Сервопривод управления валом гидрораспределителя ковочного гидравлического пресса

 

Изобретение относится к области машиностроения , в частности к кузнечно-прессовому оборудованию, и может быть использовано в следящих системах управления гидравлических прессов. Цель изобретения - повышение производительности и точности ковки. Сервопривод содержит сумматор 1, усилитель 2, электромеханический преобразователь 3,гидроусилитель 4 и силовой гидроцилиндр 5, связанный с валом гидрораспределителя, а также датчики положения 6 и скорости 8 штока силового гидроцилиндра . Ключ 7 и компаратор 10, примененные в сервоприводе, позволяют реализовать закон торможения выходного звена сервопривода, при котором устраняется резкое замедление штока силового гидроцилиндра при подходе к заданному положению позиционирования, обусловленное наличием цепи 9 коррекции по квадрату скорости.2 ил. I Ё I SS i ч1 W | сл ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) (sI)s B 30 В 15/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 0 !

АЗ Э (21) 4662040/08 (22) 13,03,89 (46) 07.05,92, Бюл, ¹ 17 (71) Краматорский индустриальный институт (72) Ю.А, Швецов и В.Е. Устинов (53) 621.979.06(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1138965, кл, В 30 В 15/20, 1987. (54) С Е Р В О П Р И В ОД У П Р А В Л Е Н И Я В АЛОМ ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ КОВОЧНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА (57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кузнечно-прессовому оборудованию, и может быть использовано в следящих системах управления гидравлических прессов. Цель изобретения — повышение производительности и точности ковки. Сервопривод содержит сумматор 1. усилитель 2, электромеханический преобразователь 3, гидроусилитель 4 и силовой гидроцилиндр 5, связанный с валом гидрораспределителя, а также датчики положения 6 и скорости 8 штока силового гидроцилиндра, Ключ 7 и компаратор 10, примененные в сервоприводе, позволяют реализовать закон торможения выходного звена сервопривода, при котором устраняется резкое замедление штока силового гидроцилиндра при подходе к заданному положению позиционирования, обусловленное наличием цепи 9 коррекции по квадрату скорости, 2 ил.

1731652

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям оборудования управления обработкой металлов давлением.

Известен сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса, выполненный в виде последовательно соединенных рукоятки управления с системой тяг и качалок, распределителя, гидромотора, связанного с валом гидрораспределителя, который механической обратной связью соединен с распределителем.

Недостатки известного сервопривода: недостаточно высокие точность и производительность ковки, большие усилия на рукоятке управления, недостаточно высокие надежность и долговечность работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сервопривод, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель мощности, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения с сумматором.

Однако наличие лишь одной обратной связи по положению выходного звена определяет недостаточно высокую производительность и точность ковки, так как в таких системах управления на скорость движения выходного звена влияет внешняя нагрузка: ó ФФ (1) где V — скорость движения штока силового гидроцилиндра;

Vx.x — скорость холостого хода штока силового гидроцилиндра (при hp = О);

hp — перепад давлений на поршне силового гидроцилиндра, создаваемый внешней нагрузкой; р — давление в напорной магистрали.

Анализ этого уравнения показывает, что при воздействии на шток силового гидроцилиндра постоянной внешней нагрузки, составляющей 30 наибольшего перестановочного усилия, развиваемого силовым гидроцилиндром, выходная скорость уменьшится на 16 flo сравнению со скоростью холостого хода при этой же величине открытия гидроусилителя, а при hp = 0,8ро скорость снизится более чем на 557.

Кроме того, для сервопривода с одной обратной связью по положению выходного звена справедлива зависимость на этапе торможения:

V = -kz, (2) где V — скорость движения штока силового гидроцилиндра;

k — коэффициент пропорциональности;

z — разность между текущим и заданным положениями штока силового гидроцилиндра.

Тогда

V= Voå (3)

-a= — -kV å

d V -kt (4) где Vo — начальная скорость движения штока.

То есть из (3) и (4) видно, что замедление штока а не является постоянной величиной и имеет максимальное значение только в начале пути торможения (при t = О)

amax = k Vo (5)

Это также снижает производительность и точность ковки, Целью изобретения является повышение производительности и точности ковки.

Поставленная цель достигается тем, что сервопривод, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель мощности, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, соединенный с валом гидрораспределителя, который связан через датчик положения с вторым входом сумматора, снабжен ключом, датчиком скорости, функциональным преобразователем и компаратором, при этом ключ управляющим входом соединен с выходом сумматора через компаратор, одним входом связан с выходом датчика скорости, другим входом соединен через функциональный преобразователь с выходом датчика скорости, который связан с валом гидрораспределителя, а выходом — с третьим входом сумматора.

