Устройство для программной закалки длинномерных изделий Советский патент 1983 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к технике закалки длинномерных изделий, например труб, валов переменных сечений в баке с жидкостью, и может быт использовано в металлургической промышленности.. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для программной закалки, в котором с целью получения необходимой степени закалки по высоте закаливаемогб изделия, имеющего переменную конусность, использованы им пульсный датчик перемещения, сигна которого через счетчик импульсов пе реключает программный блок частоты кроме того, выход импульсного датчи ка перемещения поступает на один из входов реверсивного счетчика, на вт рой вход которого поступает сигнал программного блока частоты, разност ньпй сигнал на выходе реверсивного счетчика управляет регулятором ск;©рости. Регулятор скорости соединён с подъемным устройством, выход которого соединен с входом импульсного датчика перемещения. Применени в этой схеме счетчика импульсов, на вход которого поступсцот сигналы с импульсного датчика перемещения, а выходной сигнал счетчика импульсов управляет программным блоком частот позволило повыфить точность подцерж ния заданного режима закалки за сче точного задания технологической программы извлечения изделий Cl. В известном устройстве скорость подъема изделия зависит от сигнала на выходе реверсивного счетчика В П роцеЬсе закалки очень важно знать температуру, до которой охлаждались участки заготовки, и именно по скорости охлаждения температуры сечений производить расчет технологичес кого режима. Учесть при расчете все причины, из-за которых может произойти изменение скорости охлаждения (температура воды и воздуха в закалочном баке, температура нагр ва изделия в печи, температура окру жающей среды и др.) , невозможно и э приводит к снижению качества закалкя. I . Поэтому необходимо замерять температуру в определенных сечениях и по этому сигналу вводить поправку, т.е. изменять скорость вытяжки изделия. Однако устройство не позволяет этого сделать., Целью изобретения является повышение качества закалки длинномерных изделий. Эта цель достигается тем, что устройство для программной закалки длинномерных изделий, содержащее подъёмный механизм, импульсный датчик перемещения, счетчик импульсов, программный блок частоты, реверсивный счетчик и регулятор скорости, причем выход подъемного механизма через импульсный датчик перемещения соединен с вычитакадим входом реверсивного счетчика,, выход которого соединен с входом регулятора скорости, подключенного к подъемному механизму, в него введены измеритель температуры, блок разности частот, три схемы И и триггер, причем прямой выход триггера соединен с первым входом первой схемы И, выход которой подсоединен к суммирующему входу счетчика импульсов,.инверсный выход (Триггера соединен с установочным входом счетчика импульсов и первым входом второй схемы И, выход которой соединен с вычитающим входом счетчика импульсов, вторые входы первой и второй схемы И соединены с выходом, импульсного датчика перемещения, выход счетчика импульсов соединен с входом триггера и с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с инверсным выходом триггера, выход третьей схемы И подсоединен к входу программного блока частоты и к входу измерителя температуры, выход измерителя температуры соединен с первым входом блока разности частот , второй вход которого соединен с выходом программного блока частоты, а выход блока разности частот соединен с сумлетрующим входом реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с инверсным выходом триггера. На фиг. 1 Приведена структурная схема устройства для программной закалки длинномерных изделий; на фиг. 2 - то же, счетчика импульсов и триггера; на фиг. 3 - то же, программного блока частоты; на фиг. 4то же, измерителя температуры. Устройство для программной закалки длинномерных изделий содержит подъемный механизм 1, импульсный датчик 2 перемещения, первую 3, вторую 4 и третью 5 схемы И, триггер б, счетчик 7 импульсов, программный блок 8 частоты, измеритель 9 температуры, блок 10 разности частот, реверсивный счетчик 11, регулятор 12 скорости. Импульсный датчик 2 перемещения . может быть, например, индуктивным, работающим на срыве генерации при прохождении над магнитной системой датчика зубьев зубчатого колеса, связанного с валом двигателя подъемного механизма. Число зубьев колеса определяется требуемой точностью замера перемещения. Счетчик 7 представляет собой систему реверсивных счетчиков 13 (схемы дешифраторами 14, коммутатор 15, схемы 16 совпадения (.схемы И

и схемы 17 суммирования (фиг. 2). Вначале при опускании изделия счетчики 13 работают в режиме суммирования, котЬрый устанавливается при включении питания системы, при этом на прямом выходе триггера б устанавливается 1. а на инверсном О. В результате входные импульсы с.датчика перемещения поступают через первую схему разрешения на суммирующий вход счетчика импульсов. Выходы счетчиков 13 соединены с соответствующими.входами дешифраторов 14 (схемы ИД-37, выходы которых поступают в коммутатор 15. На схемах 16 совпадения набираются числа, соответствукядие длине изделия, причем число, набранное на схеме 16 (, выход А коммутатора 15/, соответствует полному погружению. При опускании изделия все схемы 16 закрыты уровнем запрета с инверсного выхода триггера 6 и только при наборе счетчиком числа, соответствующего полному погружению изделия, срабатывает триггер 6 и разрешается работа всех схем 16.

