Устройство для управления вибровозбудителями вибробункера Советский патент 1984 года по МПК G05D19/02 B65G65/30 

Изобретение относится к автомати ческим загрузочным устройствам -вибрационного типа с двухкомпонентным виброприводом, предназначенным для систем дискретного дозирования, для подачи штучных изделий на конвейерные линии и может найти применение в пищевой, машиностроительной, приборостроительной и других отраслях промышлепности.. Известно устройство для управления вибровозбудителями вибробункера, в котором первый вибровозбудитель подключен к источнику однофазного переменного напряжения, а второй через коммутирующий элемент к выходу выпрямителя, причем перекл чение коммутирующего элемента осуществляется с частотой питания первого вибровозбудителя и со сдвигом фазе относительно фазы питания первого вибровозбудителя р , Известное устройство обеспечивае плавное изменение сдвига фаз между вертикальной и крутильной составля 011а1ми колебаний вибробункера при постоянной амплитуде колебаний каждого вибровозбудителя.. Недостаток известного.устройства обусловлен невозможностью изменения . колебаний вибровозбудителя которое необходимо для обеспечения эффективного транспортирования изделий с различными-свойствами (, конфигурацией и т.д.). Наиболее близким по технической |суицюсти к изобретению является устро ство для управления вибровозбудителя вибробункера, содержащее два тиристорных преобразователя питания с фазовым управлением, подключенные соответственно к вибровозбудителям крутильных и вертикальных колебаний с датчиками, выпрямитель, механически связанные задатчики амплитуды крутильных и вертикальных колебаний и задатчик фазового сдвига между крутильными и вертикальными колебаниями, источник питания переменного напряжения, подключенный к выпрямителю, соединенному с первыми вторы тиристорными преобразователями 2. Указанное устройство обеспечивает плавное изменение сдвига фаз мелщу ве тикальной и крутильной составляющими колебаний вибробункера и плавное од; новременное изменение амплитуды колебаний вибройозбудителей при сохра Н1ении установленного сдвига фаз. Это позволяет изменять режим транспортирования изделий с различными свойствами, причем плавное одновременное изменение амплитуд колебаний при установленном фазовом сдвиге позволяет выбрать режим транспортирования, наилучший для данного типа изделий. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности стабилизации заданных задатчиками амплитуд колебаний при наличии возмущений, вызывающих отклонения амплитуд колебаний, заданных по условиям технологии. При этом Отклонение амплитуд колебаний вобровозбудителей, обеспечивающих вертикальную и крутильную составляющие колебаний вибробункера, из-за различного пространственного расположения вибровозбудителей будет различным. Индивидуальное же корректирование амплитуд колебаний отдельных вибровОзбудителей при фазовом управлении тиристорными преобразователями питания невозможно, поскольку изменение амплитуды колебания отдельного вибровозбудителя путем воздействия на угол открывания тиристоров преобразователя питания неизбежно приводит к нарушению ранее установленного фазового сдвига между колебаниями отдельных вибровозбудителей. Цель изобретения - стабилизация заданной производительности вибробункера. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления вибровозбудителями вибробункера, содержащее механически связанные меящу собой задатчики амплитуды крутильных и вертикальный колебаний, задатчик фазового сдвига между крутильными и вертикальными колебаниями, источник .питания переменного напряжения , подключенный к выпрямителю один из выходов которого соединен с вибровозбудителями крутильных и вертикальных колебаний с датчиками, а другой - с первыми входами первого и второго тиристорных преобразователей, которые подключены соответственно к вибровозбудителям крутильных и вертикальных колебаний с датчиками, сна.бжено регулятором амплитуда крутильных колебаний, регулятором амплитуды вертикальных .