Узел прессования машины литья под давлением Советский патент 1983 года по МПК B22D17/32 

СО

о со

4 Изобретение относится к литейном производству, в частности к литью под давлением на маишнах с горизонтальной холодной камерой прессовани Известен узел прессования машины литья под давлением, содержащий гидроцилиндр с мультипликатором, ис точник давления с распределительной k регулирующей аппаратурой и систем управления 1. Узел обеспечивает сбор металла в пресс-камере с постоянным расходом, определенным настройкой дросселя, и запрессовку металла с расходом, определенным акумулятором. При сбор металла с постоянной скоростью прои ходит отрыв волны жидкого .металла от торцовой поверхности пресс-поршн перекрывающей преждевременно питатель , в результате чего не обеспечивается удаление воздуха из пресскамеры, увеличивается пористость от ливки. Наиболее близким по технической сущности к изобретении является узел прессования, решающий задачу автоматизации управления скоростью преее-поршня. Узел включает цилиндр прессования, насосно-аккумуляторный привод, следящий золотник с системой управления , обеспечивающей отработку заданной программы скорости и связанн входами с датчиком положения пресспоршня и блоком, задающим программу Для задания программы разгона и запрессовки, используется аналоговый з датчик - физический процесс сжатия газа в трехкамерном пневмогидроакку муляторе. Сигнал управления, пропор циональный скорости пресс-поршня, поступает в систему управления следящего золотника с выхода датчика давления, установленного на рабочей камере пневмогидроаккумулятора. Узел обеспечивает плавное нарастание скорости прессующего поршня, исключающее отрыв волны металла от его торцовой поверхности при сборе металла в пресс-камере, причем на участке перекрытия заливочного окна нарастание скорости происходит с . меньшим средним ускорением, чем на участке за заливочным окном t2. Изменение управляющего сигнала на выходе датчика давления во време ни подчиняется закону, определяемом формулой дР(4)ра) -.и д,) где Р (-t) - давление в аккумуляторе в момент времени , РО - предварительное (началь ное) давление газа в ак кумуляторе ; a-Qiv i Gj - расход рабочей жидкости в аккумулятор; V - конструктивный объем аккумулятора; И 1,4 - показатель политроны для газа в аккумуляторе. Теоретически формула ( 1) может задать любой характер изменения управляклдего сигнала за счет изменения параметров о, Q , V. Однако практически осуществить необходимый закон оказывается не всегда возможным из-за ограничения области значений функциидРШреально возможными давлениями в гидросистеме узла. Например, для современного узла прессования со скоростью запрессовки 10 м/с и максимальной скоростью 0,2 м/с на участке ( 50 мм заливочного окна необходимо изменение скорости 0,2 м/с - 10 м/с обеспечить на участке хода ей 50 мм, т. е. за время порядка 0,01 с. Диапазон изменения давления в аккумуляторе, соответствующий формуле 11) и указанному характеру изменения скорости на порядок выше да лений, обычно используемых в гидросистемах узлов прессования. Таким образом, разнообразие режимов прессования для известного узла ограничено. Целью изобретения является повышение производительности труда засчет расширения технологическл1х возможностей узла прессования. Указанная цель достигается тем, что в узле прессования, содержащем цилиндр прессования со штоком, связанным с преее-поршнем, следящий золотник, еиетему управления екоростью пресс-поршня, устройство, задающее программу скорости, насосно-аккумуляторный привод и датчики положения прессующего поршня, устройство, зада бщее программу скорости, выполнено в виде последовательно соединенных генератора импульсов, нормально разомкнутого ключа е входом управления, являющимея запуекающим входом уетройетва, делителя чаетоты импульеов е входами управления, еоединенными с задатчиками ускорения пресс-поршня на участках разгона через нормально замкнутый и нормально разомкнутый ключи е входами управления, связанными с выходс 1 датчика положения, фиксирующего окончание указанных- участков, счетчика импульсов с входом управления, соединенным е выходом блока сравнения, входы которого соединены с выходом счетчика и задатчика конечной величины скорости при разгоне, и цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен е входом системы управления : скоростью прессуннцего поршня . На чертеже показана схема узла прессования. Узел содержит цилиндр 1 прессования, датчик 2 положения, служащий для получения отработанного электрического сигнала, пропорционального положению штока цилиндра, датчик 3- положения, выдающий дискретный. сигнал о перекрытии заливочного окна насосно-аккумуляторный привод 4, сле дящий золотник 5 с входами управлени связанными с