Устройство для учета количества циклов нагружений гидравлического пресса

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Соцнапксткмескки

Республик (61) Дополнительное к авт, саид-ау)!332481 (22) Заявлено 071276 (2 )2427463/18-24 с присоединением заявки И (23 ПриоритетОпубликовано 050479. 1о"летень % 13

Дата опубликования описания 0504.79

М. Кл.

07 С 3/10 (оеударетиеииый комитет

СССР ио пелам изооретеиий и открыти й

Д ь21. 33 (088. 8) (72) Авторы нзобретения

В.И.Койрес, П.И.Лешерн, П.А.Пылайкин и С.Г.Хирджиев

Дважды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции, ордена Красного Знамени, ордена Отечественной войны

1-й степени, ордена Трудового Красного Знамени и ордена Красное Знамя Труда Уральский завод тяжелого машиност )оения им.Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ЦИКЛОВ

НАГРУЖЕНИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО IIPECCA

Изобретение относится к устройствам для тензометрических исследований, в частности к измерительным электрическим устрбиствам, предназначенным для регистрации количества нагружений заданного уровня, испытываемых базовыми деталями гидравлических, преимущественно мощных, прессов при различных давлениях в отдельных группах рабочих цилиндров.

В основном авт.св. Р 332481 описано устройство для учета количества циклов нагружений гидравлического пресса, содержащее датчики давления по числу независимых групп рабочих цилиндров, соединенные с усилителями, пороговые элементы, счетчики, регистрирующий блок и преобразователи, причем выход каждого усилителя подключен через первые пороговые элементы к электромеханическим счетчикам и к соответствующим входам преобразователей, связанных через вторые пороговые элементы с регистрирующими блоками (I) .

Однако входящие в это устройство датчики давления, устанавливаемые в гидросистемы рабочих цилиндров, не учитывают дополнительных нагрузок базовых деталей, в частности колонн пресса, находящихся одновременно под воздействием рабочих гидроцилиндров .и изгибающих сил, которые возникают из-за особенносте" технологии обра5 ботки заготовок, например, вСледствие эксцентричного нагружения пресса, когда точка приложения главного усилия (точки ковки) смещается с центра пресса, в то время как выходной сигнал преобразователя, контролирующего уровень нагружения колонн, пропорционален только одной из составляющих общей нагрузки, за" висящей от продольных усилий растяжения, что резко снижает точность контроля.

В схеме устройства отсутствует исполнительный блок, который должен обеспечивать аварийное отключение пресса при достижении максимального порога нагружения в контролируемых опасных местах базовых деталей.

Цель данного изобретения — повышение точности работы устройства.

Достигается это тем, что устройство снабжено датчиком напряжения изгиба, датчиком боковой изгибающей силы, датчиком перемещения подвижной траверсы, вычислителем и элементом ИЛИ„ подключенныл х ис65608

3 полнительному блоку, причем датчик боковой изгибающей силы соединен с одним иэ входов вычислителя, другой вход которого подключен к последовательно соединенным датчику перемещения подвижной траверсы и усилителю, а выход вычислителя 5 подключен к соответствующим входам преобразователей, другие входы которых соединены с датчиком напряжения изгиба и датчиком боковой изгибающей силы, а выходы соответствующих о

Регистрирующих блоков через элемент

ИЛИ подключены к исполнительному блоку. на фиг.1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 — схема установки на колоннах месдоз, входящих в состав датчика боковой изгибающей силы.

Датчики давления 1, количество которых выбирают по числу независимых групп рабочих цилиндров (например две группы), устанавливают на трубопроводах гидросистем этих цилиндров (на чертеже не показаны) и соединяют со входами своих усилите- 25 лей 2. Ко входам усилителей подключены регистрирующие блоки, состоящие из пороговых элементов 3, настроенных соответственно на срабатывание при минимальной, средней и макси- 30 мальной величине сигнала, и электромеханических счетчиков 4. Датчик напряжения изгиба 5 состоит из двух мостовых схем б, усилителей 7 и сумматора 8. Мостовые схемы 6 образо- З5 ваны электротензомерами сопротивления диаметрально расположенных датчиков деформации (на чертеже не показаны), устанавливаемых на поверхности колонны пресса в плоскости поперечного сечения по осям, смещенным под углом 90 друг к другу.

Выходы мостов б через усилители

7 соединены со входами сумматора 8.

Датчик 9 боковой изгибающей силы, с которой подвижная траверса пресса 45 давит на колонны, состоит из двух тензометрических мостов 10 и связанного с ними через усилители 11 сумматора 12. Мост 10 образован четырьмя электротензометрами сопро- 50 тивления, расположенными попарно в двух месдозах 13. Месдозы устанавливают по одной в каждой из четырех независимых гидросистем синхронизирующих цилиндров 14, которые 55 расположены на подвижной траверсе.