колебаний, формирователем импульсов заданной длительности и тремя узлами формирования сигналов, каждый из которых состоит из триггера, интегратора разрядного ключа и компаратора, выход которого подключен к первому входу разрядного ключа и первому входу триггера, выход которого подключен через параллельно включенные интегратор и разрядный ключ к первому входу компаратора, к второму входу компаратора первого узла формирования сигналов подключен регулятор амплитуды крутильных колебаний, а выход компаратора подключен к второму входу первого тиристорного прео разователя, формирователь импульсов заданной.длительности подключен к цсточнику питания переменного напряжения и к второму входу триггера первого и первому входу второго уз ла формирования сигналов и к третьему входу первого тиристорного преобразователя, выход компаратора второго узла формирования сигналов под- , ключен к второму входу второго тиристорного преобразователя, к третье му входу которого подключен выход компаратора третьего узла формирования сигналов, к второму входу которого подключен регулятор амплитуды ве{ тикальных колебаний, к входам: которого подключены соответственно датчик и задатчик амплитуды вертикальных колебаний, а к входам регулятора амплитуды крутильга11Х колебаний подключены датчик i: задатчик кру тильных колебаний, при этом первый вход триггера второго узла формирования сигналов объединен с вторым входом триггера третьего узла формирования сигналов. Такое выполнение устройства, для управления вибровозбудителями вибробункера позволяет обеспечить стабилизацию заданной производительности вйбробункера и технологической ли- НИИ, в которой он установлен, за счет индивидуальной стабилизации амплитуд крутильных и вертикал ных колебаний при сохранении заданного фазового сдвига между колебаниями. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры, поясняющие его работу. Устройство для управления вибрр- возбудителями вйбробункера содержит чашу I с лотком 2, которая приводится в колебательное движение электромагнитными вибровозбудителями 3 кру .тильных колебаний и электромагнитным вибровозбудителем 4 вертикальны колебаний совместно с упругими элементами 5 и 6. Электромагнитные возбудители 3 и 4 питаются от первого и второго тиристорных преобразователей 7 и 8 питания соответственно, состоящих каждый из оптронных тиристоров 9 и 10, диода 11, индуктивности 12 и емкости 13. Тиристорные преобразователи 7 и 8 питания связаны с выпрямителе1М 14, питаемым от источника 15 переменного напряжения, с которым также связан формирователь 16 импульсов заданной длительности. Формирователь 16 импульсов связан с первым тиристорным преобразователем 7 и первым триггером 17 с раздельными входами, который через первый интегратор 18 с первым разрядным ключом 19 .в цепи обратной связи связан с пер,вым компаратором 20, связанным с первым тиристорным преобразователем 7 и регулятором 21 амплитуды крутильных колебаний, к входам которого подт ключены датчик 22 и -задатчик 23 амплитуды крутильных колебаний. Задатчик 24 фазового сдвига между крутильными и вертикальными колебаниями связан с вторым компаратором 25, который через второй интегратор 26 с вторым разрядным ключом 27 в цепи обратной свяэи связан с вторым триггером 28 с раздельными входами, связанным с формирователем 16 импульсов, с вторым разрядным ключом 27, с вторым тиристорным преобразователем 8 питания и с третьим триггером 29 с раздельными входами, который через третий интегратор 30 и третьим разрядным ключом 31 в цепи обратной связи связан с третьим компаратором 32,соединенным с вторым тиристорным преобразователем 8 питания, третьим разрядным ключом 31 и регулятором,33 a вшйтyды вертикальных колебаний, связанным с датчиком 34 и задатчиком 35 амплитуды вертикальных колебаний. Датчики 22,и 34 амплитуды крутиль ных колебаний и амплитуды вертикальных колебаний выполнены в виде последовательно соединенных чувствительного элемента 36 и преобразующего элемента 37. . На фиг,2 обозначено: U., - напряжение на источника 15 переменного напряженияi U - напряжение на выходе формирователя 16 импульсов заданной длительности; Uj - напряжение- на выходе первого триггер а 17 с раздельными входами} напряжение на входе первого интегратора 18, и - напряжение на выходе регулятора21 .