Система управления пневмогидравлическим силовым приводом

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системам управления пневмогидравлическими силовыми приводами машин. Система содержит источник сжатого воздуха, подключенное к нему своим входом устройство распределения сжатого воздуха, устройство контроля рабочего цикла и управляющие пневмораспределители, соединенные с устройством распределения сжатого воздуха. Выходы устройства распределения сжатого воздуха соединены трубопроводами со штоковой и поршневой полостями рабочего и силового цилиндров привода. Устройство распределения сжатого воздуха выполнено в виде трех трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей. Выход каждого из упомянутых пневмораспределителей соединен соответственно со штоковой полостью рабочего цилиндра, штоковой полостью силового цилиндра и с поршневой полостью силового цилиндра. Устройство контроля рабочего цикла выполнено в виде реле давления с пневматическим выходом, отверстием ввода и выходным отверстием. Выходное отверстие связано с управляющими полостями трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей, выходы которых соединены со штоковой и поршневой полостями силового цилиндра. Упомянутое отверстие ввода реле давления соединено со штоковой полостью силового цилиндра. В результате обеспечивается повышение гибкости и надежности системы управления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системам управления пневмогидравлическими силовыми приводами машин.

Известен пресс (а.с. СССР SU 1143605 А, В29С 43/02, 07.03.85), включающий пневмогидравлический силовой привод и систему управления, содержащую элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления. Ключевым элементом управления здесь является трехпозиционный распределительный кран с механизмом поворота его золотника, которые очень сложны в изготовлении, требуют ручных доводочных операций и к тому же не позволяют гибко регулировать и отлаживать взаимодействие подвижных элементов усилителя.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному техническому решению является система управления пневмогидравлическим прессом (а.с. СССР SU 1119857 А, В30В 15/00, 23.10.84), принятая нами за прототип, включающая источник сжатого воздуха, подключенное к нему своим входом устройство распределения силового сжатого воздуха, выходы которого соединены трубопроводами со штоковой и поршневой полостями рабочего и силового цилиндров привода, устройство контроля рабочего цикла и управляющие пневмораспределители, соединенные с устройством распределения силового сжатого воздуха, в которой устройство распределения силового сжатого воздуха представляет собой трехпозиционный распределительный кран с механизмом поворота его золотника, а устройство контроля рабочего цикла представляет собой пневмораспределитель с упором, закрепленным на подвижном элементе пресса. Механизм поворота золотника распределительного крана выполнен в виде поршневого цилиндра с закрепленными на его корпусе рейкой и защелкой, зубчатого сектора, управляемого упора и пневмораспределителей, при этом зубчатый сектор закреплен на золотнике распределительного крана, управляемый упор размещен на станине, поршневой цилиндр смонтирован с возможностью взаимодействия своими рейкой и защелкой соответственно с зубчатым сектором и управляемым упором.

Описанная система позволяет управлять пневмогидравлическим силовым приводом пресса, обеспечивая выполнение рабочего цикла в ручном или полуавтоматическом режимах.

Однако выполнение устройства распределения силового сжатого воздуха в виде распределительного крана с механизмом поворота его золотника практически исключает возможность гибкого управления работой элементов силового привода. Действительно, в силу того что каждому углу поворота распределительного крана соответствует совершенно определенная степень открытия одних отверстий и перекрытия других, система управления оказывается жестко детерминированной. Такая система не дает возможности гибкой корректировки синхронизации работы силового привода: она не позволяет смещать или, наоборот, - совмещать начало или окончание отдельных стадий цикла. Выхлоп из всех управляемых полостей силового привода производится через единое выхлопное отверстие и единый глушитель, что делает затруднительным отдельную регулировку сброса давления из указанных полостей. Эффективность управления в этом случае в значительной степени определяется тем, насколько удачной оказалась конструкция распределительного крана, конструкция его получается очень сложной, при изготовлении требует ручных доводочных операций.

Механизм поворота золотника также является очень сложным в изготовлении и отладке. В случае нарушений в работе распределительного крана или механизма поворота его золотника привод надолго выходит из строя, так как требуется определенное время на ремонтно-восстановительные и наладочные работы. Такая система воздухораспределения имеет низкие возможности по унификации, она уникальна и изготавливается в единичном варианте только под конкретное силовое оборудование.