Триггер 6 - триггер R.S -типа.

Программный блок 8 частоты Сфиг.З состоит из генератора 18, системы счетчиков 19, дешифраторов 20, коммутатора 21, схем 22 совпадения, дешифратора 23 участков, счетчика 24 участков, схемы 25 сумми1хэвания, триггера 26.

В коммутаторе и схемах 2 2 совладения набираются коэффициенты, на которые должны делиться частота генератора 18. Выходная частота с триггера 26 соответствует частоте задания программного блока частоты.

Импульсы со счетчика импульсов через третью схему И устройства для программной заксшки поступают на счетчик 24 участков. При приходе первого импульса, поступающего в счетчик 24 участков, появляется едит ничный уровень на первом выходе дешифратора 23 и открывается первая схема 22 совпадения, а все остгшьные схемы 24 заперты.

Измеритель 9 температуры (фиг. 4) состоит из блока 27 термопар, усилителя 28 постоянного тока и преобразователя 29 напряжение-частота 29, блока 3СУ реле, распределителя 31, контактов 32-36. Первый вхо;дной импульс со счетчика импульсов - сигнал со схемы 16 через схему 17 и третью схему И устройства для программной закалки - поступает на распределитель и включается первое реле 30, становящееся на самоблокировку tконтакт 32) . Контакт 36 подключает выход измерителя температуры к одному из входов блока разности частот Второй входной импульс со схемы 16 через схему 17 и третью схему И, потупая в распределитель, включает ьхорое реле 30 ( контакт 33) и подключа.ет термопару 27 к входу усилителя 28, выход которого соединен с входом преобразователя 29, например мультивибратора Роера, частота которого пропорциональна усиленной ЭДС термопары. Третий входной импульс через распределитель включает третье реле 30 и к входу усилителя подключается вторая термопара 27 и т. д. Выбор термопар производится по порядку, так как они расположены по длине изделия, и входные импульсы в блок измерителя температуры поступают по

мере извлечения изделия. Реле 30 сработано постоянно, а остальные реле срабатывают при приходе соот-. ветствукщего входного импульса, из .них в каждый момент, времени включено только одно реле.

Счетчик 11 - реверсивный, например .

Регулятор 12 состоит из нескольких тиристорных коммутаторов, при включении каждого из них шунтируется та или иная часть сопротивления, включенного в роторную цепь двигателя. В зависимости-от комбинации на выходе счетчика 11 включается бпределенный коммутатор.

Сборка закаливаеквлх длинномерных изделий содержит одно балластное изделие. Перед нагреванием в печи в балластное изделие встраиваются термопары в определенных с1ечениях

и провода от термопар через специальную трубу выводятся наружу Глубина зачеканки термопар определяется расчетным путем. При закалке длинномерных полых изделий термопара зачеканивается на уровень половины толщины стенки изделия и процесс извлечения ведется с коррекцией по температуре этого сечения. Точность зачеканки термопар определяет точность ведения

процесса охлаждения закёшивае1 влх

длинномерньвс изделий. Балластное

изделие находится в тех же условиях, что и основные зaкaливae QlIe изделия, поэтому по его охлаждению можно судить об охлаждении других изделий.

Блок 10 разности частот собран, например, на основе триггера. Бели в базовую цепь одного плеча триггера подать сигнал с одной частотой, а в базовую цепь другого плеча - с другой

частотой, то частота сигнала, снимаемого, с любого выхода триггера, равна разности входных частот.

Устройство работает следукяцим образом.

