Сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса Советский патент 1992 года по МПК B30B15/20 

Ё

Изобретение относится к машиностроению, а именно к прессовому оборудованию, и может быть использовано в системах управления давлением в гидравлических приводах. Цель - повышение надежности и долговечности системы управления прессом. Сервопривод содержит элементы управления силового следящего гидропривода, а также три ключа, два сумматора, два компаратора, интегратор и два датчика давления, установленные в полостях среднего и боковых рабочих цилиндров. На режиме декомпрессии сервопривод обеспечивает скорость поворота вала гидрораспределителя в сторону открытия сливных клапанов рабочих цилиндров тем больше, чем меньше давление в рабочих цилиндрах пресса, что исключает гидроудар в гидросистему пресса после режима рабочий ход. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям оборудования управления обработкой металлов давлением.

Известен сервопривод управления валом гидрораспределителя, выполненный в виде последовательно соединенных рукоятки управления с системой тгг и качалок, распределителя, силового гидроцилиндра, соединенного с распределителем и с валом гидрораспределителя.

Этому сервоприводу свойственны следующие недостатки: недостаточно высокие точность и производительность пресса, надежность и долговечность системы управления.

Наиболее близким к предлагаемому является сервопривод, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения - со вторым входом сумматора.

В данном сервоприводе при подаче на первый вход сумматора команды на поворот вала гидрораспределителя с максимальной скоростью из положения/соответствующего режиму работы пресса Рабочий ход, в положение, соответствующее режиму Возвратный ход, при отработке сервоприводом этого задания происходит быстрое открытие сливных клапанов рабочих цилиндров. Это вызываеттидроудар в гидросистему пресса, так как в рабочих цилиндрах пресса после режима Рабочий ход жидкость находится под высоким давлением, что снижает надежность и долговечность системы управления прессом за счет нарушения герметичности по уплотнениям и сварным швам трубопроводов.

4 Ю О

Ю

и

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности системы управления прессом.

Поставленная цель достигается тем, что сервопривод управления валом гидрораспределителя, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения со вторым входом сумматора, снабжен интегратором, дополнительным сумматором, двумя датчиками давления, элементом И, двумя компараторами, тремя ключами и двумя диодами, при этом выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, а на его вход подается сигнал задания, второй ключ связан с выходом интегратора и с первым входом сумматора, третий ключ соединен с интегратором, управляющие входы всех трех ключей связаны с выходом элемента И, один вход которого соединен через первый компаратор со входом первого ключа, а второй вход - через второй компаратор - с выходами датчиков давления через соответствующие диоды, связанными также со входом дополнительного сумматора, выход которого соединен со входом интегратора, при этом датчики давления соединены с полостями среднего и боковых рабочих цилиндров пресса; на второй вход дополнительного сумматора подан сигнал постоянного уровня, а третий вход элемента И соединен с переключателем ковка-шлихтовка.

Применение в сервоприводе интегратора позволяет повысить надежность и долговечность системы управления прессом, так какон определяет закон сброса давления из рабочих цилиндров для исключения гидроудара при включении возвратного хода.

Применение в сервоприводе дополнительного сумматора позволяет повысить надежность и долговечность системы управления прессом, так как он совместно с интегратором формирует закон сброса давления из рабочих цилиндров для исключения гидроудара при включении возвратного хода.

Применение в сервоприводе первого ключа позволяет повысить надежность и долговечность системы управления, так как ключ по команде элемента И (при необходимости плавного сброса давления из рабочих цилиндров) снимает сигнал задания со входа усилителя и подсоединяет к входу последнего интегратор, определяющий плавный сброс давления из рабочих цилиндров и устранение гидроудара в гидросистему пресса при включении возвратного хода.

Применение в сервоприводе двух датчиков давления и двух диодов, второго и третьего ключа позволяет повысить надежность и долговечность системы управления

прессом, так как они необходимы для нормального функционирования сервопривода.

Применение элемента И позволяет повысить надежность и долговечность системы управления прессом, так как он определяет моменты начала и конца плавного сброса давления в рабочих цилиндрах, при включении режима Возвратный ход для устранения гидроудара.

Применение двух компараторов позволяет повысить надежность и долговечность системы управления прессом, так как они обеспечивают нормальное функционирование элемента И.

В технике известно применение интеграторов, осуществляющих функцию интегрирования входного сигнала, однако появление новых, неизвесных ранее связей дополнительного сумматора, второго итретьего ключа с одной стороны и интегратора - с другой, определило и новую функцию интегратора - определение оптимального закона сброса давления из рабочих цилиндров пресса для исключения гидроудара в магистрали

пресса при переходе с режима Рабочий ход на режим Возвратный ход. Это позволит повысить надежность и долговечность системы управления прессом за счет устранения гидроударов.

В технике известно применение элементов И, изменяющих сигнал на противоположный на выходе при появлении сигналов одновременно на всех входах, однако появление новых неизвестных ранее

связей двух компараторов и трех ключей - с одной стороны и элемента И - с другой, определило и новые, неизвестные ранее функции последнего - определение момента начала и конца плавного сброса давления

для устранения гидроудара в магистрали пресса при включении возвратного хода, Это позволяет повысить надежность и долговечность системы управления прессом.

