Поточная автоматическая линия для управляемого индукционного нагрева деталей

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для управления индукционным нагревом. Цель - повышение качества деталей и эффект тивности работы поточной автоматической линии за счет снижения удельного расхода электроэнергии. Сущность изобретения заключается в том, что блок 16 временных интервалов в процессе индукционного нагрева изменяет программу блока 8 программатора величины подводимой к индуктору 5 мощности . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 21 D 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4210385/31-02 (22) 16.03.87 (46) 07.09.88. Вюл. В 33 (71) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (72.) В.В. Шипицын, В.И. Лузгин, А.А. Новиков, А.Ю. Петров, В.С. Третьяков, A.М. Александров и В.М.Шигин (53) 621.785.545(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

-Р 881138, кл. С 21 D Il/00, 1978. (54) ПОТОЧНАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ

ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к металлургии и предназначено для управления индукционным нагревом. Цель повышение качества деталей и эффек". тивности работы поточной автоматической линии за счет снижения удельного расхода электроэнергии. Сущность изобретения заключается в том, что блок 16 временных интервалов в процессе индукционного нагрева изменяет программу блока 8 программатора величины подводимой к индуктору 5 мощности. 2 ил.

1421785

Изобретение относится к металлургии, металлообработке и преобразовательной технике.

Цель изобретения — повышение качества деталей и эффективности работы поточной автоматической линии за счет снижения удельного расхода электроэнергии.

На фиг. представлена блок-схема поточной автоматической линии для управляемого индукционного нагрева; на фиг. 2 — график зависимости потребляемой мощности от времени.

Поточная автоматическая линия 15 содержит генератор 1 частоты с системой 2 управления, схемой 3 синхронизации, датчик 4 мощности, который может быть связан как с высокочастотным генератором, так и с индуктором 2п

5, механически связанным с устройством 6 подачи заготовок и охлаждающей . среды, управляемым блоком 7 выработки команд управления, блок 8 программатора, состоящий из двух управляемых 25 делителей 9 и 10 частоты, электронных ключей 11 и 12, вычитающего счетчика

13, цифроаналогового преобразователя 14 и компаратора 15.

Кроме того, поточная автоматичес- 3g кая линия содержит блок 16 временных интервалов, состоящий из трех последовательно включенных таймеров 17-19 и схемы 2О сброса, а также сумматор

21 и логическую схему И 22. Поточная автоматическая линия запускается внешней системой 23 управления, в функции которой входит подача запус-кающих импульсов в блоки 8 и 16 программатора и временных интервалов при 4О работе автоматической поточной линии в составе технологического комплекса.

В случае автономной работы поточной ликии импульсы запуска могут подаваться оператором. 45

Поточная автоматическая линия работает следующим образом.

В исходном состоянии, до начала работы автоматической линии, необходимо произвести установку временных щ интервалов в блоке 16 временньгх интервалов, установить желаемый уровень стабилизации выходной мощности высокочастотного генератора 1 в блоке цифроаналогового преобразователя 14 путем установки его опорного напряжения и выставить дежурный уровень мощности в блоке аналогового компаратора 15.

При подаче питающего напряжения схема 20 сброса формирует импульс сброса таймеров 17-19, подготавливая их к работе. В исходном состоянии до начала работы линии заготовки в индуктор 5 не поступают, и отсутствие информации с устройства 6 подачи заготовок логической схемой И 22 блокирует импульс запуска, который формируется внешней системой 23. После установления заготовки в индуктор 5 устройство 6 подачи заготовок и охлаждающей среды разрешает запуск автоматической поточной линии. При поступлении импульса запуска запускается таймер 17 и одновременно происходит запись параллельного цифрового кода, все разряды которого содержат логическую "1", в вычитающий счетчик 13. При этом на выходе цифроаналогового преобразователя 14 устанавливается уровень напряжения, равный опорному,, а следовательно, и равный уровню стабилизации выходной мощности высокочастотного генератора 1.

Сигнал-программа с выхода цифроаналогового преобразователя поступает на вход сумматора 21. Последний вырабатывает сигнал рассогласования с программой, который поступает на управляющий вход системы 2 управления генератором, и высокочастотный генератор 1 быстро набирает мощность. Процесс нарастания мощности на выходе высокочастотного генератора 1 происходит до тех пор, пока напряжение на вьгходе датчика мощности не достигнет заданного опорным напряжением преобразователя 14 уровня.

Система авторегулирования начинает отслеживать сигнал-программу, заданную блоком 8 программатора, работа которого корректируется блоком

16 временных интервалов. Одновременно, сигнал-программа с выхода блока

8 программатора поступает на вход блока 7 выработки команд управления, который, в свою очередь, подает команду заготовки устройством 6 подачи заготовки в индуктор 5. Начинается первый этап работы поточной линии (фиг, 2). На этом этапе происходит нагрев заготовки до необходимой температуры, которая может регулироваться оператором в широком диапазоне путем установки различных уровней выходной мощности высокочастотного генератора 1 в цифроаналоговом преобрав исходное состояние, запуская таймер 19, выключается электронный ключ

11 и включается электронный ключ 12.