амплитуды крутильных колебаний; Uj, - напряжение на выходе первого компаратора 20; i - импульсы.тока, протекающего через вибровозбудители 3 крутильньгх колебаний, Х-, - механические крутильные .колебания вибробункераJ U-, - напря;жение на вьпсоде второго триггера 28 с раздельными входами; Ug - на.пряжение на выходе второго,интегратора 26; Ug - напряжение на выходе задатчика 24 фазового, сдвига между крутильным и вертикальными колебания ми-,11 - напряжение на выходе второго компаратора 25; U - напряжение на выходе третьего триггера 29; напряжение на выходе третьего интегратора 30; и., - напряжение на выходе регулятора 33 амплитуды вертикальных колебаний; U - напряжение на выходе третьего компаратора 32; 2 имщшьсы тока, протекающего через вибровозбудитель 4 вертикальных колебаний j механичёе1сие вертикальные колебания вибробункера Устройство для управления ви.бровозбудителями вибр-обункера работает следующим образом. Изделия, находящиеся в чаше 1 с лотком 2, за счет суммарных колебательных воздействий, создаваемых злектромагнитными вибровозбудителями 3 и 4 крутильных колебаний и вертикальных колебаний; совместно с упругими элементами 5 и 6, перемещаются по спиральному, лотку 2, чем обеспечивается подала изделий из лотка 2 на последующие технологические агре гаты. . Электромагнитные вибр01возбудители 3 питаются от первого тиристорного преобразователя 7, а злектрЬма нитный вибровозбудитель 4 - от второго тиристорного преобразователя 8 питания. Тирсторные преобразователи 7 и 8 выполнены на. оптронных тирист pax 9 и 10, диоде 11, индуктивности 12 и емкости 13, Такая схема позволяет получать на выходе последовательность однополярных импульсов напряжения заданной частоты и длительности. Выходные импульсы напряжения формируются путем коммутации постоянного напряжения, поступающег на тиристорные преобразователи77 и 1 б С выпрямителя 14, питаемого от источника 15 переменного напряжения U При поступлении сигнала управления на первый вход тиристорного преобразователя 7 или 8/, т.е. на оптронный тиристор 9, последний открывается, и через электромагнитные вибровозбудители 3 (или электромагнитный вибровозбудитель 4) начинает протекать ток. При поступлении сигнала управления на второй вход тиристорного преобразователя 7 (или 8), т.е. на оптронный тиристор 10, последний открывается, и за счет цепи, содержащей диод 1, ИНДУКТИВНОСТЬ 12 и конденсатор 13, тирйстоп 9 закрывается, и ток через электпомагнитные вибровозбудители 3 ( или электромагнитный вибровозбудитель 4) перестает протекать.. При этом длительность ИМПУЛЬСОВ тока, протекающих по вибровозбудителям 3 и 4, является peгyJJИpyeмoй и зависит от моментов времени, в которые сигналы управления подаются на первый и второй входы. В предлагаемом устройстве регулирование длительности ИМПУЛЬСОВ тока, протекающих через вибровозбудители 3 или вибровозбудитель 4, а следовательно, и амплитуд колебаний соответствующих вибровозбудитёлей осуществляется изменением подачи импульсов управления на второй вход тиристорного преобразователя 7 (или 8) относительно импульсов управления, подаваемых на первые входы преобразователей. Начала импульсов тока i, протекающих через вибровозбудители 3 крутильных колебаний, определяются импульсами напряжения U , (фиг. 2), которые поступают на первый вход первого тиристорного преобразователя 7 питания с выхода формирователя 16 импульсов заданной длительности. причем передние фронты импульсов Ua совпадают с моментами начал интервалов положительности напряжения U. Одновременно импульсы напряжения Uj поступают на первый вход первого триггера 17 с раздельными входами, формируя на его выходе фиксированное по уровню напряжение Uj , которое поступает на вход первого инте- гратора 18 с первым разрядным ключом 19 в цепи обратной связи. На выходе первого интегратора 18 формируется линейно возрастающее напряжение 1)4,

