Система автоматического управления ковочным прессом

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИС изоы е

g BTOPСKOMY CS (61) Дополнительное к авт. (22) Заявлено 22.04,75 (21) 2

Кл.

ЗО В 15/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15,06,78 (46) Дата опубликования о

Гооударотоенный номнтет

Совото Ннннотроо СССа оо делам нзооротоннй и открытий

К 621,979

88.8) (72) Автор изобретения

Н. А, Бондаренко (71) Заявитель днепропетровский завод прессов (54) СИСТЕМА ABTONATH×EÑÊÎÃÎ УПРАВЛЕНИЯ

КОВОЧНЫМ ПРЕССОМ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для автоматического управления ходами полэуна ковочного пресса с приводом от насосно-аккумуляторной станции. 5

Известна система автоматического управления ковочным прессом, содержашая насос и цилиндр автоматического управления с переключаюшим на реверс устройством, связанным посредством кулачка с BepoMbjM 1p звено м дифференциал ьн ого механизма и в ыполненным в виде трех последовательно установленных и гидравлически соединенных между собой четырехходовых двухпоэиционных эолотниковых распределителей, средний 1а из которых соединен с кулачком, а два других соединены один с насосом, а другой с цилиндром автоматического управления (1), В такой системе информация о положении ползуна подается на переключаюшее устрой- 20 ство, а с переключаюшего устройства на золотник сервомотора выдаются соответствующие команды в виде перемешения тят, связанных с золотником. Однако указанная система не обеспечивает оптимальных пара-,25

2 метров перемешения золотника сервомотора, т.е, раздельной регулировки величины и скоростей открытия и закрытия напорных и сливных клапанов распределителя, что сни« жает производительность и точность работы пресса и приводит к гидроударам в системе.

Известна также система автоматического управления ковочным прессом, содержашая клапанный распределитель, соединенный через сервомотор с рукояткой ручного управления и рабочим цилиндром пресса, два гидроусилителя, выполненных в виде цилиндров с приводными органами, контактируюшими с рукояткой ручного управления, причем цилиндр одного гидроусилителя соединен с золотником каналами и рычагом обратной связи, взаимодействуюшим через рычажную систему с кулачковым механизмом, связанным с ползуном пресса, и золотниковые распределители, соединенные с атим гидроусилителем; цилиндр другого гидроусилителя связан с аналогичными алементами (2). Эта система построена так, что один иэ гидро, усилителей производит только закрытые на6 10678 состоит из корпуса и приводного органа 21 в виде плунжера. В корпусе выполнены сквозное радиальное отверстие р., сообшаюшееся с одной стороны со сливом, а с другой стороны с золотником 22 гидроусим- лителя 12„5, соединенное с золотниковыми распределителями

13 и 14, В плунжере 21 выполнена кольцевая проточка 5, Взаимное расположение отверстия О, и проточки Ь таково, что отверстие а сообщается со сливом в определенном положении плунжера 21, соответствуюшем положению "Стоп" рукоятки 4 или несколько не доходя этого положения, что регулируется винтом 23 °

Гидроусилитель 12 предназначен для возвращения рукоятки 4 из положения "Вниз" в положение "Стол" в полуавтоматическом режиме и из положения "Вниз" в положение

2О "Вверх" в автоматическом режиме работы, Он состоит из притертого в корпусе поршня

24 и золотника 22, соединенных рычагом

25 обратной связи. В штоковой полости поршня 24 гидроусилителя выполнены допол25 НИтЕлЬНый какал б, сВязаниый с наПоРной магистралью и через который постоянно подается масло, и отверстие Э, расположенное так, что поршень перекрывает его в положении. соответствующем положению "Стоп"

ЗО рукоятки 4. Отверстие Я соединено с эолотниковым распределителем 14, Золотниковый распределитель 13 предназначен для включения автоматического режима (на фиг. 1 изображено положение рас35 пределителя, соответствуюшее ручному режиму). Золотниковый распределитель 14 предназначен для включения полуавтоматического режима. В автоматическом режиме он также должен быть включен.

4О

Обратные клапаны 15 и 16, регулируемые 17 и 18 и нерегулируемые 19 и 20 дроссели в данной системе используются по общеизвестному назначению, Система работает следуюшим образом.

