Система управления вибрационным устройством для формования стержней Советский патент 1987 года по МПК B28B1/87 

Система предназначена для использования в технологических процессах, связанных с формованием стержней виброуплотнением исходных компонентов, например, при изготовлении карбидкремниевых нагревателей для металлургических объектов.5

Цель изобретения - повышение точности управления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Вибрационное устройство для формова- Q ния стержней содержит плиту 1, установленную на упругих элементах 2, первый электромагнитный вибровозбудитель 3, второй электромагнитный вибровозбудитель 4, установленные на плите, форму 5, электромагнит 6, расположенный в направляющих 7, 5 подпружиненный якорь 8, преобразователь 9 частоты первый трехфазный выпрямитель 10, первый контактор 11, второй контактор 12, третий контактор 13, феобразователь 14 частота-аналог, преобразователь 15 сиг- 20 нала обратной связи, датчик 16 вибрации, дифференциатор 17, нуль-орган 18, блок 19 управления частотой вибрации, первый ключ 20, второй ключ 21, задатчик 22 конечной вибрации, задатчик 23 начальной ам 1литутоте, амплитуде и . Этот сигнал в преобразователе 15 сигнала обратной связи претерпевает фазовый сдвиг, изменение по форме и усиление по мощности таким образом, что при поступлении на второй вход преобразователя 9 частоты через блок 19 управления частотой вибрации и первый ключ 20 он запирает преобразователь 9 частоты в моменты движения плиты 1 в сторону увеличения зазора в магнитопроводе первого электромагнитного вибровозбудителя 3. Е5озникает положительная обратная связь, при которой колебания плиты 1 происходят на резонансной частоте системы, образованной плитой 1, первым электромагнитным вибровозбудителсм 3, упругими элементами 2 и присоединенной массой компонентов, находящихся в форме 5. В процессе формования стержня, т. е. в процессе виброуплотнения компонентов в форме, величина присоединенной массы непрерывно изменяется и соответственно этому происходит изменение резонансной частоты. Таким образом, изменение резонансной частоты отражает процесс уплотнения с.меси - с повышением степени уплотнения резонансная частота снижается. При этом амплитуда

1,ТСJ - -ды вибрации, второй трехфазный выпрями- вибрации плиты зависит от уровня напря30

35

40

тель 24, четвертый контактор 25, реле времени 26, первый элемент НЕ 27, второй элемент НЕ 28.

Система управления работает следующим образом.

Форму 5 с ко.мпонентами, входящими в изделие (стержень), устанавливают на плиту 1 и подключают систему к источнику питания (не показан). На выходе нуль-органа 18 появляется сигнал «1, который включает второй контактор 12 и открывает первый ключ 20. Поскольку при этом сигнал с выхода нуль-органа 18 поступает на третий контактор 13 через первый эле.мент НЕ 27, а на второй ключ 21 - через второй элемент НЕ 28, третий контактор отключен, а второй ключ закрыт. Одновременно сигнал «1 с выхода нуль-органа 18 поступает на вторые входы второго трехфазного вынрями- теля 24, четвертого контактора 25 и на вход реле времени 26, которое выполнено так, что включается без выдержки, а отключается д с выдержкой вре.мени.

При Срабатывании реле времени 26 на его выходе появляется сигнал «1, который поступает на вход первого контактора И, включая его. Возникает первоначальный воз- мупаающий импульс, поступающий с преоб- 50 разователя 9 частоты на первый электромагнитный вибровозбудитель 3 через второй контактор 12. Первоначальный импульс вызывает движение плиты 1 в сторону сжатия упругих элементов 2, переходящее в свободные колебания. На выходе датчика 16 вибрации возникает сигнал переменного тока, повторяющий колебания плиты 1 по час55

жения, поступающего на преобразователь 9 частоты с первого трехфазного выпрямителя 10. Этот уровень устанавливается задатчиком 23 начальной амплитуды вибрации.

В процессе формования стержня амплитуда колебаний плиты постепенно снижается, причем спижение осуществляется в функции текущего значения технологического параметра, характеризующе1 о состоя- пие компонентов в форме 5. Таким технологическим параметром з системе является степень уплотнения, определяе.мая по изме- непию резонансной частоты. Сигнал пропорциональный степени уплотнения формируется на выходе преобразователя 14 частота - аналог.

Реализация первой особенности достигается те.м, что сигнал с выхода преобразователя 14 частота - - аналог поступает на второй вход первого трехфазного выпрямителя 10, постепенно снижая нагфяжение на его выходе.

Снижение амплитудь вибрации плиты в функции текун.1его значения степени уплотнения резко снижает образование разрывов в формуемых стержнях.