Кроме того, устройство контроля рабочего цикла, представляющее собой пневмораспределитель с упором, закрепленным на подвижном элементе пресса, чаще всего не обеспечивает использование максимально возможного усилия подъема подвижного элемента на низком давлении. Действительно, такое устройство обеспечивает контроль «по пути», т.е. выдает управляющий сигнал только по достижении определенной высоты подъема подвижного элемента привода. При этом не учитывается усилие подъема. В том случае, если усилия будет недостаточно, может потребоваться трудоемкий процесс наладки момента переключения подъема с низкого на высокое давление. К тому же в совокупности с распределительным краном такое устройство контроля не исключает ошибочного включения подъема подвижного элемента сразу на высокое давление, минуя стадию подъема на низком давлении, что может привести к выбросу масла, попаданию воздуха в гидравлические каналы и нарушению работы силового привода.

Кроме того, в исходном положении в штоковую полость рабочего цилиндра постоянно подается давление сжатого воздуха, что не отвечает современным требованиям безопасной эксплуатации некоторых видов силового оборудования. Попытка разработать распределительный кран с дополнительной, четвертой позицией, обеспечивающей запирание подачи сжатого воздуха во все полости привода, чрезмерно усложнит конструкцию.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение гибкости и надежности управления.

Указанный технический результат достигается посредством системы управления пневмогидравлическим силовым приводом, включающей источник сжатого воздуха, подключенное к нему своим входом устройство распределения сжатого воздуха, выходы которого соединены трубопроводами со штоковой и поршневой полостями рабочего и силового цилиндров привода, устройство контроля рабочего цикла и управляющие пневмораспределители, соединенные с устройством распределения сжатого воздуха, при этом устройство распределения сжатого воздуха выполнено в виде трех трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей, выход каждого из которых соединен соответственно со штоковой полостью рабочего цилиндра, штоковой полостью силового цилиндра и поршневой полостью силового цилиндра.

Устройство контроля рабочего цикла выполнено в виде реле давления с пневматическим выходом, отверстием ввода и выходным отверстием, связанным с управляющими полостями трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей, выходы которых соединены со штоковой и поршневой полостями силового цилиндра, а упомянутое отверстие ввода реле давления соединено со штоковой полостью силового цилиндра.

Система снабжена концевым управляющим пневмораспределителем, выполненным с возможностью подачи сжатого воздуха в исходном положении силового привода и соединенным с полостью управления трехходового двухпозиционного пневмораспределителя, выход которого связан со штоковой полостью рабочего цилиндра.

На чертеже представлена принципиальная пневматическая схема управления пневмогидравлическим силовым приводом пресса.

Объект управления - пневмогидравлический силовой привод - включает рабочий 1 и силовой 2 цилиндры, при этом в штоке силового цилиндра выполнен канал 3 для сообщения между собой штоковой полости 4 силового цилиндра и поршневой полости 5 рабочего цилиндра с возможностью перекрытия канала 3 клапаном 6. Источник сжатого воздуха (обычно - это цеховая магистраль сжатого воздуха давлением до 6 атм), от которого запитаны входы всех пневмораспределителей и реле давления, условно не показан. Устройство распределения силового сжатого воздуха представлено тремя трехходовыми двухпозиционными пневмораспределителями 7-9 с двухсторонним пневмоуправлением. Трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 7 своим выходом соединен со штоковой полостью 10 рабочего цилиндра 1, трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 8 - со штоковой полостью 4 силового цилиндра 2, а трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 9 - с поршневой полостью 11 силового цилиндра 2. На выхлопе трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей 7 и 8 установлены пневмодроссели с глушителем 12 и 13 соответственно, а на выхлопе трехходового двухпозиционного пневмораспределителя 9 - глушитель 14. Реле давления 15 контролирует давление в штоковой полости 4 силового цилиндра и выдает пневмосигнал управления на трехходовые двухпозиционные пневмораспределители 8 (через пневмоклапан с логической функцией «или» 16) и 9, обеспечивая необходимую последовательность автоматического переключения распределителей во время рабочего хода штока (с плитой) рабочего цилиндра 1. Концевой пневмораспределитель 17 связан своим выходом с управляющей полостью распределителя 7 и выдает сигнал управления в исходном (нижнем) положении штока рабочего цилиндра 1. Для пуска и возврата привода в исходное положение предусмотрены кнопочные пневмораспределители (пневмокнопки) 18 и 19 соответственно.

Система управления работает следующим образом.

В исходном положении, как показано на схеме (фиг.1), все полости цилиндров пневмогидравлического силового привода соединены с атмосферой через пневмораспределители 7-9.

