Устройство регулирования скорости пресс-поршня машины литья под давлением

 

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к управлению машинами литья под давлением. Цель изобретения - повышение производительности и выхода годного за счет повышения точности регулирования. В основу технического решения положено регулирование скорости пресс-поршня с учетом вязкости и температуры обрабатываемого металла. Введение новых блоков и связей между ними позволяет рассчитать с помощью блока формирования управляющих воздействий конечное положение пресс-поршня за счет контроля с помощью соответствующих датчиков массы и физических свойств (температуры и вязкости) заливаемого металла и, исходя из этого положения, определить оптимальные моменты переключения пресс-поршня по ступеням скорости. Это приводит к снижению таких дефектов в отливках, как неслитины и газонасыщенность. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, (51)4 В 22 D 17 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

".;й3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4400384/23-02 (22) 31. 03.88 (46) 07.12.89. Бюп. 11 45 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.С. Богушевский, Н.А. Сорокин, Н. С. Церковницкий и И. В. Присяжнюк (53) 621. 74. 043 (088.8) (56) Патент Японии Р 58-30530, кл. В 22 D 17/32, 1983. (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ПРЕСС-ПОРШНЯ МАШИНЫ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к управлению машинами литья под давлением.

Цель изобретения — повышение производительности и выхода годного эа

Изобретение относится к управлению технологическим процессом машин литья под давлением и моиет быть использовано для управления литьевымн машинами, Целью изобретения является повышение производительности и выхода годного за счет повышения точности регулирования.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства регулирования скорости пресс-поршня машины литья под давлением; на.фиг. 2 — блок-схема операционного блока; на фиг. 3 — блок-схема датчика вязкости; на фиг. 4 и 5— блок-схема алгоритма работы устройства.

Устройство содержит механизм 1 прессования, включающий гидравличес„„SU„„152 900 А1

2 счет повышения точности регулирования. В основу технического решения положено регулирование скорости пресс-поршня с учетом вязкости и температуры обрабатываемого металла °

Введение новых блоков и связей между ними позволяет рассчитать с помощью блока формирования управляющих воздействий конечное полошение пресспоршня эа счет контроля с помощью соответствующих датчиков массы и физических свойств (температуры и вяз- кости) заливаемого металла и, исходя иэ этого полоиения, определить оптимальные моменты переключения пресспоршня по ступеням скорости. Это приводит к снижению таких дефектов в отливках, как неслитины и газонасыщенность. 5 ил. кий цилиндр 2 со штоком 3 и камеру 4 прессования с пресс-поршнем 5, который связан механически со штоком 3.

Датчик 6 хода пресс-поршня 5 связан с блоком 7 формирования управляющих воэдействий, второй вход которого связан также с блоком 8 задания уставок, а выход — с пропорциональным золотником 9. Датчик 10 массы заливаемого в камеру прессования металла соединен с первым входом операционного блока 11, к второму и третьему входам которого подключены соответственно датчики 12 и 13 температуры и вязкости металла. Операционный блок 11 соединен с третьим входом блока 7 формирования управляющих воздействий, к четвертому и пятому входам которого подсоединены соответственно первый

1526900 и второй ьыходы блока 14 запуска-останова (командоаппарат машины литья под давлением), а к шестому входу— таймер 15, схема запуска-сброса которого соединена с вторым выходом блока 14 запуска-останова.

На фиг. 2 представлена внутренняя структура операционного блока 11.

Первый 16 и второй 17 сумматоры, а также первый узел 18 умножения соединены соответственно с вторым 19 и третьим 20 узлами умножения, а также третьим сумматором 21 через первый узел 22 памяти. Узлы 19 и 20 под- 15 ключены к сумматору 21. Выход третьего сумматора 21 подсоединен к четвертому узлу 23 умножения, выход которого подключен к второму узлу 24 памяти. 20

Датчик хода пресс-поршня может быть выполнен в виде щелевой линейки, жестко соединенной со штоком поршня, и выключателя импульсов ДФ-4У1.

На фиг. 3 представлена внутренняя 25 структура датчика 13 вязкости. Контактные датчики 25 установлены на разных уровнях в .заливочном ковше 26 через изолирующие пробки 27. Первый контактный датчик соединен с первым

28 и вторым 29 узлами И, а второй— непосредственно с вторым узлом И 29 и через узел НЕ 30 с первым узлом

И 28 ° Выход первого узла И 28 соединен через ключ 31 со схемой сбросазапуска интегратора 32, а выход второго узла 29 через ключ 33 — со схемой останова интегратора 32. К входу интегратора (например, на базе интегрирующего блока типа БПИ) подключен

40 токовый эадатчик 34. Входы ключей 31 и 33 соединены соответственно со схемами 35 и 36 формирования импульсов, выполненных, например, на конденсато рах.