Применение в сервоприводе компаратора и ключа позволяет повысить производительность и точность ковки, так как ключ по команде компаратора при остатке определенного пути до заданного положения позиционирования отключает от сумматора функциональный преобразователь и подключает к третьему входу сумматора датчик скорости, что определяет такой закон торможения выходного звена сервопривода, при котором устраняется резкое замедление штока силового гидроцилиндра, приводящее к автоколебаниям, обусловленным большими инерционными массами подвижных частей сервопривода и приводящим к необходимости уменьшения быстродействия, Применение в сервоприводе функционального преобразователя и датчика скорости позволяет floBblcNTb производительность и точность ковки, так как они образуют цепь коррекции по квадрату скорости выходного звена, что повышает быстродействие и точность сервопривода за счет торможения вы1731652

30

40

55 ходного звена с постоянным оптимальным с точки зрения быстродействия и отсутствия гидроударов замедлением при подходе к заданному положению позиционирования до момента подключения ключом ктретьему входу сумматора датчика скорости, На фиг.1 представлена структурная схема сервопривода управления валом гидрораспределителя ковочного гидравлического пресса; на фиг.2 — изменение скорости V штока силового гидроцилиндра в функции остатка пути до заданного положения позиционирования М.

Сервопривод содержит последовательно соединенные сумматор 1, усилитель 2 мощности, электромеханический преобразователь 3, гидроусилитель 4, силовой гидроцилиндр 5, соединенный с валом гидрораспределителя, который через датчик 6 положения связан с вторым входом сумматора 1, ключ 7, датчик 8 скорости, функциональный преобразователь 9 и компаратор 10. При этом ключ 7 управляющим входом соединен с выходом сумматора 1 через компаратор 10, одним входом связан с выходом датчика 8 скорости, другим входом соединен через функциональный преобразователь 9 с выходом датчика 8 скорости, который связан входом с валом гидрораспределителя, а выходом — с третьим входом сумматора 1.

Сервопривод работает следующим образом.

Электрический сигнал, пропорциональный углу поворота вала гидрораспределителя, поступает на первый вход сумматора 1, где суммируется с сигналами, пришедшими с выходов ключа 7 и датчика 6 положения, усиливается усилителем 2 мощности и поступает на вход электромеханического преобразователя 3, который, воздействуя на шток гидроусилителя 4, подает рабочую жидкость в силовой гидроцилиндр 5, поворачивающий вал гидрораспределителя в заданное положение позиционирования.

При остатке тормозного пути до заданного положения позиционирования (участок

С О, фиг.2) ключ 7 соединяет функциональ1 ный преобразователь 9, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный квадрату скорости перемещения штока силового гидроцилиндра 5, с третьим входом сумматора 1, Последний, поддерживая пропорциональность квадрата скорости перемещения штока силового гидроцилиндра 5 величине остатка пути до заданного положения позиционирования, обеспечивает торможение штока силового гидроцилиндра 5 с постоянным оптимальным с точки зрения быстродействия и отсутствия гидроударов замедлением (кривая СВ, фиг.2). Сохранение указанного алгоритма торможения на участке В О фиг.2 (кривая ВАО) может

1 привести к большой величине замедления непосредственно у заданного положения позиционирования (касательная ОМ, фиг,2), что при больших инерционных массах подвижных частей сервопривода приведет к появлению режима автоколебаний, для устранения которого необходимо уменьшить быстродействие сервопривода.

Поэтому при остатке до заданного положения позиционирования определенной величины пути (В О, фиг,2) ключ 7 по команде

1 с выхода компаратора 10 отсоединяет функциональный преобразователь 9 от третьего входа сумматора 1 и подсоединит к последнему выход датчика 8 скорости, что обеспечит торможение штока силового гидроцилиндра

5 по закону, обеспечивающему пропорциональность скорости остатку пути до заданного положения позиционирования (прямая

ВДО, фиг.2), Это устранит возникновение автоколебаний и повысит быстродействие сервопривода.

Формула изобретения

Сервопривод управления валом гидрораспределителя ковочного гидравлического пресса, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель мощности, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, соединенный с валом гидрораспределителя, который связан через датчик положения с вторым входом сумматора и через датчик скорости с функциональным преобразователем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности ковки, сервопривод снабжен последовательно соединенными компаратором и ключом, при этом второй и третий входы ключа связаны соответственно с выходами функционального преобразователя и датчика скорости, а выход — с третьим входом сумматора, выход которого подключен к входу компаратора.

1731652

35

50

Составитель Ю.Швецов

Техред М.Моргентал Корректор А Маковская

Редактор Х.Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1549 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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