Дополнительное инерционное воздействие на формуемое изделие с целью получения более высокой степени уплотнения оказывают с управляемой переменной интенсивностью. Для этого контактирующий с изделием якорь 8 через пружину связан с электромагнитом 6, вертикальное положение которого обеспечивается направляютоте, амплитуде и . Этот сигнал в преобразователе 15 сигнала обратной связи претерпевает фазовый сдвиг, изменение по форме и усиление по мощности таким образом, что при поступлении на второй вход преобразователя 9 частоты через блок 19 управления частотой вибрации и первый ключ 20 он запирает преобразователь 9 частоты в моменты движения плиты 1 в сторону увеличения зазора в магнитопроводе первого электромагнитного вибровозбудителя 3. Е5озникает положительная обратная связь, при которой колебания плиты 1 происходят на резонансной частоте системы, образованной плитой 1, первым электромагнитным вибровозбудителсм 3, упругими элементами 2 и присоединенной массой компонентов, находящихся в форме 5. В процессе формования стержня, т. е. в процессе виброуплотнения компонентов в форме, величина присоединенной массы непрерывно изменяется и соответственно этому происходит изменение резонансной частоты. Таким образом, изменение резонансной частоты отражает процесс уплотнения с.меси - с повышением степени уплотнения резонансная частота снижается. При этом амплитуда

J - -вибрации плиты зависит от уровня напря

жения, поступающего на преобразователь 9 частоты с первого трехфазного выпрямителя 10. Этот уровень устанавливается задатчиком 23 начальной амплитуды вибрации.

В процессе формования стержня амплитуда колебаний плиты постепенно снижается, причем спижение осуществляется в функции текущего значения технологичес- кого параметра, характеризующе1 о состоя- пие компонентов в форме 5. Таким технологическим параметром з системе является степень уплотнения, определяе.мая по изме- непию резонансной частоты. Сигнал пропорциональный степени уплотнения формируется на выходе преобразователя 14 частота - аналог.

Реализация первой особенности достигается те.м, что сигнал с выхода преобразователя 14 частота - - аналог поступает на второй вход первого трехфазного выпрямителя 10, постепенно снижая нагфяжение на его выходе.

Снижение амплитудь вибрации плиты в функции текун.1его значения степени уплотнения резко снижает образование разрывов в формуемых стержнях.

Дополнительное инерционное воздействие на формуемое изделие с целью получения более высокой степени уплотнения оказывают с управляемой переменной интенсивностью. Для этого контактирующий с изделием якорь 8 через пружину связан с электромагнитом 6, вертикальное положение которого обеспечивается направляющими 7, а электромагнит 6 подключен к выходу второго трехфазного выпрямителя 24. Сигналом «1, поступающим с выхода нуль-органа 18 на второй вход второго трехфазного выпрямителя 24, разрешается регулирование выходного напряжения второго трехфазного выпрямителя сигналом, поступающим на его первый вход с выхода преобразователя 14 частота-аналог. При этом по мере уменьщения сигнала на выходе преобразователя 14, т.е. с повышением степени уплотнения компонентов в форме 5, выходное напряжение второго трехфазного выпрямителя 24 возрастает, что приводит к постепенному втягиванию якоря 8 в электромагнит б и увеличению деформации пружины, разделяющей якорь 8 и электромагнит 6. Это приводит к увеличению массы пригруза, действующего на формуемое изделие, т.е. к увеличению интенсивности воздействия пригруза на формуемое изделие, что способствует уменьшению разрывов в изделии без снижения его конечной степени уплотнения.

Предлагаемая система осуществляет последовательно во времени двухчастот- ный режим формования, причем переход с одной частоты на другую осуществляется также в функции степени уплотнения. Когда в достигается предельная при работе первого электромагнитного вибровозбудителя 3 степень уплотнения, сигнал на выходе нреобразователя 14 частота- аналог перестает изменяться и на выходе дифференциатора 17 появляется нулевой сигнал. Нуль-орган 18 срабатывает и на его выходе появляется сигнал «О. Второй контактор 12 отключается, а первый ключ 20 закрывается. Одновре.менно включается третий контактор 13 и открывается второй ключ 21. Первый электро.магнитный вибровозбудитель 3 отключается, а второй электромагнитный вибровозбудитель 4 подключается к преобразователю 9 частоты и начинает колебаться с частотой, определяемой установкой задатчика 22 конечной частоты вибрации. Эта частота выбирается в 4-10 раз большей, чем часготы, на которых работал первый электромагнитный вибровозбудитель 3. При этом упругая система второго электромагнитного вибровозбудителя 4 выбрана такой, чтобы при повышенной частоте он развивал достаточную амплитуду колебаний, однако меньшую, че.м амплитуда колебаний первого вибровозбудителя 3. Такой режим снижает вероятность появления разрывов в изделии. Чтобы при этом обеспечивалась и необходимая степень уплотнения компонентов в фор.ме 5, в устройстве предусматривается переход при высокочастотных колебаниях плиты 1 с формой 5 на вибрационный режи.м работы пригруза. Сигнал «О, появившийся на выходе нуль-органа 18 при его срабатывани, закрывает второй трехфазный выпрямитель 24 и подача постоянного тока в электромагнит 6 прекращается. С появ- ление.м «О на втором входе четверто1Ч) контактора 25 (на его нервом входе продолжает оставаться cnrna/i «1. постх паю1Ц1 Й с выхода реле времени 26) он срабатьп аег и подает на электромагнит 6 пере.меппое напряжение с частотой источника . Начинается вибрация электро.магнита б

0 и якоря 8, способствующая доуплотпению компонентов. Уровень вибрации выбирается таки.м, чтобы не происходило разрушение структуры изделия, т.е. таким, чтобы не возникало разрывов.