Датчик 12 температуры представляет собой термоэлектрический термометр типа ТХА с измерительным преобразователем lU-72, установленный в ванне жидкого металла °

Датчик 10 массы .заливаемого в камеру прессования металла представляет собой, например, тенэометрический преобразователь типа ДСТБ, смонтированный на заливочном устройстве.

Иесто установки датчика представле55 но на фиг. 3.

Блок 7 формирования управляющих воздействий представляет собой УВК

АСУТП машины литья под давлением, например, СИ-1800.

Блок 8 задания уставок представляет собой, например, алфавитно-цифровой видеотерминал СМ-7209.

Остальные блоки представляют собой стандартные средства системы АКЭСР и вычислительной техники.,о

В качестве таймера 5 может быть использован, напримерр модуль таймера многорежимный CM 1800 2004.

На фиг. 4 и 5 представлена блоксхема алгоритма функционирования блока 7 формирования управляющих воздействий.

Управление скоростью пресс-поршня осуществляется по пройденному им эффективному пути 1, М, определяемому по формуле

1 = (n +d п)1„., где п — число импульсов, поступающих с датчика хода пресс-поршня; дп - поправка;

1 — путь, пройденный щелевой линейкой между двумя последовательными импульсами.

Поправку определяют по формуле где,, c(, o| — коэффициенты;

m, m „— соответственно фактическое и нормируемое значение массы металла, кг;

t t н — соответственно фактическое и нормируемое значение температуры металла, С;

)1„ — фактическое и нормируемое значение кинематической вязкости металла, м /с.

Значения коэффициентов для литейной машины горизонтального типа с холодной камерой прессования, например, типа АЛ 711 Б08 соответственно равны d, = 0,87, йр= 0,019О С и

= 0,24 1О с/м-" и рассчитаны для стакана с диаметром d = 0,09 м. Для других значений диаметров стаканов

d коэффициенты определяются по формуле

)Ф Д (3) дп = — 1 + w — -,((t-t )»» (» — J )j (2)

1 Г m

1ш Я и 3 ) (+ н

1526900

1»

V =—

0i (5) Устройство работает следующим образом.

При получении инициативного сигнала от второго выхода блока 14 запуска-останова (сигнал начала эапрессовки) производится сброс-запуск таймера 15 и запуск блока 7 формирования управляющих воздействий. С блоо ка 7 выдается на пропорциональный залотник 9, например следящий дросселирующий гидрораспределитель типа

С 1250 в комплекте с блоком управления БУГ-02-И1, управляющее воздействие, равное начальной уставке

Х . Золотник 9 открывается, рабочая жидкость поступает в гидравлический цилиндр 2, шток 3 приводит в движение пресс-поршень 5. Со штоком 3 жестко связана щелевая линейка датчика 6 хода пресс-поршня. При срабатывании этого датчика инициативный сигнал от него поступает в блок 7 формирования управляющих воздействий.

Блок 7 опрашивает таймер 15, операционный блок 11 и производит вычисление хода пресс-поршня по формуле (1). Производится сравнение пройденного пути пресс-поршнем с уставкой начала разгона 1 (устанавливается на

t на значении длины первого участка пути пресс-поршня, соответствующем прохождению заливочного отверстия камеры

4 прессования) . При выполнении условия 1 1 управляющее воздействие равно I при выполнении условия

1, <1 41 (где 1 — уставка длины второго участка хода пресс-поршня, м) управляющее воздействие выполняется в зависимости от скорости пресс-поршня по формуле

I = К,Ч„- К,(V — V ), (4) где К, К вЂ” коэффициенты пропорциональности, для данных условий соответственно равные 0,2 и 0,9 мА м с, корректировка для других диаметров стаканов производится аналогично корректировке коэффициентов (, по формуле (3);

V Ч вЂ” уставка и текущее значеУЭ ние скорости пресс-поршня, м/с. текущую скорость пресс-поршня определяют по формуле где а Г =7, „С; промежуток времени между двумя последовательными опросами таймера, с;

i — порядковый номер onроса.

