Прессовая установка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И),(51)4 В 30 В 5 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А STOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2908798/25-27 (22) 01.04.80 (46) 15. 07. 87. Бюл. У 26 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Б.M.Ãoòëèá, В.M.Áàðàí÷èêîâ, И.А.Добычин, В.В.Стародумов, Ю.Г.Семянников и А.И.Люблин (53) 621.97(088.8), (56) Патент США и 3670552, кл. 72-8.04.04.72. (54)(57) ПРЕССОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая пресс с исполнительными орга-. нами, датчики скорости прессования и температуры заготовки и инструмента, а также систему управления, о тл и ч.а ю щ а я с я тем, что, с целью повьнпения ее надежности и качества изделий, она снабжена установленным на выходе пресса электронагревательным устройством с датчиками температуры на его входе и выходе, а система управления выполнена в виде соединенных между собой блоков моделирования, адаптации и определения механических свойств заготовок, а также блоков управления исполнительными органами пресса и электронагревательным устройством, при этом датчики температуры на входе и выходе пресса и датчики скорости прессования соединены с блоками моделирования,. адаптации и определения, механических свойств заготовок, а датчики температуры на входе и выходе электронагревательного устройства — с блоком уп9 равления этим устройством, причем выходы блока управления исполнительными органами пресса соединены с этими органами, а его вход подключен к выходу блока моделирования.

1323412

Изобретение относится к машиностроению, в частнос"и к конструкции оборудования для обработки металлов давлением.

Известна прессовая установка, содержащая пресс с исполнительными органами, датчики скорости прессования и температуры заготовки и инструмен- та, а также систему управления.

В данной системе режим прессования 10 не учитывает отклонения механических свойств в отдельных партиях заготовок и изменяющиеся в процессе прессования параметры обработки. Следствием этого является невысокое качество заготовок, подвергающихся закалке в условиях изотермического прессования и недостаточная надежность работы установки.

Повышение надежности и качества изделий достигается тем, что прессовая установка, соцержащая пресс с исполнительными органами, датчики скорости прессования и температуры за25 готовки и инструмента, а также систему управления снабжена установленным на выходе пресса электронагревательным устройством с датчиками температуры на его входе и выходе, а система управления выполнена в виде соединенных между собой блоков моделирования, ацаптации и оп- . ределения механических свойств заготовок, а также блоков управления испопнительными орга.нами пресса и электронагревательным устройством, при этом датчики температуры на входе и выходе пресса и датчики скорости прессования соеди:- ены с блоками моделирования, адаптации и определения механических свойств загото1 вок, а датчики температуры .на входе и выходе электронагревательного устройства — с бяоком управления этим

45 устройством, причем выходы блока управления исполнительными органами пресса соединены с этими органами, а его вход подключен к выходу блока моделирования, На фиг.1 представлена блок-схема

50 установки; на фиг,2 - график изменения скорости прессования„. на фиг.3 — зависимость изменения темпе— ратуры заготовки на выходе из пресса в процессе обраоотки. Прессовая установка содержит пресс 1 с датчиком 2 скорости прессования, датчиками температуры и на входе 3 и выходе 4 пресса 1 его и "полнительные органы 5, электронагревательное устройство 6 с датчиками темпeðàòóðû и на его входе 7 и выходе 8 закалочное устройство 9 и систему 10 управления, которая состоит из блока 11 управления электронагревательным устройством, блока 12 адаптации, блока 13 моделирования и блока 14 определения механических свойств прессуемых заготовок, а также блока 15 управления исполнительных органов пресса. Блок 11 управления электронагревательным устройством имеет четыре входа, два из которых связаны с датчиками температуры 7 и 8 на входе и выходе электронагревательного устройства, два других — с датчиком 2 скорости прессования и с выходом блока 13 моделирования, а вы-. ход соединен с электронагревательным устройством 6. Блок 12 адаптации имеет четыре входа, которые связаны с датчиками 3 и 4 температуры на входе и выходе пресса, с датчиком 2 скорости прессования и с выходом блока 13 моделирования, а выход соединен с одним из входов блока 13 моделирования, четыре других входа которого связаны с датчиками 3 и 4 температуры на входе и выходе пресса, с датчиком 2 скорости прессования и с выходом блока

14 определения механических свойств заготовок, а четыре выхода связаны с входами блоков управления электронагревательным устройством 11, адаптации 12, управления исполнительными органами пресса 15 и блоком 14 определения механических свойств прессуемых заготовок, три других входа которого связаны с датчиками 3 и 4 температуры на входе и выходе пресса и с датчиком 2 скорости прессования, а выход связан с входом блока 13 моделирования. Блок 15 управления исполнительными органами пресса имеет два входа, связанных с блоком 13 моделирования с датчиком положения исполнительных органов 5 пресса, а выход связан с исполнительными органами 5 пресса. !

Управление установкой прессования осуществляется следующим образом.

Вначале по известным средним значениям механических свойств прессуемых заготовок (действительные же механические свойства имеют значительный разброс около своих средних зна1323412 чений ири перепаде от одной партии заготовок к другой) определяют базовый закон изменения скорости прессования во времени (базовую модель процесса прессования), который имеет вид (фиг.2) V(t) = V„+ (V„-V„) exp(At), (1) где V(t) переменная во времени t 10 скорость прессования; соответственно начальная скорость прессования и на стационарной стадии процесса; 15 переменный параметр, зависящий от значения механических свойств с

5 прессуемых заготовок (вид функции f определя- 20

Ч V—

Н сг

A=f(!—

9 (t) = 9 (9„9,) ехр(P t) (2) где Q t — температура пресс-изде45 лия в любой момент времени прессования температура заготовки; температура пресс-изделия на стационарной стадии процесса прессования, которая совпадает с температурой 9 (t) при

t 1, 5 2 мин, переменный параметр, зависящий от механических свойств заготовки с з (вид функции Р опрелеля9, ст с(7 (с ) ют опытным или расчетным путем) .