системой б управления скоростью, и устройство 7, задающее nporpctMMy скорости. Узел работает следующим образом. Предварительно отрегулировано положение датчика 3 и на устройстве 7 задана программа изменения скорости ;для чего на его задатчиках 6-10 заданы в цифровом виде соответственно величины ускорений на участках перекрытия заливочного окно и разгона до максимальной скорости и вели чина максимальной скорости. После получения команды Впрыск насосно-аккумуляторный привод 4 под соединяет поршневую полость цилиндр 1 к источнику давления и расхода и отсоединяет от него штоковую полост Одновременно на запускающем входе устройства 7 появляется сигнал, поступающий на вход управления нормально разомкнутого ключа 11 и замыкает его. Импульсы,выдаваемые генератором 12, поступают на вход делителя 13 частоты, на одном входе управления которого имеетсясигнал, поступивший от задатчика 8 через нормально замкнутый ключ 14, на входе управления которого еще нет сигнала. Сиг нал , поступивший через ключ 14 на вход управления делителя 13, устанавливает на делителе коэффициент деления, обратно пропорциональный величине, заданной на задатчике 8. В результате частота импульсов на выходеделителя 13 уменьшается по сравнению с частотой импульсов на его входе в число раз, равное установленному коэффициенту деления. С этой частотой импульсы поступают на вход счетчика 15, на входе управления которого сигнсша пока нет. В таком положении счетчик 15 суммирует поступающие на его вход импульсы и передает накопленный сигнал на вход цифроаналогового преобразователя 16 Одновременно сигнал с выхода счетчика 15 поступает на вход блока 17 сравнения, сравнивается с имеющим:ся на другом его входе сигналом, поступившим с задатчика 10, при этом на выходе блока 17 сигнал появляется только при совпадении сигналов на его входах. Так как сов;падение сигналов возможно только в ;конце разгона, то сейчас на выходе : блока 17 сигнала нет и нет сигнала на входе управления счетчика 15. Таким образом, на выходе устройства 7 ( на выходе цифроаналогового преобра- зователя 167 появляется и растёт по величине линейно от времени , поступающий на вход системы б правления,, которая пропорциональноЭТОМУ сигналу обеспечивает необходимое проходное сечение следящего золотника, соединяющего со сливом штоковую полость цилиндра 1, при этом параллельно, благодаря наличию обратной связи (сигнала с выхода датчика 2 положения), системой 6 осуществляется подрегулировка проходного сечения в соответствии с сигналами рассогласования, заданными и отработанными, по пути, скорости, и ускорению, т. е. обеспечивает линейное нарастание скорости прессующего поршня в соответствии с сигналом на выходе устройства 7. Окончание перекрытия заливочного окна фиксируется датчиком 3 положения, сигнал с выхода которого, посту пая на входы управления нормально замкнутого ключа 14 и нормсшьно разомкнутого ключа 18, соответственно размыкает и замыкает их контак-. ты. В результате сигнал с выхода эаг датчика замыкается на ключе 14, а на вход управления делителя 13 частоты проходит через ключ 18 сигнал от задатчика 9, на делителе устанавливается коэффициент деления, обратно пропорциональный величине, заданной на задатчике 9, и соответственно изменяется частота импульсов. . на его выходе. Как и на участке перекрытия заливочного окна импульсы с выхода делителя 13 поступают на счетчик 15, суммируются и через цифроаналоговый преобразователь 16 поступают на вход системы 6. управления, осуществляющей пропорциональное, интегральное и дифференциальное регулирование (ПИД-регулирование) движением прессующего поршня . Движение пресс-поршня с нарастающей по линейному закону скоростью продолжается до тех пор, пока сигнал на входе блока 17 сравнения, поступающий с выхода счетчика.15, не срав1 няется с сигналом, заданным задат.чиком 10, устанавливающим величину максимальной скорости пресс-поршня. При совпадении сигналов на входах блока 17 на его выходе и на входе управления счетчика 15 появляется сигнал, по которому последний прекращает суммирование поступаюи№1х на его вход импульсов. В результате на выходе устройства 7 устанавливается постоянный сигнал, по которому система 6 управления обеспечивает движение пресс.-поршня с постоянной скоростью, при которой происходит запрессовка металла в форму. Таким образом, устройством 7 предлагаемого узла прессования программа разгона пресс-поршня до заданной максимальной скорости задается двумя этапами: на участке перекрытия заливочного окна и участке разгона от конечной скорости первого участка до заданной максимальной скорости, причем изменение скорости подчиняется закону максимально приближенному к линейному, что позволяет на первом участке собрать металл в пресс-камере без захвата воздуха.