Сборка изделий, включающая балластное изделие, перед закалкой устанавливается на некоторый, заранее определенный уровень нгщ закалочным баком и включается питание всей системы- При этом триггер 6 устанавливается в 1 и открывается первая схемсг 3 И, закрываются вторая и третья сх мы 4 и 5 И,-запрещается работа реве сивного счетчика 11 и схем 16 счетч ка импульсов. Далее нагретые изделия опускаютс . в бак с жидкостью подъемным механиз мом 1. Сигнал с импульсного датчика 2.перемещения поступает на суммирую щий входсчетчика 7 импульсов через открытую первую схему. 3 И. ПолнсРе опускание изделий в бак фиксируется срабатыванием схемы 16 и перебросом триггера в О. Подъемный механизм 1 останавливается оператором и далее процесс извлечения ведется автоматически. При перебросе триггера в О открываются вторая и третья схемы 4 и 5 И, схемы- 16 . счетчика импульсов и разрешается работа реверсивного счетчика 11, за прещается работа первой схемы 3 разрешения, т. е. счетчик 7 импуяьсов переключается на режим вычитани Сигнал со счетчика 7 поступает на вход программного блока 8 частоты через схему 5, на выходе которого появляется определенная частота зад ния, поступающая на первый вход блока 10 разности частот. На второй вход блока 10 поступает сигнал с из мерителя 9 температуры. Частота импульсов на вьйходе измерителя пропорциональна температуре сечения изделия. Причем при включении измерителя 9 частота импульсов на выхо де измерителя пропорциональна температуре сечения изделия. Причем ; при включении измерителя 9 частота на его выходе пропорциональна.ЭДС термопары, помещенной в первом от по верхности жидкости в б.аке участке закаливаемого изделия. Поэтому в блок разности частот задается корректирующий сигнал для первого (к уройню воды участка изделия. Сигна с выхода блока 10 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 11, при этом сигнал с выхода счетчика 11 поступает на вход регулятора 12 скорости, управляющего подъемным механизмом 1. Двигатель начинает Раз гоняться и поднимает сборку изделий При подъеме сигнал с датчика 2 поступает через блок 4 на вычитающий 1вход блока 7 и на вычитающий вход блока 11. Число на выходе блока 11 поступает на регулятор 12 и устававливается определенная скорость подъема. Чем выше температура поднимаемой части изделий, тем выше частота с блока 9, тем меньше сигнал с блока 10. В результате подъем осуществляется медленнее. Счетчик 7 импульсов выдает сигнал при наборе определенных чисел (срабатывают соотйетствующие схемы 16; . .Числа соответствуют технологической программе и определяют места изменения конусности при закалке изделий с переменной конусностью или место изменения сечения при -закалке изделий со ступенчатым изменением сечения. При вычитании в блоке 7 наби-рается второе определенное число и выдается сигнал на переключение частоты задания блока 8. При зтом .переключается и канал измерителя 9 температуры Свключается Сигнал с термопары, встроенный в сечении, находящемся на втором участке изделия/J На выходе измерителя 9 появляется частота, пропорциональная ЭДС термопары, Зс1меряющей температуру на втором участке.. Чем больше температура, второго участка, тем больше частота с измерителя 9 и тем меньше частота на.ВыхЪде блока 10 разности частот, прстугеающая на блок 11, и, наоборот, при меньшей температуре частота с блока 9 меньше и больше частота задания с блока 10. При этом меняется выходной сигнал счетчика 11, поступающий на вход регулятора 12, и меняется скорость вытяжки. При изменении текущей скорости зменяется частота сигналов с датчика 2, поступакнцая на вычитающий вход рейерсивного счетчика 11, и на выхоie счетчика 11 устанавливается число, определяющее скорость вытяжки. Сборка изделий поднимается.медленнее (.быстрее) и большее Л меньшее время нгисодится в закалочной жидкости. Таким образом, корректирующий сигнал блока 9 позволяет ввести поправку по температуре и более качественно проводить процесс закалки. При наборе следующего определенного числа счетчиком 5 происходит вновь переключение частоты в блоке 8 и канала в блоке 9, меняется сигнал на выходе блоков 10 - 12, устанавливается новая скорость вытяжки и т. д.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОЙ ЗАКАЛКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержаще е подъемный механизм, импульсный датчик перемещения, счетчик импульсов, программньй блок частоты, реверсивный счетчик и регулятор скорости, причем выход подъемного механизма через импульсный датчик перемещения соединен с вычитающим входски реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу регулятора скорости, подключенного к подъемному механизму , отличающееся тем, что, с целью првьвиения качества закалки, в него введены измеритель температуры, блок разности частот, три схемы И и триггер, причем прямой выход триггера соединен с первьш входом первой схемы И, выход которой подсоединен к суг шируюцему входу счетчика импульсов , инверсный выход триггера соединен с установочным входом счетчика импульсов и первьв4 входом второй схемы И, выход которой соединен с эычита1едим входом счетчика импульсов, вторые входа первой и втсфой схемы И соединены с выходом импульсного датчика перемющения, выход счетчика импульсов соединен с вход