При нажатии на пневмокнопку 18 «ПУСК» сжатый воздух переключает трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 8 в другое стабильное положение и сжатый воздух поступает в штоковую полость 4 силового цилиндра 2. При этом гидравлическая жидкость (масло) передавливается по каналу 3 при открытом клапане 6 в поршневую полость 5 рабочего цилиндра 1 и его шток с плитой поднимаются, производя работу на низком давлении. В начале подъема толкатель концевого пневмораспределителя 17 возвращается в свое верхнее положение и сбрасывает давление из «левой» полости управления трехходового двухпозиционного пневмораспределителя 7 в атмосферу. Из штоковой полости 10 рабочего цилиндра 1 воздух выдавливается в атмосферу через трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 7, причем скорость выхода регулируется пневмодросселем с глушителем 12, обеспечивая требуемое замедление в конце хода.

В конце подъема, когда привод завершил работу на низком давлении, давление в штоковой полости 4 силового цилиндра достигает заданной величины и реле давления 15 выдает управляющий пневмосигнал на трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 8 (через клапан «или» 16) и одновременно - на трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 9. При этом трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 8 возвращается в исходное положение, а трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 9 - в другое стабильное положение. Происходит сброс давления из штоковой полости 4 силового цилиндра в атмосферу и одновременно - подача сжатого воздуха в поршневую полость 11 силового цилиндра. Скорость сброса давления из штоковой полости 4 силового цилиндра регулируется с помощью пневмодросселя с глушителем 13. При сбросе давления из штоковой полости 4 силового цилиндра сигнал управления от реле давления 15 исчезает и полость управления соединяется с атмосферой. Поршень силового цилиндра 2 поднимается вверх, клапан 6 перекрывает канал 3 в штоке поршня и в поршневой полости 5 рабочего цилиндра 1 поднимается высокое гидравлическое давление, до сотен атмосфер.

После необходимой выдержки под высоким давлением нажимают на пневмокнопку 19, которая выдает сигнал управления на трехходовые двухпозиционные пневмораспределители 9 и 7, переводя их в другое стабильное положение. (Вместо пневмокнопки 19 может быть использовано реле времени или другое устройство, выдающее сигнал управления.) Сигнал управления также поступает через клапан «или» 16 на трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 8, но он остается в своем исходном положении, как показано на схеме. При этом сжатый воздух из поршневой полости 11 силового цилиндра быстро сбрасывается в атмосферу через трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 9 и глушитель 14. В это же время сжатый воздух подается в штоковую полость 10 силового цилиндра, поршень силового цилиндра 2 опускается. В нижнем положении, при упоре своими выступами в дно, открывается клапан 6, выпуская масло из поршневой полости 5 рабочего цилиндра в штоковую полость 4 силового цилиндра и давая тем самым поршню рабочего цилиндра 1 опуститься вниз. В крайнем нижнем положении плита с поршнем рабочего цилиндра 1 нажимает на толкатель концевого пневмораспределителя 17, при этом сжатый воздух переводит трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель 7 в исходное положение и сжатый воздух из штоковой полости 10 рабочего цилиндра выходит в атмосферу.

При нажатии на пневмокнопку 19 возврат системы управления и объекта управления происходит из любого положения в исходное, независимо от стадии цикла (например, в экстренных случаях).

Выполнение устройства распределения силового сжатого воздуха в виде трех трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей (с двухсторонним управлением), каждый из которых соединен своим выходом только с одной полостью цилиндров привода, обеспечивает независимость подачи и сброса давления сжатого воздуха из этих полостей силового привода, что, в свою очередь, существенно повышает гибкость управления.

Поскольку устройство контроля рабочего цикла представляет собой реле давления с пневматическим выходом, связанным с управляющими полостями трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей, связанных своими выходами с силовым цилиндром, а контролируемое давление подводится к реле из штоковой полости силового цилиндра, то управление переключения при подъеме производится «по давлению», что позволяет максимально использовать рабочее давление при подъеме подвижного элемента на низком давлении. Кроме того, такая система управления практически не допускает ошибочного включения подъема подвижного элемента сразу на высоком давлении, минуя подъем на низком давлении, что повышает надежность управления.

Поскольку трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель, связанный своим выходом со штоковой полостью рабочего цилиндра, своей полостью управления связан с концевым управляющим пневмораспределителем, открывающим подачу сжатого воздуха в исходном положении силового привода, то в исходном положении штоковая полость рабочего цилиндра соединена с атмосферой. В любом другом положении имеется возможность переключить указанный трехходовый двухпозиционный пневмораспределитель на подачу сжатого воздуха в поршневую полость рабочего цилиндра и осуществить опускание поршня рабочего цилиндра (например, в экстренном случае).

Система управления предусматривает применение серийно выпускаемых всеми производителями элементов и устройств пневмоавтоматики, существенно повышая тем самым надежность управления и ремонтопригодность.