Теперь синхроимпульсы начинают проходить .через управляемый делитель 10 частоты, коэффициент деления которого может быть установлен отличным от коэффициента деления управляемого дели10 теля 9. Этим добиваются необходимого изменения скорости снижения выходной мощности высокочастотного генератора

1, в остальном процес." в автоматической поточной линии аналогичен описан15 ному на втором этапе работы.

При снижении уровня выходной мощности до порога. дежурной мощности срабатьвает компаратор 15, "замораживая" состояние вычитаюшего счетчика

2р l3 на текущем уровне до следующего цикла работы. Это необходимо для того, чтобы исключить многократные пуски-остановы высокочастотного генератора 1, что существенно продлевает

25 срок его службы.

Одновременно при достижении выходной мощностью порога дежурной мошности блок 7 выработки команд управления подает команду на выброс заготовки

З0 из индуктора 5 и установку новой заготовки. На этом заканчивается полный цикл работы поточной автоматической линии, после чего она находится в режиме ожидания импульса запуска из внешней системы 23. Затем все процессы повторяются аналогично описанным.

Таким образом, автоматическая BO точная линия для индукционного нагрева позволяет получить высокую

4п повторяемость технологического процесса за счет повьппения стабильности выдержек временных интервалов и исключения влияния параметров коммутирующего контура на стабильность

45 технологического процесса. Кроме того, автоматическая поточная линия полностью исключает переходные про-. цессы в системе авторегулирования и высокочастотном генераторе, что ведет к увеличению срока службы всего оборудования и повьппает надежность работы автоматической линии, что приводит к увеличению выпуска годных деталей за счет снижения брака íà 10Х.

Формула и з о б р е т е н и я

Поточная автоматическая линия для .управляемого индукционного нагрева

3 1421?S5 зователе 14 и изменением выдержек времени в таймере 17, который определяет время нагрева заготовки. Варьируя уровень выходной мощности и время нагрева заготовки, можно получить различные технологические эффекты. Например, при высоком уровне выходной мощности и малом времени нагрева заготовки можно получить поверхностный разогрев заготовки при неизменной структуре внутренней заготовки и, наоборот, при малой выходной мощности и длительном нагреве можно полностью прогреть даже массивную заготовку.

По окончании первого этапа (фиг.2), определяемого таймером 17 блока 16 временных интервалов, таймер 17 возвращается в исходное состояние, а таймер 18 запускается, при этом сигнал с его выхода поступает на вход электронного ключа 11, открьвая его. При этом синхроимпульсы с выхода синхронизатора 3 через управляемый делитель 9 частоты поступают на счетный вход вычитаюшего счетчика 13, который начинает последовательно уменьшать свое состояние.

Убывающий цифровой код поступает на цифроаналоговый преобразователь 14 и вызывает снижение напряжения на . его выходе. При этом система авторегулирования, отслеживая сигнал-.программу с выхода цифроаналогового преобразователя 14, начинает уменьшать выходную мощность высокочастотного генератора 1, происходит постепенное охлаждение заготовки Ю индукторе 5. Начинается второй этап работы. На этом этапе происходит охлаждение заготовки, а также по команде блока 7 выработки команд — подача охлаждающей воды и устройством 6 подачи заготовки и охлаждающей среды— защитного газа в индуктор 5.

Управляемый делитель частоты необходим для того, чтобы согласно требованиям технологии установить требуемую скорость снижения выходной мощности генератора 1. На этом этапе технологический процесс может быть остановлен. Однако для некоторых техtt нологических процессов необходим излом" кривой охлаждения заготовки в индукторе 5 (фиг. 2). Для этого вводят третий этап работы поточной автоматической линии. По окончании второго этапа работы таймер 18 возвращается

Составитель А. Абросимов

Редактор А. Козориз Техред 11. уоданич

Корректор А. Обручар

Заказ 4392/26 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф

5 14217 деталей, содержащая высокочастотный генератор со схемой управления и синхронизации, индуктор, механически соединенный с устройством подачи за-5 готовок и охлаждающей среды, устройство выработки команд управления,соединенное с устройством подачи заготовок и охлаждающей среды, сумматор, соединенный со схемой управленйя, программатором, соединенным с устройством выработки команд управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества деталей и эффективности работы эА счет снижения удельного расхода электроэнергии, поточная автоматическая линия снабжена программатором, блоком временных интервалов, содержащим три. таймера и схему сброса, датчиком мощ- 2О ности и логической схемой И, причем датчик мощности соединен с первым входом сумматора, другой вход которого соединен с выходом программатора, выход программатора соединен с его первым входом, второй вход программатора H блока временных интервалов соединены со схемой синхронизации, третий и четвертый входы программатора соединены соответственно с первым и вторым выходами блока временных интервалов, выход устройства подачи заготовки и охлаждающей среды соединен с первым входом логической схемы

И, второй вход которой соединен с шиной запуска внешней системы управления, а выход — с вторым входом блока временных интервалов и пятым входом программатора.