На фиг. 1 изображена схема работы в ручном режиме, Отверстие б гидроусилителя 11 через золотниковый распределитель

13 соединено со сливом, и плунжер 21 не взаимодействует с рукояткой 4, Отверстия

8 и Ж гидроусилителя 1 2 соединены со сливом соответственно через эолотниковый распределитель 14 и дроссель 17, обратный клапан 16 и золотниковый распределитель 13. Так как в штоковую полость через дополнительный канал 7, постоянно подводится под давлением масло, поршень

24 утоплен независимо от положения золот

3 порных «лапанов,,перемешая золотник серБо мотора из крайнего положения в положение

"Стоп, а другой - сливных. Недостаток си стемы заключается в ее сложности, а нали чие боль ого числа элементов, входящих в переключающее устройство, увеличивает с марное время их срабатывания за один цикл, что снижает быстродействие системы и число ходов пресса, 0ля повышения быстродействия в приводном органе и корпусе цилиндра другого гидроусилителя предлагаемой системы выполнены соответственно кольцевая проточка и осевое отверстие, соединенное с золотниковыми распределителями, а также сквозное радиальное отверстие, сообшакшееся с одной стороны со сливом, а с другой стороны с золотником первого гидроусилителя, в штоковой полости которого выполнен дополнительный канал, связанный с напорной магистралью.

На фиг. 1 схематично изображена описываемая система автоматического управления; на фиг. 2 и 3 - графики перемешения золотника сервомотора главного распределителя системы.

Пресс 1 управляется от клапанного распределителя 2, коромысловый вал которого приводится в движение гидравлическим сервомотором 3. Золотник сервомотора связан с рукояткой 4 ручного управления тягами и перемешается синхронно с ними, т.е. золотник сервомотора и рукоятка ручного управления представляют собой одно целое и являются входным звеном сервомотора.

Полэун, пресса кинематически (посредством цепи, натягиваемой грузом) связан с кулачковым механизмом 5 задачи размеров, Кулачок 6 в механизме 5 вращается синхронно с ползуном пресса и может быть повернут в требуемое положение, которое и определяет координату нижней точки реверса ползуна (или размер поковки). В качес тве такого механизма может быть использована, например, автоматическая система регулирования величины хода ползуна, С кулачком 6 контактирует толкатель

7, передакший движение от кулачка .рычагам 8 и 9 рычажной системы. Ось рычага

8 может перемешаться в вертикальном направлении винтом 10.

Переключающее устройство системы состоит из двух гидроусилителей 11 и 12, воздействующих на рукоятку 4, золотниковых распределителей 13 и 14, обратных клапанов 15 и 16, регулируемых 17 и 18 и нерегулируемых 19 и 20 дросселей.

Гидроусилитель 11 предназначен для приведения рукоятки 4 в положение Вниз при работе в автоматическом режиме. Он бО ника 22.

Рукоятка 4 находится в положении

"Стоп"; Полэун пресса неподвижен.

6 10678

При отклонении рукоятки 4 в положение

"Вниз открываются соответствующие клапаны распределителя 2, иэ возвратных цилиндров пресса 1 сливается, а в главный IlHJlHHAp подается жидкос ть, Полэун 5 пресса перемешаетсч вниз со скоростью, определяемой величиной открытия клапанов расгределителя 2. По достижении ползуном пресса требуемой нижней точки рукоятку 4 переводят в положение "Стоп". 0

Клапаны закрываются, ползун останавливается, Палее рукоятку переводят в положение - Вверх", открываются другие клапаны и ползун перемещается вверх.

По достижении требуемого верхнего по- >s ложения рукоятку ставят в положение "Стоп"„ клапаны закрываются, ползун останавливается. 0алее цикл повторяется, В полуавтоматическом режиме пресс управляется рукояткой ручного управления 20 так же, как и в ручном режиме.,йля включения полуавтоматического режима необходимо переключить эолотниковый распределитель 14. При этом масло подводится через дополнительнеФ канал ., отверстие 31 дроссель 20 и золотниковый распределитель

14 к отверстию e . Кулачок 6 устанавливается в соответствующее положение, чтобы получить нужный размер поковки.

Плунжер 21 в этом режиме остается утопленным и не взаимодействует с рукояткой

4, так как отверстие 6 соединено со сливом через эолотниковый распределитель

13. Оператор вручную отклоняет рукоятку

4 в положение "Вверх", ползун пресса перемешается вверх, кулачок 6 вращается по часовой стрелке, причем его радиус не взаимодействует с толкателем 7 и не перемешает рычаги 8 и 9. Золотник 22 под действием пружины приподнят, и подпоршне» вая полость гидроусилителя 12 соединена со сливом через отверстие %, дроссель

17, обратный клапан 16 и золотниковый распределитель 13, Значит во время хода вверх поршень 24 находится в нижнем положении и не взаимодействует с рукояткой

4, Затем оператор переводит рукоятку 4 в положение "Вниз", ползун пресса перемешается вниз, кулачок 6 вращается в обратную

50 сторону.