1. Система управления пневмогидравлическим силовым приводом, содержащая источник сжатого воздуха, подключенное к нему своим входом устройство распределения сжатого воздуха, выходы которого соединены трубопроводами со штоковой и поршневой полостями рабочего и силового цилиндров привода, устройство контроля рабочего цикла и управляющие пневмораспределители, соединенные с устройством распределения сжатого воздуха, отличающаяся тем, что устройство распределения сжатого воздуха выполнено в виде трех трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей, выход каждого из которых соединен соответственно со штоковой полостью рабочего цилиндра, штоковой полостью силового цилиндра и поршневой полостью силового цилиндра.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство контроля рабочего цикла выполнено в виде реле давления с пневматическим выходом, отверстием ввода и выходным отверстием, связанным с управляющими полостями трехходовых двухпозиционных пневмораспределителей, выходы которых соединены со штоковой и поршневой полостями силового цилиндра, а упомянутое отверстие ввода реле давления соединено со штоковой полостью силового цилиндра.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена концевым управляющим пневмораспределителем, выполненным с возможностью подачи сжатого воздуха в исходном положении силового привода и соединенным с полостью управления трехходового двухпозиционного пневмораспределителя, выход которого связан со штоковой полостью рабочего цилиндра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидравлическим системам управления многопозиционными прессами, и может быть использовано в гидравлических многопозиционных прессах для прессования керамических или металлических порошковых материалов.

Изобретение относится к области прессового оборудования, а именно к гидравлическим приводам прессов, предназначенных преимущественно для уплотнения волокнистых и порошкообразных материалов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям гидравлических приводов прессов с выдержкой рабочего органа под давлением. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при настройке и контроле оси прессования в процессе монтажа и эксплуатации гидравлических прессов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. .

Изобретение относится к механизмам, преобразующим силы и перемещения, и может быть использовано в гидравлических прессах. .

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию и может быть использовано в быстроходных прессах непрерывнодействующих агрегатов, например для формования черепицы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления гидравлических прессов. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к пневмогидравлическому прессовому оборудованию

Изобретение относится к прессовому оборудованию и может быть использовано в управляющих устройствах для гидравлических прессов

Изобретение относится к устройству для гидравлического приведения в действие обрабатывающих машин, подобных машинам (72-77) для обработки металлов давлением, к способу и системе управления устройством для приведения в действие указанных машин для обработки металлов давлением

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к области производства металломатричного композитного материала конструкционного назначения. Может применяться в атомном машиностроении для эффективной нейтронной защиты, а также при разработке авиакосмической техники. Смесь из порошка карбида бора, алюминиевой пудры и гранулированного порошка алюминия загружают в стальную оболочку, на внутреннюю поверхность которой наносят состав, препятствующий соединению оболочки с порошковой смесью. Затем порошковую смесь уплотняют, закрывают оболочку, нагревают и подвергают ее прокатке. Прокатку порошковой смеси в оболочке осуществляют при температуре 590-610°C с обжатием порошковой смеси не менее 60% и оболочки не более 20%. После прокатки из оболочки извлекают компактированную заготовку, разрезают ее на части, формируют слоистый пакет для последующей горячей прокатки, в котором части полученной компактированной заготовки размещают между листовыми заготовками из алюминиевых сплавов и прослоек из технически чистого алюминия, горячую прокатку пакета осуществляют при температуре 400-430°C и обжатии не менее 50%. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к прессовому оборудованию и может быть использовано в штамповочных и ковочных гидравлических прессах. Гидропривод подвижной траверсы пресса содержит рабочий и возвратные гидроцилиндры, гидрораспределители управления, бак наполнения, напорную и сливную гидролинии, пневмогидравлический аккумулятор. Жидкостная полость аккумулятора соединена с гидролинией низкого давления и с выходным каналом трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя. Входной канал последнего соединен с гидролинией подвода жидкости высокого давления, а исполнительный канал и пружинная полость управления соединены с рабочей полостью рабочего гидроцилиндра. В полости управления гидрораспределителя, противоположной пружинной и соединенной со сливной гидролинией, установлен сильфонный резервуар с жидким наполнителем. Его внутреннее пространство соединено с внутренним пространством сильфонного резервуара, установленного в полости штамповой оснастки. Упомянутый резервуар контактирует с торцом толкателя, хвостовик 29 которого выходит за пределы рабочей поверхности штамповой оснастки для контакта с телом прошивня или заготовки. В результате уменьшаются уровень и продолжительность действия динамических нагрузок, возникающих при внезапном исчезновении рабочей нагрузки, и обеспечивается возможность регулирования скорости движения траверсы. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для приведения в действие обрабатывающих машин, в частности при обработке металлов давлением. Гидравлический привод содержит по меньшей мере два попеременно приводимых в действие генератора давления, каждый из которых состоит из приводного масляного и ведомого эмульсионного цилиндров с общим плунжером. Масляная гидросистема выполнена с насосами высокого давления регулируемой производительности и гидрораспределителями управления генераторами давления. Эмульсионная гидросистема содержит наполнительный бак, обратные клапаны и напорный трубопровод, питающий гидросистему обрабатывающей машины. Масляная гидросистема снабжена аккумулятором с подпитывающим насосом и предохранительным клапаном, настроенными на давление, соответствующее 85…95% давления в напорном трубопроводе. В масляной гидросистеме предусмотрен трехпозиционный гидрораспределитель, попеременно соединяющий аккумулятор с приводными цилиндрами генераторов давления перед началом нагнетания эмульсии в напорный трубопровод. В результате обеспечивается поддержание заданной скорости рабочих органов обрабатывающей машины и устраняются ее колебания при переключении генераторов давления, что положительно влияет на качество получаемых изделий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к гидравлическим прессам для прессования изделий, в частности, из сыпучих материалов. Гидравлический пресс содержит станину, силовой гидроцилиндр с поршнем и штоком, с поршневой и штоковой полостями, которые каналами соединены с гидравлическими линиями схемы управления. Гидроцилиндр содержит плунжер прессования с возможностью выдвигания его через отверстие в одном торце гидроцилиндра, второй торец которого закреплен в станине и в этом торце зафиксирован шток поршня. Канал штоковой полости выполнен внутри штока, а канал поршневой полости внутри штока и поршня. В наилучшем варианте гидравлический пресс выполнен в виде вертикального пресса двустороннего действия, с выполнением верхнего и нижнего гидроцилиндров. Изобретение обеспечивает повышение КПД гидравлического пресса, уменьшение необходимого количества рабочей жидкости в виде масла, улучшение его массогабаритных показателей.

