Сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса

 

Использование: в системах управления гидравлических прессов. Сущность: сервопривод содержит сумматор 1, первый ключ 2, последовательно соединенные усилитель 3, электромеханический преобразователь 4, гидроусилитель 5 и силовой гидроцилиндр 6, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик 7 положения с вторым входом сумматора 1, управляющий вход первого ключа 2 соединен с выходом элемента И 8, один вход которого связан через первое устройство 9 сравнения с первым входом сумматора 1, второй вход - с вторым устройством 10 сравнения, а третий - с переключателем режимов работы пресса, датчики 11 давления, соединенные с полостями рабочих цилиндров пресса , функциональный преобразователь 12, второй ключ 13 и диоды 14, 15. Функциональный преобразователь 12 соединен выходом через второй ключ 13 с входом усилителя 3, выходы датчиков 11 давления соединены через диоды 14, 15 с входами функционального преобразователя 12 и с вторым устройством 10 сравнения, первый ключ 2 соединен входом с выходом сумматора 1, а выходом - с входом усилителя 3, при этом управляющий вход второго ключа 13 соединен с выходом элемента И 8. Изобретение направлено на повышение надежности и долговечности работы сервопривода. 1 ил. (Л

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Ы „„1756175 А1 (я)л В 30 В 15/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениЯм и ОткРытиЯм

ПРИ ГКНТ СССР ьйыййм3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - о.,, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ff делу zvopopacnpeделигп ля райха

ECCQ (21) 4890981/27 (22) 17.12.90 (46) 23 08.92. Бюл. ¹ 31 (71) Краматорский индустриальный институт (72) Ю,А. Швецов (56) Авторское свидетельство СССР № 1660995, кл, B 30 В 15/20, 25,10,88, (54) СЕРВОПРИВОД УПРАВЛЕНИЯ ВАЛОМ ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА (57) Использование: в системах управления гидравлических прессов. Сущность: сервопривод содержит сумматор 1, первый ключ 2, последовательно соединенные усилитель 3, электромеханический преобразо- ватель 4, гидроусилитель 5 и силовой гидроцилиндр 6, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик 7 положения с вторым входом сумматора 1, управляющий вход первого ключа 2 соединен с выходом элемента И 8; один вход которого связан через первое устройство 9 сравнения с первым входом сумматора 1, второй вход — с вторым устройством 10 сравнения, а третий — с переключателем режимов работы пресса, датчики 11 давления, соединенные с полостями рабочих цилиндров пресса, функциональный преобразователь 12, второй ключ 13 и диоды 14, 15; Функциональный преобразователь 12 соединен выходом через второй ключ 13 с-входом усилителя 3, выходы датчиков 11-давления соединены через диоды 14, 15 с входами функционального преобразователя 12 и с вторым устройством 10 сравнения, первый ключ 2 соединен входом с выходом сумматора 1, а выходом — с входом усилителя 3, при этом управляющий вход второго ключа 13 соединен с выходом элемента И 8. Изобретение направлено на повышение надежности и долговечности работы сервопривода. 1 ил.

1756175

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

Известен сервопривод управления ва- 5 лом гидрораспределителя, выполненный в виде последовательно соединенных рукоятки управления с системой тяг и качалок, распределителя, силового гидроцилиндра, соединенного с распределителем и с валом 10 гидрораспределителя.

Это;.;у сервоприводу свойственны следующие недостатки: недостаточно высокие точность и производительность работы пресса, надежность и долговечность систе- 15 мы управления, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сервопривод, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель, электро- 20 механический преобразователь, гидроусилитель, силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения с вторым входом сумматора; интегратор, ключ, датчики давления, элемент 25

И и двэ устройства сравнения, при этом выход датчиков давления соединен через первое устройство сравнения с первым входом элемента И, а также с управляющим входом интегратора, соединенного выхо- 30 дом с вторым входом ключа, а входом — с .выходом элемента И, связанным также с управляющим входом ключа, причем второе устройство сравнения связано входом с первым входом ключа, а выходом — с вторым 35 входом элемента И, третий вход которого соединен с переключателем режимов работы пресса, а ключ соединен выходом с первым входом сумматора, при этом датчики давления соединены с полостями рабочих 40 цилиндров пресса, а первый вход ключа является входом сервопривода.

Это сервопривод определяет недостаточно высокую производительность работы пресса по следующей причине. На этапе 45 декомпрессии сервопривод поддерживает скорость открытия сливных клапанов рабочих цилиндров: г1 Л К1 („50 бс р где h — величина открытия сливных клапанов рабочих цилиндров;

t — текущее время; 55

К1 — коэффициент пропорциональности; р — давление в рабочих цилиндрах пресса.