У каждой колонны 15 установлено четыре синхронизирующих цилиндра 14 в одной горизонтальной плоскости, причем их плунжеры (на чертеже не показаны) упираются в направляющую втулку 16 подвижной траверсы по осям, смещенным под углом 90 друг к другу. Каждый из двух мостов 10 состоит из двух месдоз 13, которые устанавливают в гидросистеме ди65

4 4 аметрально расположенных цилиндров 14.

Датчик 17 перемещения подвижной траверсы пресса установлен на верх" ней неподвижной поперечине и связан с траверсой зубчатой рейкой. Он представляет собой поворотный трансформатор, выходное напряжение которого пропорционально углу поворота ротора относительно статора,а угол поворота является функцией расстояния между нижней неподвижной поперечной и подвижной транерсой пресса (на чертеже не показаны) .Выход датчика перемещения через усилитель 18 связан со входом вычислителя 19,а выход датчика боковой изгибающей силы 9 непосредственно соединен со вторым входом вычислителя и подключен к соответствующим входам преобразователей 20, к другим входам которых соответственно подсоединены выходы вычислителя 19, выход датчика напряжения изгиба 5 и выходы усилителей 2. Преобразователь

20 может быть известной конструкции как магнитный усилитель трансформаторного типа.

Выходы преобразователей 20 подключены .через пороговые элементы 21 к своим регистрирующим блокам 22, подобным блокам 3 и 4, а входы блоков 22, регистрирующих максимальные пороги нагружения, связаны через элемент ИЛИ 23, число входов которого соответствует количеству мест базовых деталей, защищаемых от перегрузки, с исполнительным блоком 24. Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Давление в рабочих гидроцилиндрах пресса преобразуется с помощью. датчиков 1 в пропорциональный ему электрический сигнал, который через усилитель 2 поступает на пороговые элементы 3. При достижении выходным сигналом усилителя уровня срабатывания порогового элемента 3 на его выходе появляется импульс напряжения, от которого срабатывает электромеханический счетчик 4. При наличии давления в рабочих гидроцилиндрах колонны пресса растягиваются продольными силами, а напряжение растяжения в колоннах пропорционально этому давлению и, следовательно, электрическим сигналом датчиков.

При наличии изгиба колонн датчик напряжения изгиба 5, установленный в плоскости поперечного сечения колонны, выдает электрический сигнал U,пропорциональный модулю механического напряжения от изгибающего момента, действующего в этой плоскости. Мостовые схемы 6 преобразуют ndверхностные механические напряжения в электрические сигналы. Эти сигналы через усилители 7 подаются на сумматор

656084

8, выполняющий геометрическое сложение пс формуле

u„= lи„ +u .

При питании мостов 6 постоянным током сумматор должен выполнять возведение в квадрат, алгебраическое сложение и извлечение корня. Питание мостов переменным током позволяет упростить геометрическое сложение и заменить ее известным способом алгебраического сложения двух электрических сигналов, переменные напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 относительно друг друга.

После выпрямления сигнал с сумматора 8 пропорционален модулю механического напряжения.

Датчики боковой изгибающей силы

9 работают так же, как датчики 5.

Отличие состоит лишь в измерении физических величин, которыми у датчика 9 являются давления жидкости.

Тензометрические мосты 10 преобразуют разности давлений в диаметрально расположенных синхронизирующих цилиндрах 14 в пропорциональный электрический сигнал. При увеличении боковой изгибающей силы повышается давление в гидросистемах цилиндров, расположенных со стороны действия этой силы, а в цилиндрах, установленных с противоположной стороны колонны,давление в этот момент падает.

Усилия на гидроцилиндры передаются через втулки 16 подвижной траверсы.

Разности давлений в диаметрально расположенных синхрснизирующих цилиндрах у одной колонны пропорциональны компонентам боковой изгибающей силы, действующей в точке упора втулок скольжения 16 подвижной траверсы в колонны пресса. Электрические сигналы мостов 10 через усилители 11 поступают на сумматор 12, подобный сумматору 8, который геометрически складывает входные сигналы пс формуле

)5

2 2 Р» Рг где U/F/ — электрический сигнал, пропорциональный модулю боковой изгибающей силы /F/

U — электрический сигнал с первого моста 10, пропорциональный разьР» ности давлений в одной паре цилиндров 14;

U — электрический сигнал со

»ЪРг второго моста, пропорциональный разности давлений в другой паре цилиндров, расположенных под углом 90 к первой паре.