Изобретение относится к гидравлическим прессам. Гидропривод подвижной траверсы пресса содержит рабочие и возвратные гидроцилиндры, гидрораспределители управления гидроцилиндрами, напорную и сливную гидролинии. В прессе предусмотрено устройство наполнения рабочих полостей рабочих гидроцилиндров при выполнении холостого хода приближения траверсы, выполненное в виде гидропреобразователя. Канал нагнетания гидропреобразователя со стороны его рабочей полости с большим характерным геометрическим размером посредством первого дополнительного двухлинейного двухпозиционного управляемого клапана соединен с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров. Канал нагнетания со стороны рабочей полости гидропреобразователя с меньшим характерным геометрическим размером посредством второго дополнительного двухлинейного двухпозиционного управляемого клапана соединен с гидролинией повышенного давления. Остальные каналы соединены с гидробаком. Может быть использован вращательный или поступательный гидропреобразователь. В результате обеспечивается упрощение конструкции гидропривода. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при формовании порций продуктов питания. Формование осуществляют с помощью устройства, содержащего гидравлический пресс, имеющий по меньшей мере один гидравлический источник давления и по меньшей мере два исполнительных устройства с рабочими цилиндрами. Рабочие цилиндры соединены гидравлически. В устройстве предусмотрена матрица, которая имеет по меньшей мере два отдельных приемных устройства для приема порций продуктов питания. По меньшей мере две порции продуктов питания вносят в приемные устройства. В каждое приемное устройство вставляют по меньшей мере одну пресс-форму на порцию продуктов питания. Усилие воздействия пресс-форм на порции продуктов питания повышают с обеспечением оказания всеми пресс-формами одинакового давления на соответствующие порции. В результате повышается качество полученных порций продуктов питания. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к прессовому оборудованию, в частности к гидравлическим прессам. Гидропривод подвижной траверсы пресса содержит рабочие и возвратные гидроцилиндры, гидрораспределители управления этими гидроцилиндрами, напорную и сливную гидролинии и устройство наполнения рабочих полостей рабочих гидроцилиндров при выполнении холостого хода приближения траверсы. Указанное устройство содержит насосную установку низкого давления, гидролиния всасывания которой соединена с гидробаком, и двухлинейный клапан наполнения, выполненный с электрогидравлическим управлением и нормально открытым проходным сечением для пропуска рабочей жидкости в обоих возможных направлениях. Канал высокого давления двухлинейного клапана соединен с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров. Канал низкого давления указанного клапана соединен непосредственно с напорной гидролинией насосной установки низкого давления и посредством предохранительного клапана с гидробаком. В результате обеспечивается упрощение конструкции гидропривода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх