Регулятор торможения подвижной поперечины гидравлического пресса

 

Союз Советских

Социалнстнчминк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н648446 г, / "3 (51) N. Кл.

В 30 В 15/20 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04,02.76 (21) 2318976/25-27 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано2502.79. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 250279 (53) УД К 621 ° 97. 06 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В ° Е .Устинов и О.М.Шинкаренко (71) Заявитель

Краматорский индустриальный институт (54) РЕГУЛЯТОР ТОРМОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ

ПОПЕРЕЧИНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА

Изобретение относится к области автоматизации обработки металлов давлением и может быть использовано для формирования режима торможения подвижной поперечины при автоматическом управлении гидравлическими прессами свободной ковки °

Известен регулятор торможения траверсы гидравлического пресса, содержащий блок сравнения сигнала !О от задающего устройства и сигнала обратной связи датчика выходного параметра, связанный с усилителем, управляющим рабочим и демпфирующим электродвигателями, на общий вал

15 которых насажена шестерня, воздействующая через зубчатый сектор на шток золотника следящего гидроусилителя, переключающего клапана управления движением траверсы 1) .

Однако статическая характеристика пресса нелинейна, а также учитывая, что скорость и путь при равномернозамедленном движении находятся в квадратичной зависимости, известный регулятор, обладающий линейной статической характеристикой, не может обеспечить высокую производительность труда.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является регулятор, содержащий датчик выходного параметра, узел функцио- нальной обратной связи, задающее устройство, блоки сравнения, усилитель мощности, рабочий и демпфирующий электродвигатели, редуктор и гидроусилитепь, механически связанный с клапанами управления движением поперечины (2J .

Недостатком известного регулятора торможения подвижной поперечины гидравлического пресса является то, что он не может обеспечить торможение поперечины с постоянным ускорением, так как путь торможения поперечины при подходе к верхней и нижней заданным точкам остается неизменным при изменении начальной кинетической энергии подвижной поперечины. Это приводит к завышенным значениям пути торможения поперечины при низких значениях ее начальной кинетической энергии и, как следствие, к понижению производительности пресса.

Пелью изобретения является повышение производительности пресса и

8 64 точности ковки посредством обеспечения торможения подвижной поперечины с постоянным ускорением.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор, содержащий датчик выходного параметра, задающее устройство, блоки сравнения, усилитеяь мощности, рабочий и демпфирующий электродвигатели, редуктор и гидроусилитель введено вычислительное устройство кинетической энергии подвижной поперечины, выполненное в виде двух тахогенераторов переменного тока, связанных механически с подвижной поперечиной пресса и электрически между собой. B качестВе тахогенераторов используются асинхронные двигатели с полым ротором.

Для повышения устойчивости, в зоне около среднего положения выходного штока гидроусилителя, вычислительное устройство выполнено с пропорциональной отрицальной обратной связью в виде сельсина, связанного механически с выходным штоком гидроусилителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема регулятора торможения подвижной поперечины гидравлического пресса; на фиг. 2 приведены графики изменения скорости поперечины в функции пути.

Регулятор торможения содержит датчик 1 выходного параметра (координаты перемещения подвижной поперечины), задающее устройство 2, блок сравнения сигналов 3 датчика выходного параметра и задающего устройства, блок сравнения сигналов 4, усилитель мощности 5, рабочий электродвигатель 6, редуктор 7, гидроусилитель 8, демпфирующий электродвигатель 9, вычислительное устройство, состоящее йз пропорциональной отрицательной обратной связи 10, в виде сельсина, связанного механически с выходным штоком гидроусилителя 8, блок переключения 11 пропорциональной отрицательной обратной связи

10, тахогенератора переменного тока

12, блока реверса фазы 13 выходного напряжения тахогенератора 12, питаемого от отдельного источника (не показан) тахогенератора переменного тока 14.

При поступлении на вход блока сравнения 4, кроме сигнала пропорционального координате подвижной по перечины, и сигнала пропорционального квадрату текущего значения скорости, торможение поперечины будет происходить с постоянным темпом замедле ния, т".е.

8446. (2) 10 где К р — критический коэффициент . усиления; = — -точка излома характери2а о к стики.

Первое из этих уравнений характеризует линейную зависимоть скорос40 ти от перемещения поперечины, а работа устройства осуществляется с помощью включения в интервале -(8<, 8 яо ) пропорциональной отрицательной обратной связи по положению вы45 ходного штока гидроусилителя 8, выполненной в виде сельсина, связанного механически с выходным штоком гидроусилителя.