Расчет уставки скорости пресспоршня производят по формуле

10 (6)

Ч

У где а — уставка ускорения прессУ поршня на втором участке

15 его хода, м/с ;

V — скорость пресс-поршня на

I первом участке его хода, м/с.

При выполнении условия 1 ) 1 уп20 равляющее воздействие устанавливается равным (7)

25 где V — уставка максимальной скомаис рости пресс-поршня, м/с.

При получении инициативного сигнала с первого выхода блока 14 запуска-останова (сигнал размыкания

30 плит) блоком 7 формирования управляющих воздействий последнего на золотник поступает сигнал I = 0 °

Напряжение, пропорциональное температуре металла, поступает с датчика 12, установленного в печи с метал35 лом, на первый сумматор 16, напряжение, пропорциональное вязкости металла, с датчика 13 поступает на второй сумматор 17, а напряжение, пропорциональное массе металла, с датчика 10 поступает на первый узел

18 умножения. С выхода первого сумматора 16 снимается напряжение, пропорциональное разности (t-t„), а с

45 выхода второго узла 19 умнокения напряжение, пропорциональное выражению d (t-t,) . С выхода второго сумматора 17 снимается напряжение, пропорциональное разности (V-ׄ), а с

50 выхода третьего узла 20 умнокения— напряжение, пропорциональное выражению o((Ч-Ч„) . С выхода первого узла 18 умножения снимается напрякение, пропорциональное выражению ш

55 е(, —. Выходное напряжение с узла 18 m„ поступает в первый узел 22 памяти.

Команда на сброс-запись узла 27 поступает от привода заливочного уотрой1526900 ства в момент касания и установки заливочного ковша против заливочногО отверстия в пресс-камере. С выхода третьего сумматора 21 снимается напряжение, пропорциональное выражению в квадратных скобках формулы (2), а с выхода четвертого узла 23 умножения — напряжение, пропорциональное значению йп. Выходное напряжение с уэна 23 поступает во второй узел 24 памяти. Команда на сброс-запись узла

24 поступает от привода заливочного устройства в момент срабатывания пускателя привода ковша для хода от литейной машины к раздаточной плавильной печи, 1О

Вязкость металла определяется по скорости его слива из заливочного ковша 26. По мере слива металла из о ковша в заливочную машину нарушается контакт между жидким металлом и первым контактным датчиком 25. При этом единичный сигнал с первого контакт- 25 ного датчика поступает на первый узел

И 28, а нулевой сигнал с второго контактного датчика 25 инвертируется в узле НЕ 30 и также поступает на первый узел И 28. Единичное напряжение с выхода узла 28 включает ключ 31, производящий подачу импульса, который производит сброс-запуск интегратора

32, который интегрирует постоянный выходной сигнал, поступающий с токового эадатчика 34. При дальнейшем сливе нарушается контакт между жидким металлом и вторым контактным датчиком 25. На выходе второго узла И

29 появляется единичное напряжение, 40 производящее через ключ 33 останов интегратора 32 ° Таким образом, выходное напряжение интегратора 32 пропорционально вязкости при сливе заданной массы металла.

Испытание макета устройства регулирования скорости пресс-поршня машины литья под давлением показало, что использование устройства позволяет осуществить регулирование с более высокой точностью, что приводит к снижению возврата отливок на 97, увеличению выхода годного на 0,37 о и производительности на 7,5Х.

Формула изобретения

Устройство регулирования скорости пресс-поршня машины литья под давлением преимущественно механизмом прессования, включающим гидравлический цилиндр со штоком и камеру прессования с пресс-поршнем, который соединен механически со штоком, содержащее датчик хода пресс-поршня, связанный с первым входом блока формирования управляющих воздействий, второй вход которого соединен с блоком задания уставок, а выход — с пропорциональным золотником, датчик массы заливаемого в камеру прессования металла, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и выхода годного эа счет увеличения точности регулирования, в него дополнительно введены датчики температуры и вязкости металла, операционный блок, блок запуска-останова и таймер, причем третий вход блока формирования управляющих воздействий соединен с выходом операционного блока, его четвертый вход — с первым выходом блока запуска-останова, пятый вход непосредственно, а шестой через таймер — с вторым выходом блока запуска-останова, датчики массы заливаемого в камеру прессования металла, температуры и вязкости соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами операционного блока.

Мэ

Фиг.z 3

1526900

1526900

Составитель А. Абросимов

Техред И.Верес Корректор Л. Бескид

Редактор С. Пекарь

Заказ 7447/16 Тирах 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ухгород, ул. Гагарина, 101