный блох 6 частоты в нулевом состоянии, "0" с второго выхода Б счетчика 5 импульсов производит запись числа "SOO" в реверсивный счетчик и удерживает его в этом состоянии до опускания изделия в бак.

Поскольку датчики 26 блока 7 не возбуждены, то сигнал присутствует на первом выходе В блока 7, этот сигнал поступает в регулятор 4 скорости с подъемным механизмом. Последний производит опускание изделия.

Как только раскаленная заготовка появится в поле зрения первого датчика 26 блока 7, на первом В и втором

Г выходах последнего появится логический "О" и двигатель, опускающий заготовку, остановится. Если деталь проскочит начальную зону, то возбудится второй датчик 26 и появится сигнал "0", на втором выходе Г блока 7, что определит подъем изделия.

:Это будет продолжаться до тех пор, пока кромка иэделия не остановится в заданной зоне.

После этого через программное время начальной выдержки изделия с третьего выхода A блока 7 "0" раз" решит работу счетчика 5 импульсов и программного блока 6 частоты, но последний не будет работать до конца опускания изделия в бак. Одновременно "1" вновь появится на первом выходе В и иэделие начнет опускаться, При опускании сигнал с импульсного датчика 2 перемещения поступает на суммирующий вход счетчика 5 импульсов. До конца опускания работа реверсивного счетчика 3 запрещена.

1258854 4 на схемах 16. (К-1) и 16. (К-2), соответствует длине первой и-поверхности воды в баке части изделия, имеющего постоянное сечение и т.д. При опускании изделия все схемы 16.(К-1), 16 .(К-2), ..., 16 . i ... и 16 . 1 закрыты уровнем запрета с триггера 10 и только при наборе счетчиком числа, соотнетствую6в го 16.К,срабатывает

10 триггер 10, разрещается работа остальных схем 16.(К-1), 16.(К-2),..., 16.i и 16.1, выдается сигнал на включение программного блока частоты (выход И и одновременно подается

15 сигнал в блок 7 (выход Б). м- Программный блок 6 частоты (фиг. 3) запускается счетчиком импульсов после опускания изделия в бак.

20 В коммутаторе 21 и схемах 24 совпадения набираются коэффициенты, на которые должна делиться частота генератора 18, Импульсы с выхода счетчика импуль25 сов поступают на вход К в счетчик 22 участков. При приходе первого импульса в счетчик участкон появляется единичный уровень на первом выходе дешифратора 23. Разрешена работа перец,вой схемы 24 совпадения, а все остальные схемы 24 закрыты.

Если, например, на первой схеме

24 набрано число "100", то на выходе схемы ИЛИ 25 появляется каждый сотый импульс, поступающий с генератора

18, т.е. частота генератора 18 делится на "100", этот же импульс со схемы 25 сбрасывает счетчики в "0".

После полного опускания изделия в закалочный бак, что соответствует набору определенного числа н счетчике 5, выдается сигнал "1" с второ

ro выхода Б счетчика 5 импульсов в блок 7 и запрещает дальнейшую его работу, одновременно начинается вытяжка иэделия из воды, счетчик 5 пе реключается на режим "Вычитание".

Сигнал со счетчика 5 поступает на программный блок 6 частоты, включая определенную частоту задания, посту пающую на первый (суммирующий) вход А реверсивного счетчика 3, выходной сигнал которого включает регулятор скорости, и двигатель подъе ного механизма разгоняется, поднимая изделие. При этом на второй (ны читающий) нход Е реверсивного счетчика 3 начинают поступать импульсы с датчика 2. В результате на выходе Ж счетчика появится разностный сигнал, управляющий регулятором 4 скорости, при этом устанавливается онределенная скорость подъема изделия. При наборе счетчиком 5 следующего заданного числа (числа соответ ствуют технологической программе и определяют места изменения конуснос ти) происходит переключение частоты задания программного блока 6 частоть

При изменении текущей скорости изменяется частота сигналов с импульсног датчика 2 перемещения, поступающая на второй. вход Е реверсивного счетчи ка 3, и на выходе Ж счетчика 3 устанавливается число, определяющее новую скорость вытяжки и т.д. т

Счетчик 5 импульсов работает следующим образом. 40

По сигналу с блока 7 триггер 10 . и счетчики 13 (фиг. 2) устанавливаются в "0".

При опускании изделия счетчики работают в режиме суммирования сигна-45 лов с датчика импульсов, поступающих на первый вход 3 (открыта схема 8).

Выходы счетчиков соединены с соответствующими входами дешифраторов 14, выходы которых поступают в коммута- 5р тор 15. В коммутаторе и на схемах совпадения набираются числа, соответствующие длине изделия, причем число, набранное по схеме 16, соотнетст нует полному погружению, разность 55 чисел, набранных на схемах 16.К и 16(К-1), соответствуют уровню зеркала воды. Разность чисел, набранных

При приходе второго импульса в счетчик 22 участков появляется единичный уровень на втором выходе дешифратора 23 и открывается вторая схема 24 совпадения. Частота генератора 18 делится на число, записанное во второй схеме 24. По входу счетчик участков сбрасывается в "0" сигналов с блока 7.

Устройство приводится в исходное состояние блоком 7.

При этом с триггера 40 установки в "0" (фиг. 4), представляющего собой триггер Шмитта с большой емкостью на входе, приходит сигнал обнуления на триггер 38, схема устанавливается в исходное состояние. На выходе А блока 7 присутствует логическая "1", которая держит счетчик

1258854

3 импульсов и программный блок частоты в состоянии нулевом.