На этапе декомпрессии справедлива зависимость где Š— приведенный модуль упругости жидкости;

W — объем жидкости в полостях рабочих цилиндров и их гидролиниях; ,и — коэффициент расхода;

f — суммарная площадь открытия сливных клапанов рабочих цилиндров; р5 — давление в наполнительно-сливном баке (НСБ);

p — плотность жидкости, Пренебрегая величиной р5 по сравнению с р и полагая (3) т= к2л где к2 — коэффициент пропорциональности, уравнение (2) с учетом (1) и (3) легко преобразовать к виду

1,5 1,5

= ро с, (4) где р, — давление в рабочих цилиндрах в начале процесса декомпрессии.

Для достижения оптимального с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов процесса декомпрессии рабочих цилиндров пресса необходимо поддерживать на этапе декомпрессии

cI o — = const.o t (5) Уравнение (4) не удовлетворяет условию (5), следовательно, процесс декомпрессии рабочих цилиндров пресса, реализуемы. рассматриваемым сервоприводом, не является оптимальны с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроудар в.

Цель изобретения — повышение производительности работы пресса за счет реализации оптимального с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов процесса декомпрессии рабочих цилиндров пресса, Поставленная цель достигается тем, что известный сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса, содержащий сумматор, первый ключ и последовательно соединенные усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и

1756175

U=, Кз (6) где Кз — коэффициент пропорциональности, определяет новую, неизвестную ранее функцию функционального преобразователя—

50 формирование -закона открытия сливных клапанов для достижения оптимального с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов процесса декомпрессии рабочих цилиндров пресса.

Формируя сигнал по управлению (6), сервопривод на этапе декомпрессии поддерживает скорость открытия сливных клапанов рабочих цилиндров; через датчик положения с вторым входом сумматора, управляющий вход первого ключа соединен с выходом элемента И, один вход которого связан через первое устрой-, ство сравнения с первым входом суммато- 5 ра, второй вход — с вторым устройством сравнения, а третий с переключателем режимов работы пресса, датчики давления соединены с полостями рабочих цилинд-. ров пресса, снабжен функциональным 10 преобразователем, вторым ключом и двумя диодами, при этом функциональный преобразователь соединен выходом через второй ключ с входом усилителя, выходы датчиков давления соединены через диоды 15 с входами функционального преобразователя и с вторым устройством сравнения, первый ключ соединен входом с выходом сумматора, а выходом — со входом усилителя, а управляющий вход второго ключа сое- 20 динен с выходом элемента И.

Применение функционального преобразователя позволяет повысить производительность работы пресса, так как он формирует закон открытия сливных клапа- 25 нов рабочих цилиндров для достижения оп-: тимального с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов процесса декомпрессииии.

Применение второго ключа и диодов 30 позволяет повысить производительность работы пресса, так как обеспечивает нормальноее функционирование функционального преобразователя.

В технике известно применение функ- 35 циональных преобразователей, осуществ-. ляющих функцию преобразователя входногосигнала. Однако появление новых, неизвестных ранее связей функционального преобразователя с одной стороны и вто- 40 рого ключа и диодов с другой, а также формирование сигнала функциональным преобразователем на своем выходе

dh .Кз

d р7р (7) Подставляя (7) и (3) в уравнение (2) легко получить: р =ро

2 2 (8) При изменении давления в рабочих цилиндрах поесса на этапе декомпрессии по уравнению (8) поддерживается равенство (5), т.е. процесс декомпрессии является оптимэльным с точки зрения быстрЬдействия при отсутствии гидроударов.

Это способствует повышению производительности работы пресса, На чертеже представлена структурная схема сервопривода управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса.

Сервопривод содержит сумматор 1, первый ключ 2, последовательно соединенные усилитель 3, электромеханический преобразователь 4, гидроусилитель 5 и силовой гидроципиндр 6, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик 7 положения с вторым входом сумматора 1, управляющий вход первого ключа 2 соединен с выходом элемента И 8, один вход которого связан через перв ое устройство 9 сравнения, с первым входом сумматора 1, второй вход — с вторым устройством 10 сравнения, а третий — с переключателем режимов работы пресса, датчики 11 давления соединены с полостями рабочих цилиндров пресса; функциональный преобразователь

12, второй ключ 13 и два диода 14 и 15.

Функциональный преобразователь 12 соединен выходом через второй ключ 13 с входом усилителя 3, выходы датчиков 11 давления соединены через диоды 14 и 15 с входами функционального преобразователя 12 и с вторым устройством 10 сравнения., первый ключ 2 соединен входом с выходом сумматора 1, а выходом — с входом усилителя 3, при этом управляющий вход второго ключа 13 соединен с выходом элемента И 8.

Сервопривод работает следующим образом, Электрический сигнал, пропорциональный углу поворота вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму

"рабочий ход", поступающий на первый вход сумматора 1, суммируется с сигналом, пришедшим с выхода датчика 7 положения и подается через ключ 2 на вход усилителя

3, усиливается и поступает на вход электро-: - механического преобразователя 4, который, 1756175

35

55 воздействуя на гидроусилитель 5, подает рабочую жидкость в силовой гидроцилиндр 6, поворачивающий вал гидрораспределителя. При подходе вала гидрораспределителя к заданному положению позиционирования сигнал на выходе сумматора 1 уменьшается и становится равным нулю при достижении валом гидрораспределителя заданного положения позиционирования. Электромеханический преобразователь 4, воздействуя на гидроусилитель 5, прекращает подачу рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр 6, который останавливает вал гидрораспределителя в заданном положении позиционирования.

Далее при подаче команды на первый вход сумматора 1 на поворот вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму "Возвратный ход", сервопривод работает следующим образом.

Элемент И 8 определяет начало докомпрессии (плавного сброса давления из рабочих цилиндров пресса) при одновременном выполнении трех условий:

1. На первом входе сумматора 1 присутствует сигнал, определяющий поворот вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму "Возвратный ход".

Выполнение этого условия определяется устройством 9 сравнения, благодаря его связи с входом сумматора 1. При выполнении этого условия устройства 9 сравнения подает сигнал на первый вход элемента И 8, 2, Максимальное давление s рабочих цилиндрах пресса больше 4 МПа, Выполнение этого условия определяется устройством 10 сравнения, благодаря его связи через диоды 14 и 15 с датчиками 11 давления, Благодаря такому включению диодов

14 и 15 на вход устройства 10 сравнения поступает сигнал, пропорциональный наибольшему давлению в среднем или боковых рабочих цилиндрах пресса, При выполнении этого условия устройство 10 сравнения подает сигнал на второй вход элемента И 8.

3. Переключатель режимов работы пресса "Ковка — Штамповка" находится в положении "Ковка", При выполнении этого условия сигнал подается на третий вход элемента И 8.

При выполнении этих трех условий сигнал с выхода элемента И 8 поступает на управляющие входы ключей 2 и 13. Первый ключ 2 отсоединяет выход сумматора 1 от входа усилителя 3, к которому второй ключ

13 подсоединяет выход функционального преобразователя 12. Благодаря включению датчиков 11 давления через диоды 14 и 15 на вход функционального преобразователя

12 поступает сигнал, пропорциональный наибольшему давлению в среднем или боковых рабочих цилиндров пресса.

Функциональный преобразователь 12 формирует на своем выходе сигнал, определяемый уравнением (6), который через ключ

13 подается на вход усилителя 3. Это обуславливает открытие сервоприводом сливных клапанов рабочих цилиндров со скоростью, определяемой уравнением (7).

Давление в рабочих цилиндрах пресса уменьшается по закону (8), чем обеспечивается на режиме декомпрессии поддержание равенства(5), т,е. процесс декомпрессии рабочих цилиндров пресса будет оптимальным с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов.

Завершение режима декомпрессии определяется элементом И 8 по нарушению одного из рассмотренных выше трех условий. В этом случае элемент И 8 снимает сигнал с управляющих входов ключей 2 и 13.

При этом ключ 2 соединит выход сумматора

1 с входом усилителя 3, ключ 13 отсоединит от последнего выход функционального преобразователя 12.

Применение предложенного технического решения позволит повысить производительность работы пресса, Экономический эффект будет получен за счет повышения производительности работы пресса на 3 g за счет уменьшения простоев.

Формула изобретения

Сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса, содержащий сумматор, первый ключ и последовательно соединенные усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения с вторым входом сумматора, управляющий вход первого ключа соединен с выходом элемента И, один вход которого связан через первое устройство сравнения с первым входом сумматора, второй вход — с вторым устройством сравнения, а третий — с переключателем режимов работы пресса, датчики давления соединены с полостями рабочих цилиндров пресса, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности пресса, сервопривод снабжен функциональным преобразователем, вторым ключом и двумя диодами, при этом функциональный преобразователь соединен выходом через второй ключ с входом усилителя, выходы датчиков давления соединены через диоды с входами функционального преобразователя и с вторым устройством сравнения, первый ключ

1756175

Составитель Ю, Швецов

Техред M. Ìîðãeíòàë Корректор С. Юско

Редактор Е. Папп

Заказ 3053 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 соединен входом с выходом сумматора, а ший вход второго ключа соединен с в;;ховыходом — с входом усилителя, а управляю- дом элемента И,