Второе уравнение — нелинейное, которое характеризует работу устройства в интервале (б дд ) (9 rr ) квадратичной обратной связью по текущему значению скорости поперечины, пропорциональная отрицательная об55 ратная связь 10 в этом интервале отключена с -пîìîùüþ блока 11.

Для рассмотрения работы устройства предположим, что подвижная поперечина в соответствии с установленным заданием находится над поковкой.

В этом случае U1- U — U = О, ротор электродвигателя 6 неподвижен, выходной шток гидроусилителя 8 занимает среднее положение, клапаны пресса закрыты и поперечина неподвижна. При вве65 дении нового задания нарушается раdVn

- р= — — =const..

dt а изменение скорости движения поперечины по мере приближения к заданному положению по параболическому закону (фиг. 2). где 5 и — остаток пути, который должна пройти поперечина до заданной точки реверса.

Время замедления поперечины ч„ — — (з)

0 n ваХ С я П1аХ где V„,V — начальная и конечная

15 скорости движения поперечины. Иэ рассмотрения фиг. 2а видно, что крутизна характеристики 7п1(5„1в зоне около нуля очень велика и стремится к бесконечности. В результате этого, совокупный коэффициент усиления системы автоматического управления прессом, в которой будет применяться предлагаемый регулятор, в этой зоне будет превышать критическую величину, определяющую границу устойчивости ° Для исключения этого недостатка характеристика 7д 1(Ь„) должна соответствовать зависимости (фиг.2б) °

-к п при(б„) ф„) и кс К„ 4

-Гга„ь„при(„1,ф„ (%

648446 венство нулю разности сигналов, в результате чего ротор электродвигателя 6, плавно набирая скорость, благодаря влиянию демпфирующего электродвигателя 9, перемещает шток входного золотника гидроусилителя 8 в крайнее положение, соответствующее открытию клапанов, управляющих движением поперечины вниз, при этом сигнал

Ч2 равен нулю (при отклонении от . среднего положения выходного штока гидроусилителя 8, с помощью блока переключения 11, пропорциональная 0 отрицательная обратная связь 10 отключается, а Ц определяется величиной квадрата скорости перемещения поперечины, однако он меньше, чем

ll1 . При достижении поперечиной точ- 1 > ки,в которой остаток пути до заданной координаты окажется равным пути торможения, сигнал понизится до значения У, и дальнейшее движение поперечины вызовет вращение ротора 20 электродвигателя 6 в обратном направлении, но скорость его вращения в этом случае определяется скоро L стью изменения U< и U — КЧ и

При этом величина пути торможения определяется величиной квадрата начальной скорости . поперечины.

Движение поперечины вверх происходит аналогично, только в этом случае изменяется фаза выходного напряжения тахогенератора 12 на 180О с помощью блока 13, а выходной шток гидроусилителя 8 перемещается в противоположное крайнее положение. Нечувствительность регулятора опреБ деляется крутизной сигнала пропорциональной отрицательной обратной связи 11.

При применении вычислительного устройства кинетической энергии поперечины путь торможения ее при

i) подходе к заданной координате определяется величиной начальной кинетической энергии. В результате чего достигается значительный выигрыш во времени, за счет сокращения времени торможения поперечины в процессе вытяжки, которая составляет 6570% машинного времени пресса, повышается производительность пресса примерно на 25% при сохранении его безударной работы. Внедрение предлагаемого изобретения на гидравлическом прессе по предварительным расчетам позволит получить годовой экономический эффект 100-200 тыс.руб.

Формула изобретения

1. Регулятор торможения подвижной поперечины гидравлического пресса, содержащий датчик выходного параметра, задающее устройство, блоки сравнения, усилитель мощности, рабочий и демпфирующий электродвигатели, редуктор и гидроусилитель механически связанный с клапанами управления движением поперечины, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыаения производительности пресса и точности ковки посредством обеспечения торможения подвижной поперечины с постоянным ускорением, он снабжен вычислительным устройством кинетической энергии подвижной поперечины, выполненным в виде двух тахогенераторов переменного тока, связанных механически с подвижной поперечиной пресса и электрически между собой.

2. Регулятор по; п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что вычислительное устройство выполнено с пропорциональной отрицательной обратной связью в виде сельсина, связанного механически с выходным штоком гидроусилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 176171, кл. В 30 В 15/20, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 399395, кл. В 30 В 15/20, 1972.

648446

Редактор A. Абрамов

Составитель В.Лаврентьева

Техред 3. Фанта Корректор Е.Папп

Заказ 456/17 Тираж 817 Подписное

ЦНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москвас Ж-35с Ра; шская наб.i д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгоро, ул. Проектная, 4