Датчики 26 могут быть, например, инфракрасными фотодиодами, реагирующими на нагретую заготовку. Фотодиоды установлены один над другим на расстоянии, равном ширине начальной эоны, расстояние от нижнего датчика до зеркала воды в баке равно первоначальному установочному уровню, причем верхний на схеме датчик (фиг. 4) расположен на баке вьппе, чем нижний по схеме датчик.

С датчика 26 сигналы усиливаются устройствами 27, представляющими собой операционные усилители, и, сформированные триггерами 28 йчитта, поступают на схемы 29-31 совпадения.

Если датчики не возбуждены, то сигналы "1" со схемы 29 совпадения (на остальных схемах совпадения логический "0 ") через схему ИЛИ 32 поступает на первый выход, что определяет опускание изделия. Если возбуждены оба датчика, то сигнал

"1" со схемы 30 совпадения (остальные схемы в состоянии "О") через схему ИЛИ 33 подается на выход Г, а ыа выход Б гри этом поступает "0", Это состояние определяет подъем изделия.

Схема 3 совпадения срабатывает тогда, когда возбужден верхний по схеме датчик и не нозбужен нижний по схеме датчик. Эта схема совпадения разрешает счетчику 35 считать импульсы с генератора 34 (при этом на выходах В, Г) присутствует сигнал "0" и изделие останавливается.

На дешифраторе 36 и коммутаторе 37 задано число, определяющее время выдержки горячего изделия в заданной зоне. Сигнал "О" по истечении заданного времени устанавливает тригråð 38 в "1", через элемент 39 сигнал " 1" попадает через схему ИЛИ 32 на выход В и изделие начинает онус— каться. С триггера 38 сигнал "1" также через инвертор 41 попадает на выход А н разрешает работу счетчика импульсов и блока программной частоты.

Схемами 29, 30, 31 и 39 совпадения управляет сигнал входа 0, разрешает работу схема совпадения "1", запрещ,.ет работу этих схем и через элемент ИЛИ 33 эта "1" проходит на выходе Г, обусланлиная подъем изделия.

Сигналы с программного блока 6 частоты (фиг. 1) поступают на суммирующий вход счетчика 42 (фиг. 5), на вычитающий вход которого подаются импульсы с датчика 2 перемещения, Реверсивный счетчик 42 является интегрирующим звеном и построен по схеме с нулем посредине. Пусть, например, эа нуль принято число "500". Числа более "500" определяют режим разгона, менее "500" — торможения. Регулирование производится около числа "500", что соответствует нулевой статистической ошибке (астатическая система).

Сигналы заданной и текущей частот через схемы разрешения поступают на счетчик 50.В зависимости от числа в счетчике 50 включается определенная ступень тиристорного коммутатора и шунтируется либо включается определен. ная величина добавочного сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя 57 (фиг. 6) и двигатель разго-няется (тормозится) до требуемой скорости. При равенстве заданной и действительной частот происходит переключение одной или нескольких ступеней роторного сопротивления с определенной частотой. Если используется четыре ступени роторных сопротивлений, то малый счетчик имеет емкость, равную четырем.

Счетчик 50 считает входные импульсы при условии, что схема разрешения открыта. При наборе счетчиком

42 числа "504" триггер 44 устанавливается в "0", запирещается работа схем 48 и 49 и счет счетчика 50, ко".oðbÿ досчитывает до четырех. При этом выключаются все ступени и двигатель разгоняется с максимальной скоростью. Импульсы с датчика перемещения вычитаются в счетчике 43 и при наборе в нем числа "500" устанавливаются в "1" триггеры 44 и 47 и разрешается работа счетчика 50.

Если текущая скорость больше заданной, то происходит вычитание в счетчиках 42 и 50, включаются определенные роторные ступени и двигатель тормозится. !

Набор в счетчике 42 числа "496" устананливает в "0" триггер 47 (срабатывает схема 46) и запрещается работа схем 48 и 49 и счетчика 50, в котором уже записан "0", что соот. ветствует полностью нключенным роторным сопротивлениям. Двигатель тормоэится и частота задания становится больше текущей.

При наборе счетчиком 42 числа

"500" срабатывает схема 45, вновь разрешается работа счетчика 50 и т.д. Выходы счетчика 50 подключаются к дешифратору 51, выход с которого поступает на первый вход Л регулятора скорости.

Сигналы с первого входа регулятора усиливаются усилителями 58 (фиг. 6) и через цепи гальванической развязки, выполненные на блочных генераторах 59, коммутируются те или иные тиристорные ключи 60, с помощью которых н подключаются сопротивления в роторную обмотку двигателя 57.

Статорную обмотку асинхронного двигателя 57 коммутирует электромагнитный контактор 56, параллельно контактам В и М которого подключены контакты реле Р2.1 и Р1.1 соответственно, реле P!(54) и P2(56) включаются

58854. 8 уровнем логической "!" с входов М и Н, усиленным усилителяыи 52 и 53 соответственно.

Импульсный датчик перемещения стандартный, например индуктивный и работает на срыве генерации при прохоздении над магнитной системой датчика зубьев зубчатого колеса, свя эанного с валом двигателя подъемного !

О механизма. Число зубьев колеса определяется требуемой точностью запора перемещения.

Предлагаемое устройство для проtS граммной закалки длинномерного изделия позволяет повысить точность начальной установки изделия до 0,2Х, что обеспечивает получение требуемой точности поддершания технологическо20 го режима, при этом улучшается качество закалки и обеспечивается безопасность работы обслузивающего персонала.

©va. 2

1258854

1258854

Фиг. Ф

1258854

Составитель Г.Демин

Темред Л.Олейник Корректор В. Бутяга

Редактор А.Козориз

Заказ 5088/26 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предгриятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4