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

Изобретение относится к технике закалки длинномерных изделий, напри мер, труб, валов переменных сечений в баке с жидкостью и может быть использовано в металлургической промьшшенности. Известно устройство для програ им ной закалки длинномерных изделий с переменной конусностью, которое со-держит подъемный механизм, выход ко торого соединен с входом блока датчиков дискретного изменения конусности, который через программный блок соединен с входом регулятора скорости, а выход регулятора скорос ти соединен с входом под-ьемного уст ройства, импульсный датчик перемеше ния,программный блок частоты,двухвх довый реверсивный счетчик и преобра зователь код - аналог, один из вход счетчика через импульсный датчик перемещения соединен с одним из вхо дов подъемного устройства, а второй вход счетчика через программный бло 1астоты соединен с одним из выходов блока датчиков дискретного изменени конусности. Разностный сигнал с вых да счетчика через преобразователь код - аналог соединен с одним из вх дов регулятора скорости. Регулятор с рости изменяет скорость подъемного .устройства в зависимости от сигнала с программного блока и сигнала коррекции по пути, Применение канала с дополнительным Датчиком перемещения, программным блоком частоты и реверсивным счетчиком позволяет осуществить регулирование скорости и внутри участ ка, определяемого датчиками дискрет ного изменения конусности. Это приводит к улучшению характеристик устройства для программной закалки fl. Однако описанное устройство имеет большую погрешность настройки блока датчиков пути, кроме того пре образователь код - аналог также име ет свою погрешность преобразования. Кроме того, устройство не реагирует на изменение направления вращения подъемного механизма. Возникновение такого режима приводит к очень тяжелым авариям. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для программной закалки длинномерных изделий с переменной конусностью, В устройстве для закалки изделий, имеющих переменную конусность, использованы импульсный датчик переметения, программный блок частоты, реверсивньлй счетчик и счетчик импульсов. Один из входов реверсивного счетчика через импульсный датчик перемещения соединен с выходом подъемного устройства, а второй вход этого счетчика через программный блок частоты соединен с выходом счетчикаимпульсов. На вход счетчика импульсов поступают сигналы с импульсного датчика перемешеуия. Выход реверсивного через регу лятор скорости соединён с входом подъемного устройства. Применение в этой схеме счетчика импульсов, на вход которого поступают сигналы с импульсного датчика перемещения, а выходной сигнал счетчика импульсов управляет программным блоком частоты, позволяет повысить точность задания технологической программа закалки С 2. Однако возможна ситуация, особенно при подъеме нанизких скоростях, когда прд действием веса изделий происходит реверс двигателя и садка С изделиями начинает двигаться вниз. Устройство для программной закалки не реагирует на изменение направления вращения двигателя и счетчик импульсов продолжает считать импульсы с датчика перемещения. Это чрезвычайно опасная ситуация, садка с изделиями может опуститься до дна бака и размонтироваться. Далее для того, чтобы вынуть-изделия, которые уже являются браком, необходимо спустить воду из закалочного бака и по одному достать изделия. Все это является совершенно недопустимым. Цель изобретения является повышение надежности работы устройства и улучшение качества закалки , Цель достигается тем, что устройство для программной закалки длинномерных изделий с переменной конусностью, содержащее подъемный механизм, выход которого соединен с входом первого импульсного датчика перемещения, счетчик импульсов, программный блок частоты, реверсивный счетчик, выход которого через регулятор скорости соединен с входом подъемного механизма, причем выход первого импульсного датчика перемещения соединен с первым входом счетчика импульсов и вычитающим входом реверсивного счетчика, суммируюший вход которого соединен с первым выходом программного блока частоты, а первый вход программного блока частоты соединен с выходом счетчика импульсов, дополнительно содержит второй импульсный датчик перемещения и блок защиты, причем выход подъемного механизма соединен с входом второго импульсного датчика перемещения, выход которого подсоединен Квычитгиощему входу блока защиты, суммирующий вход блока зашиты соединен с выходом первого импульсного датчика перемещения, выход блока защиты соединен с вторым входом

программного блока частоты и с вторым входом реверсивного счетчика, а второй выход программного блока частоты соединен с R входами блока защиты и реверсивного счетчика и с третьим,входом счетчика импульсов.

На фиг, 1 приведена структурная схема устройства для программной закалки длинномерных изделий с переменной конусностью; на фиг. 2 - функционсшьная схема счетчика импульсов; на фиг, 3 - функциональная схема счетчик-а защиты; на фиг, 4 - функциональная схема программного блока частоты.