Если дпя указанного выше режима работы узла прессования (максимальная скорость 10 м/с скорость перекрытия заливочного окна не более 0,2 м/с, участок разгона 50 мм и время набора скорости 0,2 м/с 10 м/с - 0,01с) зёшаюздее устройство известного узла (аккумулятор-задатчи задает программу разгона в диапазоне величин (давлений) щ актически неосуществимых (диапазон изменения давления в аккумуляторе-задатчике превосходит на порядок реально возможные давления в гидросистеме узла прессования, то устройство 7 предлагаемого узла прессования, позволяет реализовать любую программу разгона, что расширяет технологические возможности узла прессования. Пусть например, для указанного режиме разгона максимальное отклонение задающего сигнала на выходе цифрраналогового преобразователя 16 от п|рямой V;, «i-t , где V и d - скорость и

ускорение на участке перекрытия заливочного окна, не превгллает 1% от величины .скорости в конце этого

участка fсоставляет 0,002 м/с), Тогда частота импульсов на выходе делителя 13 частоты на участке перекрытия окна равна

«Г- ,- 200ГЦ,

где . 0,2 м/с - конечная скорость и Si 0,05 м- пут на первом участке, а на участке разгона до максимальной скорости fo ;v%« - 500000 Гц

а мк

10 м/с, 4. °Если на выходе генератора 12 частота импульсов равна 500 кГц, то при установке на задатчиках 8 и 9 величин ускорений на участках а 0,4 м/с и а, 1000 м/с на управляющем входе делителя 13 установятся коэффициенты деления соответственно 2500 и 1, т.е частота импульсов на входе счетчика 15 будет для первого участка 200 Гц, для второго - 500000 Гц, что и требуется.,

Преимуществом предлагаемого узла прессования является также то, что для изменения режима движения пресспоршня достаточно набрать необходимые значения ускорений и скорости на задающих блоках 8 - 10, в то время как для аккумулятора-задатчика известного узла при изменении режима необходимо изменить общий объем, давление предварительной зарядки и расход в него рабочей жидкости, т. е. выполнить некоторый объем работ, требующий затрат рабочего времени.

УЗЕЛ ПРЕССОВАНИЯ МАМИНЫ ЛИТЬЯ ПОД ДАЭЛЕНИЕМ, содержащий цилиндр прессования со штоком, связанным с прессующим поршнем, следящий золотйик, систему управления скоростью прессуклцего поршня с устройством задания программы скорости, насосно-аккумуляторНый привод с распределительной и регулирующей аппаратурой и датчик положения пресспоршня, отличающийся тем, что, с целью, повышения производительности труда за счет расширения технологических возможностей, устройство задания программы скорости пресс-поршня выполнено в виде последовательно соединенный генератора импульсов, нормально-разомкнутого ключа с входом управления, делителя частоты иютульсов с входами управления , соединенными с задатчиками ускорения пресс-поршня ва участках разгона соответственно нормально-замкнутый и нормально разомкнутый ключи, управляквдие входа которых соединены с выходом датчика положения, счетчика импульсов с входом управления, соединенным с выходом (П блока сравнения, входы которого соединены с выходом счетчика и задатчика конечной величины скорости при разгоне, и цифроаналоговога преобраа е зователя, -выход которого соединен с входом системы управления скоростью прессующего поршня.