Электрический сигнал, пропорциональный расстоянию между нижней неподвижной поперечиной и центром вту лок скольжения подвижной траверсы.

Подвижная траверса при перемещениях с помощью зубчатой рейки вращает

65 ротор датчика 1? через соответствующий редуктор, выходное напряжение датчика пропорционально углу поворота ротора относительно статора.

Электрические сигналы с датчика 9 боковой силы U/F/ и с датчика перемещения 1? — U > через усилитель 18 поступают на вычислитель 19, который возводит сигнал 1/ в квадрат и умножает сигналы U Х и вохна и/Г/

Выходные напряжения вычислителя 19 пропорциональны произведениям

UX ° П/„и UX- UIF/ . Выходные электрические сигналы датчиков 5,9 и вычислителя 19 приходят на управляющие обмотки преобразователей 20, а электрические сигналы усилителей 2 - на пороговые элементы 3 и на соответствующие управляющие обмотки преобразователей 20.Эти сигналы преобразуются в пропорциональные магнитные потоки с соответствующими масштабными коэффициентами,,определяемыми выбранными ампервитками управляющих обмоток, а эти поТоки алгебраически складываются по формуле ц „с=а ид+Ьов и/,-ао„/

+ «„U/F / U Õ U/F / где П вЂ” выходной сигнал преобразователя 20, пропорциональный максимальному механическому напряжению в контролируемом сечении колонны прессами

U . — электрический сигнал, f пропорциональный давлению в первой гидросистеме рабочих цилиндров пресса;

s электрический сигнал, пропорциональный давлению во второй гидросистеме рабочих цилиндров пресса;ц/„ / — электрический сигнал, пропорциональный модулю изгибающего момента/

U/Fi — электрический сигнал, пропорциональный модулю боковой изгибающей силы;

U электрический сигнал, Х пропорциональный расстоянию между неподвижной нижней поперечиной и центром втулок скольжения подвижной траверсы;

Q,h,ñ,d,б,f — масштабные коэффициенты, учитывающие степень воздействия контролируемых сил на защищаемое место базовой детали и направ//ения действия этих сил, т.е. учитывающие знак перед слагаемым.

Преобразователи 20 отличаются дрУг от друга масштабными коэффициентами а,в,с, d,å,f, которые получают расчетным путем для контролируемых сечений и уточняют при отладке системы путем тензометрических исследований °

Сигналы с преобразователей поступают. на соответствующие пороговые элементы 21 и регистрирующие блоки

656084

22. Когда сигнал преобразователя достигает максимума и срабатывает регистрирующий блок 22 максимального порога, сигнал подается через функциональный элемент ИЛИ 23 на исполнительный блок 24, срабатывание которого вызывает аварийное отключение 5 высокого давления в рабочих ци-! линдрах пресса.

Описанное устройство обладает расширенными функциональными возмож- 0 ностями благодаря введению в него датчиков напряжения изгиба, боковой изгибающей силы и перемещения подвижной траверсы пресса, позволяющих учитывать дополнительные нагрузки базовых деталей, в частности колонн пресса, находящихся одновременно под воздействием рабочих цилиндров и изгибающих сил,которые возникают из-эа особенностей технологии обработки заготовок.Кроме того, благодаря введению элемента ИЛИ появляется возможность аварийного отключения высокого давления в рабочих цилиндрах пресса и повышения точности измерения уровня нагружения отдельных мест базовых деталей.

Формула изобретения

Устройство для учета количества циклов нагружений гидравлического пресса по авт.св. Р 332481, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены датчик напряжения изгиба, датчик боковой изгибающей силы, датчик перемещения подвижной траверсы, вычислитель и элемент ИЛИ, подключенный к исполнительному блоку, причем датчик боковой изгибающей силы соединен с одним из входов вычислителя,другой вход которого подключен к последовательно соединенным датчику перемещения подвижной траверсы и усилителю, а выход вычислителя подключен к соответствующим входам преобразователей, другие входы которых соединены с датчиком напряжения изгиба и датчиком боковой изгибающей силы, а выходы соответствующих регистрирующих блоков через элемент ИЛИ подключены к исполнительному блоку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

Р 332481, кл. 507 С 3/10, 30.06.70.

656084

И яалорно к Вгитолян иг, g

Составитель Н.Ваганова

Редактор b.Ôåäîòoâ Техред 3. Фанта КорректорЛ.Мельниченко

Заказ 1529/41 Тираж 668 Подписное

ЦНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб., д.4)5 с L L

Филиал ППП Патент, r.Óærîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ, 4