При приближении ползуна к заданному размеру поковки кулачок 6 начинает смешать толкатель 7 вправо и поршень 24

55 начинает взаимодействовать с рукояткой 4, потому что толкатель при своем перемещении поворачивает рычаг 8 против часовой стрелки, золотник 22 утапливается, отверстие 8 открывается и масло попадает под поршень, который приподнимается, перемешая шарнирно закрепленный на нем рычаг

25, благодаря чему золотник 22 под действием пружины так ке приподнимается, пе«. рекрывая отверстие 9, т.е, гидроусилитель

12 работает в режиме слежения и поршень

24 перемещается вверх на величину, строго пропорциональную углу поворота рычага

S против часовой стрелки. При движении поршень 24 возврашает рукоятку 4, установленную оператором в положение "Вниз", в направлении к положению Стоп, т.е. происходит затормаживание ползуна пресса.

Когда ползун пресса доходит до заданно= го нижнего размера, кулачок 6 перемешает толкатель 7, который повооачивает оычаг 9 поотив часовой стрелки. llpyt ой конец рычага

9 при этом через рычаг 25 утапливает золотник 22, и масло беспрепятственно проходит под поршень 24, который быстро уже не в следящем режиме смещается вверх и стацит рукоятку 4 в положение "Стоп", В этом положении поршень 24, перекрыв отверстие д, закрывает доступ масла к отверстию 8 и прекращает, свое движение вверх.

Палее рукоятку 4 вручную переводят s положение "Вверх, полэун перемещается вверх, кулачок 6 врашается в обратную сторону, рычаг 9, а затем и рычаг 8 освобождают золотник 22, он всплывает и подпоршневая полость беспрепятственно соединяется со сливом через отверстие Ж, обратный клапан 16 и золотниковый распределитель 13, Система приходит. в исходное положение, цикл может быть повторен, Если затормаживать ползун не надо при достижении им нижней точки, когда сопротивление поковки достаточно велико, то, чтобы избежать ненужного,дросселирования в клапанах, опору рычага 8 поднимают на требуемую величину винтом 10.

Таким образом, s полуавтоматическом режиме с рукояткой 4 взаимодействует только поршень 24 и только на участке, соответствукщем приближению ползуна к за» данному размеру, а само взаимодействие заключается в перемещении поршнем рукоятки иэ положения "Вниз" в положение "Стоп, Для включения автоматического режима необходимо установить кулачок 6 в такое положение, чтобы получился требуемый размер поковки, и переключить золотниковые распределители 13 и 14 по сравнению с их положением, изображен ым на фиг, 1.

В этом случае полэун совершает движение в автоматическом режиме.

Масло через золотниковый распределитель 13 подается в отверстие& под плунжер 21, который, воздействуя на рукоятку

4, переводит ее в положение Внив . Пол6 10678

5 о

35 о

7 зун пресса перемеуцается вниз, а кулачок

6 начинает вращаться против часовой . стрелки, При приближении ползуна к заданной нккней точке кулачок 6 через толкатель 7 и рычаги 8 и 9 утапливает золотник 22 и поршень 24 начинает подниматься вверх, переводя рукоятку 4 из положения Вниз" в направлении к положению

"Стоп", Так как плошадь поршня 2 ". больше плошади плунжера 21, то с подъемом пори ня плунжер утапливается. После того, как поршень 24 приведет рукоятку 4 в положение "Стоп", он перекрывает отверстие

8 и дальнейшее движение поршня вверх возможно благодаря подаче масла к отверстию 6 через золотниковый распределитель

l3> регулируемый дроссель 18, обратный клапан 15, дроссель 20 и золотниковый распределитель 14, Таким образом, поршень 24 продолжает перемешаться вверх, но уже медленнее - co скоростью, определяеглой настройкой дросселя 18, благодаря чему происходит безударная разгрузка пресса от давления, Поршень, перемещаясь вверх, переводит рукоятку 4 в положение

"Вверх", и ползун пресса перемещается вверх, При движении ползуна пресса вверх кулачок 6 вращается в обратную сторону, золотник 22 под действием пружины поднимается вверх, перемещая рычаг 25, а через него рычаги 8 и 9 и толкатель 7 в исходное положение. Полость под поршнем

24 соединяется с отверстием Ж и через дроссель 17 со сливом. Обратный клапан

16 поджат давлением, и плунжер 21 изолирует отверстие Q. от слива. Благодаря атому поршень 24 (а значит, и рукоятка 4) переводится из положения "Вверх" в направлении к положению "Стоп" со скоростью, определяемой дросселем 17, Чем дольше рукоятка возвращается к положению "Стоп", тем больший ход соверцает ползун пресса, Этим и регулируется величина хода ползуна в автоматическом режиме.

