Устройство для автоматического регулирования давления в силовом цилиндре гидравлического пресса

Изобретение относится к области обработки материалов давлением, а именно к элементам управления гидравлических прессов, обеспечивающим регулирование давления. Устройство содержит насос, обратный управляемый клапан, установленный в напорной магистрали, регулятор давления с механизмом управления, подсоединенный к напорной магистрали, и блок управления. Насос соединен напорной магистралью с силовым цилиндром. Регулятор давления выполнен в виде подсоединенного между силовым цилиндром и обратным управляемым клапаном гидроцилиндра с плунжером. Механизм управления регулятором давления выполнен в виде привода вращательного движения, соединенного посредством передачи винт-гайка с плунжером. В полости силового цилиндра установлен датчик давления, электрически соединенный с блоком управления. Привод вращательного движения выполнен с возможностью регулирования частоты вращения. В результате обеспечивается повышение точности регулирования давления и расширение эксплуатационных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области обработки материалов давлением, а именно к элементам управления гидравлических прессов, обеспечивающих регулирование давления.

Известно устройство для автоматического регулирования давления в силовом цилиндре гидравлического пресса, входящее в состав "Системы управления гидравлическим прессом" (а.с. СССР №1113271), содержащее насосный агрегат, соединенный напорной магистралью с силовым цилиндром через блок клапанного распределения с регулируемыми и управляемыми дросселями и гидрозамками.

Недостатком такого устройства является сложность конструкции и, как следствие, пониженная надежность из-за наличия большого количества гидравлических элементов малого проходного сечения, с высокой вероятностью облитерации. Кроме того, указанное устройство не позволяет регулировать давление в сторону его повышения.

Среди известных устройств наиболее близким по технической сущности (прототипом) является "Установка для автоматического регулирования давления в гидравлическом прессе" (а.с. СССР №520266). Данное устройство содержит насос, соединенный напорной магистралью с силовым цилиндром, обратный управляемый клапан, установленный в напорной магистрали, подсоединенный к напорной магистрали регулятор давления с механизмом его управления, и блок управления, электрически соединенный с механизмом управления.

Недостатком указанного устройства является дискретность регулирования давления (порциями на каждый импульс блока управления), а также невозможность регулирования давления в сторону повышения, что снижает эксплуатационные возможности гидропривода пресса.

Задача предлагаемого технического решения - повышение точности регулирования давления и расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет регулирования давления как в сторону снижения, так и повышения.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что регулятор давления выполнен в виде подсоединенного между силовым цилиндром и обратным управляемым клапаном гидроцилиндра с плунжером, а механизм управления регулятора давления выполнен в виде привода вращательного движения, соединенного посредством передачи винт - гайка с плунжером. Кроме того, для регулирования давления по заданному закону, в режиме обратной связи, в полости силового цилиндра установлен датчик давления, электрически соединенный с блоком управления, а привод вращательного движения выполнен с возможностью регулирования частоты вращения.

Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. о соответствии представленного в настоящей заявке решения критерию «новизна».

Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков не известна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке решения критерию «изобретательский уровень».

На чертеже представлена электрогидравлическая схема предлагаемого устройства для автоматического регулирования давления в силовом цилиндре гидравлического пресса применительно к плунжерному прессу с нижним расположением цилиндра.

Устройство для автоматического регулирования давления содержит насос 1, соединенный напорной магистралью 2 с полостью 3 силового цилиндра гидравлического пресса 4, между плунжером 5 и верхней траверсой 6 которого расположена прессформа 7.

В напорной магистрали 2 установлен обратный управляемый клапан 8, вход и полость управления которого подсоединены к напорной магистрали 2 посредством двухпозиционных гидрораспределителей 9 и 10 соответственно.

К напорной магистрали 2 между полостью 3 силового цилиндра пресса и обратным управляемым клапаном 8 подсоединен регулятор давления 11, выполненный в виде гидроцилиндра с плунжером. Плунжер регулятора давления 11 соединен с механизмом управления, включающим ползун 12, передачу винт - гайка 13, редуктор 14 и привод вращательного движения, например электродвигатель 15. На ползуне 12 расположен упор 16, взаимодействующий в крайних положениях ползуна с конечными выключателями 17 и 18.

Блок управления 19 электрически соединен с электродвигателем 15 механизма управления, конечными выключателями 17 и 18 и электромагнитами гидрораспределителей 9 и 10. В полость 3 силового гидроцилиндра пресса подсоединен датчик давления 20, электрически соединенный с блоком управления 19. Величина давления, развиваемого насосом 1, устанавливается предохранительным клапаном 21.

Предлагаемое устройство работает в гидравлической схеме пресса по следующему циклу.

В исходном положении плунжер 5 находится в нижнем положении. Гидрораспределители 9 и 10 под действием пружин занимают правое положение (как показано на чертеже), ползун 12, находясь в правом положении, взаимодействует упором 16 с конечным выключателем 18.

В рабочее пространство пресса устанавливается прессформа 7. По команде «начало цикла» включается насос 1. Рабочая жидкость через гидрораспределитель 9 и обратный управляемый клапан 8 поступает в полость 3 силового цилиндра. Происходит ускоренный ход плунжера 5 до упора прессформы 7 в верхнюю траверсу 6.

В рабочей полости 3 силового цилиндра возрастает давление, которое регистрируется датчиком 20. При достижении порогового значения давления, заданного программой, блок управления 19 отключает привод насоса 1 (условно не показан) и запускает электродвигатель 15 механизма управления, который по заданной программе через редуктор 14 и передачу винт-гайка 13 перемещает ползун 12 и соединенный с ним плунжер регулятора давления 11 влево. За счет уменьшения объема рабочей жидкости, замкнутой в полости силового цилиндра 3 обратным управляемым клапаном 8, давление плавно возрастает по закону, задаваемому блоком управления 19, до требуемой по техпроцессу величины, после чего электродвигатель 15 останавливается и происходит выдержка прессформы 7 под давлением в течение заданного времени. Конечный выключатель 17 ограничивает крайнее левое положение ползуна 12 с целью предотвращения аварийной ситуации.

По окончании заданного техпроцессом времени выдержки блок управления 19 запускает электродвигатель 15 с направлением вращения на перемещение плунжера регулятора давления 11 вправо, при этом частота вращения электродвигателя 15 изменяется по закону, задаваемому блоком управления 19 и тем самым определяет закон снижения давления в полости 3 силового цилиндра пресса 4.

При достижении ползуном 12 крайнего правого положения упор 16 вызывает срабатывание конечного выключателя 18, в результате чего блок управления 19 дает команду на отключение электродвигателя 15, запуск насоса 1 и включение электромагнитов гидрораспределителей 9 и 10, вызывая переключение последних. Давление через гидрораспределитель 10 поступает в полость управления обратного управляемого клапана 8 и открывает его, при этом полость 3 силового цилиндра соединяется через гидрораспределитель 9 со сливом, плунжер 5 под действием веса опускается, насос 1 отключается. Прессформу 7 снимают и перезаряжают, и цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство для автоматического регулирования давления позволяет как снижать, так и повышать давление в силовом цилиндре гидравлического пресса по любому закону, требуемому технологическим процессом и задаваемому блоком управления. Точность регулирования давления повышается за счет введения обратной связи по давлению от датчика, подключенного в полость силового цилиндра пресса.

Данное устройство целесообразно применять в конструкциях прессов при прессовании материалов с регламентированными требованиями к изменению усилия прессования при нагружении и разгрузке, например в производстве искусственных алмазов, специальных пластмасс и т.п.

1. Устройство для автоматического регулирования давления в силовом цилиндре гидравлического пресса, содержащее насос, соединенный напорной магистралью с силовым цилиндром, обратный управляемый клапан, установленный в напорной магистрали, регулятор давления с механизмом его управления, подсоединенный к напорной магистрали, и блок управления, электрически соединенный с механизмом управления регулятором давления, отличающееся тем, что регулятор давления выполнен в виде подсоединенного между силовым цилиндром и обратным управляемым клапаном гидроцилиндра с плунжером, а механизм управления регулятором давления выполнен в виде привода вращательного движения, соединенного посредством передачи винт-гайка с плунжером.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в полости силового цилиндра установлен датчик давления, электрически соединенный с блоком управления, а привод вращательного движения выполнен с возможностью регулирования частоты вращения.