Устройство для программной закалки длинномерных изделий с переменной конусностью содйржит подъемный механизм 1, первый импульсный датчик 2 перемещения, счетчик 3 импульсов, реверсивный счетчик 4, программный блок 5 частоты регулятор б, второй импульсный датчик 7 перемещения, блок защиты 8,

Импульсные датчики 2 и 7 перемещения могут быть, например, индуктивными, работающими 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. Первый и второй импульсные датчики закрепляются друг за другом так, .что вначале зуб входи и прорезь первого датчика, а затем в прорезь BTopoio датчика. Т.е. лри нормальной работе импулЬс с выхода первого датчика приходит раньше, чем импульс с выхода второго датчика. Счетчик 3 импульсов (фиг, 2) состоит из первой и второй трехвходовых схем

9И триггера 10, системы реверсивных счетчиков 11 (схемы ИЕ-б) с дешифраторами 12, коммутатора 13, схем 14 совпадения, схемы 15 суммирования триггера 16 и блока 17 установки нуля.

Устройство установки нуля пред ставляет собой триггер Шмидта с конденсатором большой емкости на входе. При включении питания конденсатор начинает заряжаться и при достижении определенного напряжения срабатывает триггер Шмидта, т.е. на выходе его появляется импульс. Этот импульс и является установочным для счетчиков 11 схемы и триггер 10 и 16, Триггеры

10и 16 устанавливается в , вторая схема 9 и импульсы с первого датчика перемещения поступают на суммирующие входы счетчиков 11, При этом на третьем входе второй схемы

9 также должен быть единичный сигнал что определяется состоянием блока 8. Выходы счетчиков 11 соединены с соответствующим входами решифраторрв 12 (схемы ИД-3) , выходы которых поступ ают в коммутатор 13. fla схемах 14 совпадения набираются числа, соответствующие длине изделия. Разность чисел, набранных на рядом стоящих (фиг. 2) схемах 14, соответствует длине i-го участка изделия, имеющего .постоянную конусность.

При опускании изделия все схемы 14 кроме одной закрыты уровнем запрета с инверсного выхода триггера 16

0 и только при наборе счетчиками 11 числа, соответствующего набору указанной одной схемы 14, срабатывает триггер 16 и разрешается работа остальных схем 14.

5

Счетчики 11 переключаются на режим -вычитания с приходом импульса по третьему входу. При этом срабатывает триггер 10, запрещается работа второй схемы 9 и разрешается работа первой схемы 9,

0

Блок 8 защиты состоит из реверсивного счетчика 18,- дешифратора 19, схем 20 суммирования, триггера 21, блока 22 установки нуля. Елок 22 установки нуля работает аналогично

5 блоку 17 блока 3.

При включении питания в счетчике 18 по входам D устанавливается некоторое число, например если двоичнодесятичный счетчик., то устанавлива0ется число 5. При этом триггер 21 находится в единичном состоянии. По третьему входу счетчик 18 з.аперт. По приходу разрешающего уровня по третьему входу открывается счетчик

5 18,

Если в счетчике 18 первоначально записано число 5, то с, приходом импульса с первого датчика перемещения, подаваемого на суммирующий вход счетчика 1,8, на выходе появляется число 6,

0

При правильной работе схемы следующий импульс придет с выхода второго датчика перемещения, а так как этот импульс подается на вычитающий вход счетчика 18, на выходе его появляется

5 число 5.

Таким образом, при правильной работе схемы на выходе счетчика 18 чередуются числа 6, 5, 6, 5...

Если произошло изменение направ0ления, то в случае если было записано в счетчике число 5, следующим числом будет 4, если же было записано 6, то следующим будет 7. Числа 4 и 7 (а также и все другие.,кроме

5 5 и 6) .являются запрещенными, сраба.тывает схема 20 и триггер 21 переходит в О, запрещая работу блоков 3 и 5.

Изменение направления вращения

0 является аварийным состоянием, при появлении которого необходимо прекратить работу устройства.