Когда рукоятка приближается к положению "Стоп", а ползун уменьшает скорость, (благодаря дросселированию в клапанах распределителя 2) до безопасной (чтобы произошла безударная остановка ползуна), отверстие a. в e кKоoрpпусе гидроусилителя 1 1 сообщается через кольцевую проточку Ь со сливом, поршень 24 быстро опускается вниз, а рукоятка быстро минует положение

"Стоп" и уходит в положение "Вниз, Полэун опускается вниз, совершая очередной рабочий ход. цикл повторяется.

Таким образом, в автоматическом режиме с рукояткой 4 одновременно зваимодей- . ствуют плунжер 21 и поршень 24, причем скорость перемещения рукоятки определяется только скоростью перемещения поршня, Скорость перемещения поршня регулируется дросселями.

В автоматическом режиме работы системы задержка ползуна в верхнем положении отсутствует.

На фиг, 2 и 3 показаны графики перемещения золотника сервомотора или рукоятки ручного управления в автоматическом режиме, причем фиг. 2 иллюстрирует работу большими ходами, а фиг. 3 - малыми. По горизонтали откладывают время, а по вертикали - величину перемещения золотника сервомотора (или рукоятки 4), что равнозначно перемещению клапанов распределителя системы.

На участке 0-4 (см. фиг. 2) происходит открытие клапанов не ход ползуна вверх.

Угол са определяет скорость перемещения рукоятки 4 и регулируется дросселем 18, Чем больше атот угол, тем быстрее открываются клапаны, быстрее происходят разгрузка пресса от давления и разгон ползуна. На участке 4 - 5 ползун перемешается вверх, Ут ол наклона этого участка, а значит, и величина хода вверх регулируется дросселем 17. В точке 5 полэун достигает безударной скорости, и проточка Ь плунжера соединяет отверстие g .со сливом, Координата точки 5 регулируется винтом

На участке 5 - Я вЂ” Г рукоятка быстро переводится в положение "Стоп" и далее в положение "Вниз", Скорость перемен.ения ее определяется дросселем 19 (постоянным), Ползун разгоняется вниз.

На участке Г - Д ползун перемешается вниз с максимальной скоростью, совершается рабочий ход, На участке Д - Е при приближении к заданному размеру рукоятка начинает возвращаться к положению "Стоп", Происходит затормаживание ползуна. Форма атого участка определяется профилем кулачка 6 ° Координата точки E регулируется винтом 10, На участке Š— Ж рукоятка быстро перемещается в положение "Стоп". Скорость перемещения определяется постоянным дросселем 20. Балее цикл повторяется, На графике работы малыми ходами системы (см, фиг, 3) отсутствуют горизонтальный участок, т,-. задержка ползуна в верхнем положении, а также изломы линий, что приводит к плавному перемеше(нию рукоятки с постоянной скоростью в ее рабочем диапазоне, Благодаря атому на малой величине хода достигается большое число ходов при спокойной безударной работе пресса.

61067S

Формула изобретения

Система автоматического управления ковочным прессом, содержащая клапанный распределитель, соединенный через сервомотор с рукояткой ручного управления и рабочим цилиндром пресса, два гидроусилителя, выполненных в виде цилиндров с приводными органами, контактирующими с рукояткой ручного управления, причем цилиндр одного гидроусилителя соединен с золотником каналами и рычагом обратной связи, взаимодействующим через рычажную систему с кулачковым механизмом, связанным с ползуном пресса, и золотниковые распре» 15 делители, соединенные с этим гидроусили-. телем, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в приводном органе и корпусе цилиндра другого гидроусилителя выполнены соответственнс кольцевая проточка и осевое отверстие, соединенное с золотниковыми распределителями, а также сквозное радиалжое отверстие, сообщающееся с одной стороны со сливом, а с другой стороны с золотником первого гидроусилителя, в штоковой полости которого выполнен дополнительный канал, связанный с напорной магистралью.

Источники информации, принятые во вии мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 232021, кл. В 30 В 15/26, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 275741, кл. В 30 В 15/28, 1968.

61О67е

Составитель Л, Щепнина

Редактор A. Пейсоченко Техред Н. Андрейчук КорректорС, Гарасиняк

Заказ 3067/10 Тираж 868 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4