Перед прессованием каждой партии заготовок, принадлежащих одной плав25 ке, из нее отбирают по 5-6 заготовок и осуществляют опытное прессование их, В процессе опытного прессования по результатам замера температуры пресс-изделий на выходе пресса определяют действительные механичес30 кие свойства прессуемой партии заготовок (внутри партии механические свойства изменяются незначительно).

Определение действительных механических свойств каждой партии заготовок производят с помощью формулы, связывающей температуру пресс-изделия на выходе пресса с основными технологическими параметрами прессования и механическими свойствами заготовки, которая имеет вид (фиг.3): ют опытным или рАсчетным путем) .

Полученные иэ выражения (2) значения механических свойств заготовок с подставляют в выражении (1) и корректируют таким образом модель процесса прессования (осуществляют адаптацию системы управления к меняющимся от партии к партии механическим свойствам прессуемых заготовок), Сигналы об изменении скорости прессования поступают в блок 14 управления исполнительными органами пресса, который управляет величиной открытия дроссельной заслонки исполнительных органов пресса по следующей зависимости аЬ = f(V, hp) лЧ, (3) где ЬЬ вЂ” перемещение дроссельной заслонки;

ЬЧ вЂ” величина изменения скорости прессования; величина перепада давления в подводящей магистрали в рабочем цилиндре пресса; значение скорости прессования в данный момент времени; функция, вид которой определяется экспериментально.

После адаптации модели процесса прессования (по результатам определения действительных механических свойств прессуемых заготовок — исследования внешней среды) в процессе прессования оставшихся в данной партии заготовок осуществляют допол-:нительный нагрев пресс-изделий на выходе иэ пресса до температуры закалки, которая всегда превышает температуру пресс-изделия на выходе пресса и не может быть достигнута только sa счет изменения скорости прессования. Дополнительный нагрев осуществляют в электронагревательном устройстве 6, которое наряду с нагревом позволяет создать противодавление в процессе прессования, также благоприятно сказывающееся на качестве пресс-иэделий, в связи с улучшением схемы напряженного состояния прессуемого материала. Величину дополнительного нагрева определяют по разности температуры пресс-изде1323412 лия на входе электронагревательного, устройства 6 и температуры, необходимой для закалки изделий. При этом управление величиной дополнительного нагрева осуществляют одновременно (согласованно) с регулировкой температуры пресс-изделия за счет изменения скорости прессования. Закалку пресс-изделий осуществляют в закалочном устройстве 9, установленном íà 10 выходе иэ электронагревательного устройства 6.

Система управления работает следующим образом.

Блок 13 моделирования совместно 15 с блоком 15 управления исполнительными органами пресса, получая от датчиков 3,4 и 2 данные о температуре заготовки и пресс-иэделия, а также скорости прессования и положении 20 исполнительных органов 5 пресса, осуществляют, согласно зависимости (2) и (3), регулирование температуры пресс-изделия за счет изменения скорости прессования воздействия на исполнительные органы пресса. Блок 11 управления электронагревательным устройством 6, имея от датчиков 2,7 и 8 данные о скорости прессования и температуры пресс-изделий на вхо- 30 де и выходе электронагревательного устройства 6, осуществляет управле ние. дополнительным нагревом пресс-изделий до температуры закалки (вторая ступень управления температурой 35 пресс-изделия) . При этом блок 11 управления электронагревательным устройством осуществляет связь с блоком 13 моделирования прессования, получая от него сигналы об изменении 40 скорости прессования. Такая связь повьппает качество и надежность управления, -.àê как обеспечивает возможность предвидения изменения скорости прессования и, кроме того, дублирует работу датчика 2 скорости прессования в случае его отказа. Блок !2 адаптации, имея от датчиков 3,4 и 2 данные о температуре заготовки и пресс-изделия. и о скорости прессования, а также данные о действительных механических свойствах заготовок от блока 14 определение механических.свойств прессуемых заготовок, осуществляет коррекцию блока 13 моделирования (закона изменения скорости прессования) (1) согласно формуле (2). Работа блока 12 адаптации и блока 14 определения механических свойств прессуемых заготовок позволяет построить гибкую систему управления,способную адаптироваться к изменению механических свойств различных партий заготовок.

Такая система управления прессовой установкой позволяет осуществить согласованное двухступенчатое регулирование температуры пресс-изделий в узком диапазоне температур (не превышающем 10-15 С), необходимом для закалки иэделий непосредственно на столе пресса. Двухступенчатое управление температурой пресс-изделий достигается за счет регулирования скорости прессования во времени, закон которого определяется уровнем механических свойств прессуемьгс заготовок, а также путем дополнительного нагрева до температуры закалки в электронагревательном устройстве, величина которого зависит от скорости прессования и температуры изделия на выходе пресса.

Эффективность использования прессовой установкой обуславливается повьппением качества изделий и ее надежности.

1323412

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Заказ 2918/21

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Вст в, Фигз

4т

t CÒ