Реверсивный счетчик 4 собран на основе, например, микросхем ИЕ-2, 5 на суммирующий вход которого поступают импульсы задания с блока 5, а на вычитающий вход - импульсы с пер вого датчика 2 перемещения. Программный блок 5 частоты (фиг. состоит из генератора 23, системы 2 счетчиков, триггеров 25-27, счетчика 28 времени, . дешифраторов 29 и 3 коммутатора 31 счетчика 32 учаЬтков дешифратора 33 участков,схем 34 совпадения, блока установки 36 нуля схемы 37 суммирования, Блок 36 установки нуля работает аналогично блоку 17 в блоке 3. При включении питания триггеры 25-27; И счетчик 32 устанавливаются в нулевое аостояниё с приходом пер вого импульса по первому входу срабатывает триггер 25, разрешается ра бота генератора 23; Счетчик 28 времени начинает отсчитывать заданный интервал времени, который насбирается в коммутаторе 31. По истечении заданной выдержки времени появляется единичный импульс на выходе первой схемы 3.4 и срабать1вает тирггер 26, разрешая работу второй схемы 34 а также появляется уровень по второ му выходу, разрешающий работу блоко 4 -и 8 и. переключающий счетчик 3 на режим вычитания. Импульс по первому входу считыва ется счетчиком 32 участков и на пер вом выходе схемы 33 появляется единичный сигнал, поступающий на второй вход второй схемы 34. Кроме того, в коммутаторе 31 и схемах, 34 совпадения ... .,Vi кроме первой набираются коэффициенты, на которые должны делиться частоты генератора 23. Выходная частота с три гера 27 соо±ветствует частоте задан программного блока частоты. Если, например, на второй схеме 34 набран число 100, на выходе схемы 37 появляется каждый сотый импульс, поступа щий с генератора 23. Таким образом, частота .генератора 23 делится наг. 100. Этот же импульс со схемы 37 сбр сывает счетчики 24 в 0%т.е. сосчитав .100 .импульсов, счетчики 24 сбрасываются и начинают считать с ну ля. С приходом второго импульса по первому входу открывается третья схе ма 34, а остальные закрыты. Частота генератора 23 делится на число, записанно.е в этой схеме и т.д. На выходе программного блока час тоты появляются импульсы, только если существует разрешающий уровень на втором входе. Регулятор 6 скорости состоит из Г1аскольких тиристорных коммутаторов, переключаемых по сигналам реверсивного счетника 4. При включении каждого коммутатора шунтируется та или иная часть сопротивления, включенного в роторную цепь двигателя. В. зависимости от комбинации на выходе счетчика 4 включается определенный коммутатор и устанавливается определенная СКОРОСТЬ извлечения. Устройство для программной закалки длинномерных изделий с переменной конусностью работает следующим образом. Изделие перед закалкой устанавливается на некоторый заранее определенный уровень над заколочным баком и включается питание подъемного механизма 1 и систе№1 управления. Счетчик 3 включается на режим суммирования -и запрещает работы счетчика 4 и блока 8. Опускание изделия производится операторомвручную. Сигналы с датчика 2 поступгиот на суммируюший вход счетчика 3. Полное погружение изделия в бак.фиксируется по количеству импульсов, которые сосчитал счетчик 3. счетчик 3 реверсивный, содержит определенное количество схем совпадения, на входах которых Набираются числа, соотве.тствуюшие технологической прогрс1Мме, опрёделейного коммутатора регул ятЬра б и подъемный механнзм 1 начинает разгоняться, поднимая изделие. Сигнал с датчика 2 поступает на вычитаъщие входы счетчиков 4 и блока 8« Таким образом в реверсивном счетчике 4 имеется разность сигналов заданной и теку1яей частоты. На выходе реверсивного счетчнка 4 имеется число, которое поступает на вход регулятора 6 скорости, и устанавливается некоторая определенная скорость извлечения. Счетчик 3 импульсов видает сигналы при определенном наборе чисел (что соответствует местам скачкообразного изменения конусности). При вычитании импульсов в счетчике 3 набирается второе определенное число и выдается сигнал на программный блок 5 частоты, меняется частота задания, меняется число на выходе счетчика 4, В результате меняются входной сигнал регулятора и скорость извлечения изделия. При изменении текущей скорости изменяется сигнал с датчика 2 и число на выходе реверсивного счетчика 4 и устанавливается новая определенная скорость извлечения. В случае изменения направления Вращения подъемного механизма в режиме подъема изделия (это аварийная ситуация, встречающаяся достаточно чисто и в режиме ручного подъема оператор в этом случае накладывает . механические тормоза и останавливает изделие) меняется порядок следования импульсов с.датчиков 2 и 7 перемещения и срабатывает блок зашиты 8, Сигнгш с выхода блока зашиты 8 запрещает работу счетчика импульсов 3 и программного блока 5 частоты. С выхода блока 5 в. этом режиме идет

;нулевая частота, что обеспечивает наложение механических тормо. зов.

Таким образом, введение дополнительного датчика 7 перемещения и блока зашиты 8 позволяет избежать аварийной ситуации при изменении направления вращения подъемного механизма. Авария приводит к распаду садки с изделиями и, в конечном итоге, к переохлаждению изделий, а значит к неисправному браку.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ПРОГРАММНОЙ ЗАКАЛКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ПЕРЕМЕННОЙ КОНУСНОСТЬЮ, содержащее подъемный механизм, выход которого соединен с входом первого импульсного. датчика перемещения, счетчик импульсов, программный блок частоты, реверсивный счетчик, выход которого подсоединен через регулятор скорости к входу подъемного механизма, причем выход первого импульсного датчика перемещения соединен с первым входом счетчика импульсов и с вычитающим входом реверсивно1:о счетчика, суммирующий вход которого соединен clnep : вым выходом программного блока частоты, а первый вход программного блока частоты соединен с выходом счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и улучшения качества закалки изделий, оно дополнительно содержит, второй импульсный датчик перемещения и блок згициты, причем выход подъемного механизма соединен с входом второго импульсного датчика йеремещения, выход которого подсоединен к вычитающему входу блока защиты, суммирующий вход блока защиты соединен с выходом первого импульсного датчика перемещения, (П выход блока защиты соединен с вторым входом программного блока часс тоты и с вторым входом реверсивного счетчика, а второй выход программного блока частоты соединен с. R входами блока защиты и реверсивного счётчика и с третьим входом счетчика импульсов, . . s :о 3t) | vl ю

Вып.

.2

. Фиг.