7

поступающее на первый вход первого компаратора 20, на второй вход которого поступает напряжение Uj с выхода регулятора 21 амплитуды крутильных колебаний.

Напряжение Ug всегда отлично от нуля, а его уровень определяется законом регулирования, реализуемого регулятором 21, и величиной возникающего отклонения текущего значения амплитуды крутильных Колебаний, воспринимаемых датчиком 22 амплитуды крутильиых колебаний, от заданного значения, определяемого задатчиком 23 амплитуды крутильных колебаний ( сигналы с датчика 22 и задатчика 23 поступают соответственно на первый и второй входь регулятора 21 амплитуды крутилышх колебаний ).

При достижении линейно изменяющимся напряжением U4 уровня напряжения и, первый компаратор 20 формирует на выходе импульсы напряжения и/, которые, поступая на второй вход первого тиристорного преобразователя 7 питания, прекращают прохождение импульсов тока i через вибровозбудители 3 крутильных колебаний. Вибровозбудители 3 возбуждают механические крутильные колебания х; вибробункера с заданной задатчиком 23 амплитудой колебаний.

Одновременно импульсы напряжения и поступают на управляющий вход первого разрядного ключа 19 и на второй вход первого триггера 17 с раздельными входами. Первый разрядный ключ 19 сбрасывает напряжение U4 на вы- ходе первого интегратора 18 до нуля, а первый триггер 17 опрокидывается в исходное состояние, при котором напряжение U на е-го выходе равно нулю, подготавливая тем самым работу устройства на следующем интервале положительности напряжения U.

При возникновении отклонений текущего значения амплитуды крутильных колебаний от заданного, уровня напряжения Uj изменяется, что приводит к изменениюдлительности импульсов тока и восстановлению заданной ам- . плитуды колебаний. .

Задание величины фазового сдвига между крутильными и вертикальными колебаниями осуществляется задатчиком 24 фазового сдвига, а сам фазовый сдвиг реализуется вторым компаратором 25, вторым интегратором 26

295908

с вторым разрядным ключом 27 в цепи обратной связи и вторым триггером 28 с раздельными входами.

Импульсы напряжения U с выхода формирователя 16 импульсов поступают на первый вход второго триггера 28, формируя на его выходе фиксированное по уровню напряжение U, которое, поступая на вход второго интегратора .« 26, формирует нашего выход18 линейио возрастающее напряжение Ug. Напряже ние Ug поступает на первый вход второг компаратора 25, на второй вход которого с задатчика 24 фазового сдвига поступает задающее напряжение и.

.При достижении линейно изменяющимся напряжением U уровня напряже.ния и второй компаратор 25 формирует на выходе импульсы напряжения i , которые, поступая на первый вход второго тиристорного преобразователя. 8 питания, приводят к возникновению , ,импульсов тока ij , протекающих через

вибровозбудитель 4 вертикальных ко- : лебаний, который возбуждает механи- i ческие вертикальные колебания Xj, причем начала протекания импульсов тока 12 сдвинуты от начал протекания импульсов тока ц на величиИу фазового сдвига Ч, определяемую задающим напряжением Ug с выхода задат чика 24 фазового сдвига.

Для обеспечения работы устройства на следующем интервале положительиос5 ти напряжения Ц импульсы напряжения и,дПрступают на управляющий вход второго разрядного ключа 27 и на второй вход второго триггера 28. Второй: разрядный ключ 27 сбрасывает напряжение Ug на выходе второго интегратора 26 до нуля, а второй триггер 28 ;опрокидь1вается в исходное состояние, при котором напряжение и,на его выходе равно нулю.

5 CтaбиJшзaция амплитуда вертикальных колебаний Xg, возбуждаемых импульсаьш тока i, протекающих через вибровозбудитель 4 вертикальных колебаний, осуществляется третьим триг

0 гером 29 с раздельными входами, . третьим интегратором 30 с третьим ключом 31 в цепи обратной связи, третьим компаратором 32 и регулятором 33 амплитуды вертикальных коле5 банки с датчиком 34 и задатчиком 35 амплитуды вертикальных колебаний.