Четвертой характерной особенностью

системы является то. что продолжительность работы второго электромагнитного вибровозбудителя 4 м продолжительность работы пригруза в вибрационном режиме не .могут превышать заданной величины.

0 Это достигается благодаря наличию в устройстве реле 26 времени.

При появлении на выходе нуль-органа 18 сигнала «О сигнал «О bta выходе реле 26 времени появляется пе сразу, а с выдсрж5 кой времени. опредс, 1яе.мой установкой этого реле. После отработки выдержки времени на выходе реле вре.мени 26 появляется сигнал «О, KOTOphn i отключает первый и

четвертый контактс оы I

Вибрация

плиты и пригруза прекращаются. Отфор- 0 мованное изделие уда.пяю .г из формы.

Данная сисге.ма позволит повысить точность управления, в результате че1Ч) возмол - но ПОЛУЧИТЬ стеожни высокого качества.

35

Формула изобретения

0

Система управления вибрационным устройством для формования стер/кней, содержащая датчик вибрации, преобразователь частоты, первый трехфазный выиря0 митель, блок управления частотой вибрации, первый контактор, преобразователь сигнала обратной связи, преобразователь частота---а налог, дифференциатор, нуль- орган и первый электромагнитный возбу- дитеоТЬ, закрепленный па пмите, причем

5 датчик вибрации через преобразователь сигнала обратной связи подк.1юче11 к входу блока управления частотой вибрации и к входу преобразователя частота - аналог, выход которого через дифференциатор соединен с входом нуль-органа, первый вход первого трехфазного выпрямителя подключен к выходу первого контактора, отличающаяся тем, что. с целью повышения точности управления, опа снабжена вторым трехфазным выпрямителем, вторым третьим и чет5 вертым контактора.ми, дву.мя логическими элементами НЕ, двумя ключа.ми, задатчико.м начальной а.мплитуды вибрации, задатчи- ком конечной частоты вибрации, реле времени, вторым электромагнитным вибровозбудителем, закрепленным на плите, и расположенным над плитой электромагнитом с подпружиненным якорем, причем выход преобразователя частота-аналог соединен с вторым входом первого трех фазного выпрямителя и с первым входом второго трехфазного выпрямителя, третий вход первого трехфазного выпрямителя соединен с задат- чиком начальной амплитуды вибрации, а

электромагнитным вибровозбудителям, выход блока управления частотой вибрации соединен с первым входом первого ключа, задатчик конечной частоты вибрации соединен с первым входом второго ключа, выход второго трехфазного выпрямителя и четвертого контактора соединены с электромагнитом, первый вход четвертого контактора подключен к выходу реле времени и к входу первого контактора, выход нуль-орвыход - с первым входом преобразовате- tO гана соединен с входом реле времени, вто- ля частоты, второй вход которого соединенрыми входами второго и четвертого контак- с выходом второго ключа, третий вход -торов, второго трехфазного выпрямителя, с выходом первого ключа, выход преобра-первого ключа, через первый элемент НЕ - зователя частоты подключен к первым вхо-с вторым входом третьего контактора, а дам второго и третьего контакторов, выхо-через второй элемент НЕ - с вторым входы которых подключены соответственно кдом второго ключа.

электромагнитным вибровозбудителям, выход блока управления частотой вибрации соединен с первым входом первого ключа, задатчик конечной частоты вибрации соединен с первым входом второго ключа, выход второго трехфазного выпрямителя и четвертого контактора соединены с электромагнитом, первый вход четвертого контактора подключен к выходу реле времени и к входу первого контактора, выход нуль-органа соединен с входом реле времени, вто- рыми входами второго и четвертого контак- торов, второго трехфазного выпрямителя, первого ключа, через первый элемент НЕ - с вторым входом третьего контактора, а через второй элемент НЕ - с вторым входом второго ключа.

Изобретение относится к области формования стержней виброуплотнением. Может быть использовано при изготовлении карбидкремниевых нагревателей для металлургических объектов. Цель - повышение точности управления. Содержит плиту 1, установленную на упругих эле.ментах 2, первый и второй электромагнитные вибровозбудители 3 и 4, установленные на плите, форму 5, электромагнит 6, расположенный в направляющих 7, подпружиненный якорь 8, преобразователь 9 частоты, первый трехфазный выпрямитель 10, первый, второй и третий контакторы 11, 12 и 13, преобразователь 14 частота - аналог, преобразователь 15 сигнала обратной связи, датчик 16 вибрации, дифференциатор 17, нуль-орган 18, блок 19 управления частотой вибрации, первый и второй ключи 20 и 21, задатчик 22 конечной вибрации, задатчик 23 начальной амплитуды вибрации, второй трехфазный выпрямитель 24, четвертый контактор 25, реле времени 26, первый и второй элементы НЕ 27 и 28. 1 ил. с (Л со о to