Для обеспечения стабилизации амплитуды вертикальных, ксхпебаний xj . пульсы напряжения U поступают на первый вход третьего трнггера 29, формируя яа его выходе фиксированно по уровню напряжение 11, которое поступает на вход третьего интегра тора ,30 с третьим разрядш 1м ключом 31 в цепи обратной связи. На выходе третьего интегратора 30 формируется линейно воэрастакщее напряЖ(Ё1Ние и„, поступахкцее на первый вход третьего компаратора 32, на . второй вход которого поступает напряжение Цд с выхода регулятора 33 амплитуды вертикалыолх колебаний. Напряжение Ол всегда оТлично. от нуля, а его уровень определяется законом регулирования, реализуемого регулятором 33, и величиной возникающего отклонения от текущего значения амплитуды вергикапьных колебаний, воспринимаемых датчиком 34 амплитуды вертикалBHI IX колебаний ,от заданного значения, определяемого задатчикон 35 амплитуды вертикальных колебаний (сигналы с датчика 34 и задатчика 35 поступают соот ветственно на первый и втЬрой входы регулятора 33 амплитуды вертикальны колебаний). При достижении линейно изменяющи СЯ напряжением Уровня напряжения и j Третий конпара:тор 32 формирует на выходе тшульсы напряжения которые,поступая на второй вход второго тиристорного преобразователя 8 питашя,прекращают прохождение импульсов тока ij, через виброврзбудитель 4 вертикальных колебаний. : Одновременно импульсы напряжения П поступают на управляющий вход третьего разрядного ключа 31, на второй вход третьего триггера 29. Третий ключ 31 сбрасывает напряжение Ц на выходе третьего интегратора 30 до нуля, а третий триггер 29 опрокидывается .в исходное положение, при котором напряжение U на его выходе равно нулю, подготавливая тем самым работу устройства на следующем интервале положительности напряжения U, При возникновении отклонений кущего значения амплитуды вертикальных колебаний от заданного уровень напряжения изменяется, что приводит к изменению длительности импульсов Тока i и восстановлению заданной .амплитуды колебаний. Такнм образом, за счет одновременной стабилизации амплитуды крутильных и вертикальных колебаний среднее квадратичное отклонение заданной производительности вибробункера составляет ±1,5%, в то время как в базовом объекте это отклонение при тех же условиях зксплуатации составляет 6,5%.

К

Фав. i .(У 6i.«/, %,V|

if. t .«/ wt xz:

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОЮЗБУДИТЕЛЯМИ ЖБРОВУНКЕРА, содержащее механически связанные между собой эадатчики амплитуды крутильных и вертикальных колебаний., задатчик фазрвого сдвига между крутильными и вертикальными колебаниями, источник питания переменного напряжения, подключенный, к выпрямителю, один из выходов которого соединен с вибровозбудителями крутильных и вертикальных колебаний с датчиками, а другой - с первыми входами первого и второго тиристорных преобразователей, которые подключены соответственно к вибровозбудителям крутильных и вертикальных колебаний с датчиками, отличающееся тем, что, с целью стабилизации заданной, гфоизводительности вибробункера, устройство снабжено регулятором амплитуды крутильных колебаний, регулятором амплитуды вертикальных колеба-. НИИ, формирователем импульсов заданной длительности и тремя узлами формирования сигналов, каждой из которых состоит из триггера, интегратора .разрядного ключа и компаратора, выход которого подключен к первому входу разрядного ключа и первому входу триггера, выход которого подключен через параллельно включенные интегратор и разрядный ключ к первому входу компаратора, к второму входу компаратора первого узла формирования сигналов подключен регулятор (амплитуды крутильных колебаний,а выход компаратора подключен к второму входу первого тиристорного преобразователя, 8 формирователь импульсов заданной длительности подключен к источнику питания переменного напряжения и к второму входу триггера первого и первому входу, второго узла формиро§ вания сигналов и к третьему входу первого тиристорного преобразователя, выход компаратора второго уала форЮ Ф СП мирования сигналов подключен к второму входу второго тиристориого преобразователя, к третьему входу которого подключен выход компаратора ;о третьего узла формирования сигналов, к второму входу которого подключен регулятор амплитуды вертикальных колебаний, к входам которого подключены соответственно датчик и задатчик амплитуды вертикаль.ных колебаний, а к выходам регулятора .амплитуды крутильных колебаний подключены датчик и задатчик крутильных колебаний,при этом первый вход триггера второго узла фор)«1рования сигналов объединен с вторым входом триггера третьего узла формирования сигналов.