В технике известно применение компараторов, изменяющих сигнал на выходе при превышении сигналом на входе порогового уровня, однако появление новых, неизвестных ранее связей первого компаратора с

элементом И и с сумматором, и второго компаратора - с диодами и с элементом И, определило новую функцию компараторов - определение моментов начала и конца плавного сброса давления из полостей рабочих цилиндров пресса. Это позволяет повысить надежность и долговечность системы управления прессом.

В технике известно применение дополнительных сумматоров, суммирующих сигналы на входах, однако появление новых, неизвестных ранее связей датчиков давления через диоды и интегратора, с одной стороны, и дополнительного сумматора -, с другой, определило новую функцию последнего - формирование совместно с интегратором оптимального закона сброса давления из рабочих цилиндров пресса для исключения гидроудара при включении возвратного хода. Это позволит повысить надежность и долговечность системы управления прессом за счет исключения гидроударов.

В технике известно применение диодов, выпрямляющих сигнал на входах. Однако появление новых связей датчиков давления и дополнительного суматора, с одной стороны, и диодов -, с другой, определило появление новой функции диодов - подача сигнала, пропорционального максимальному из давлений в полостях среднего или боковых рабочих цилиндров пресса на вход дополнительного сумматора, что необходимо для нормального функционирования последнего совместно с интегратором. Это позволяет повысить надежность и долговечность системы управления прессом за счет устранения гидроударов при включении возвратного хода.

На чертеже представлена структурная схема сервопривода управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса.

Сервопривод содержит последовательно соединенные сумматор 1, усилитель 2, электромеханический преобразователь 3, гидроусилитель 4 и силовой гидроцилиндр 5, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик б положения со вторым входом сумматора 1. интегратор 7, дополнительный сумматор 8, два датчика 9 и 10 давления, элемент И 11, компараторы 12 и

13,ключи 14, 15 и 16, диоды 17 и 18. Выход первого ключа 14 соединен с первым вхо дом сумматора 1, а на его вход подается сигнал задания. Второй ключ 15 связан с выходом интегратора 7 и с первым входом сумматора 1. Третий ключ 16 соединен с интегратором 7. Управляющие входы всех трех ключей связаны с выходом элемента И 11, один вход которого соединен через первый компаратор 12 со входом первого ключа

14,а второй вход через второй компаратор 13 - с выходом датчиков 9 и 10 давления соответственно через диоды 17 и 18, которые связаны также со входом дополнительного сумматора 8, выход которого соединен со входом интегратора 7. При этом датчики

9 и 10 давления соединены соответственно с полостями среднего и боковых рабочих цилиндров пресса, на второй вход дополнительного сумматора 8 подан сигнал постоянного уровня, а третий вход элемента И 11 соединен с переключателем ковка-шлихтовка. Сервопривод работает следующим образом.

Электрический сигнал, пропорциональный углу поворота вала гидрораспределителя, переводится в положение, соответствующее режиму Рабочий ход, поступает через ключ 14 на первый вход сумматора 1, суммируется с сигналом, пришедшим с выхода датчика 6 положение и поступает на вход усилителя 2, усиливается и подается на вход электромеханического преобразователя 3, который, воздействуя на гидроусилитель 4, подает рабочую жидкость в силовой гидроцилиндр 5, поворачивающий вал гидрораспределителя. При подходе вала гидрораспределителя к заданному положению позиционирования сигнал на выходе сумматора 1 уменьшается и становится равным нулю при достижении валом гидрораспределителя заданного положения позиционирования. Электромеханический преобразователь 3, воздействуя на гидроусилитель 4, прекращает подачу рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр 5, который останавливает вал гидрораспределителя в заданном положении позиционирования. Далее при подаче команды на вход ключа 14 на поворот вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму Возвратный ход, сервопривод работает следующим образом. Элемент И 11 определяет начало декомпрессии (плавного сброса давления из рабочих цилиндров пресса) при

одновременном выполнении трех условий.

На первом входе ключа 14 присутствует сигнал, определяющий поворот вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму Возвратный ход. Выполнение этого условия определяется первым компаратором 12 благодаря его связи со входом первого ключа 14. При выполнении этого условия компаратор 12 подает

сигнал на первый вход элемента И 11.

Максимальное давление в рабочих цилиндрах пресса свыше 4 МПа. Выполнение этого условия определяется вторым компаратором 13, благодаря его связи через диоды 17 и 18 с датчиками 9 и 10 давления. Благодаря такому включению диодов 17 и 18 на вход компаратора 13 поступает сигнал, пропорциональный наибольшему давлению в среднем или боковых рабочих цилиндрах пресса. При выполнении этого условия компаратор 13 подает сигнал на второй вход элемента И 11.

Переключатель ковка-шлихтовка находится в положении ковка. При выполнении этого условия сигнал подается на третий вход элемента И 11.

При выполнении трех условий начала декомпрессии с выхода элемента И 11 сигнал поступает на управляющие входы ключей 14, 15 и 16. Ключ 14 отсоединяет вход сервопривода, по которому поступает сигнал задания от первого входа сумматора 1, к которому второй ключ 15 подсоединяет выход интегратора 7. Благодаря включению датчиков 9 и 10 давления через диоды 17 и 18 на вход дополнительного сумматора 8 сюда поступает сигнал, пропорциональный наибольшему давлению в среднем или боковых рабочих цилиндрах пресса. Этот сигнал вычитается дополнительным сумматором 8 из сигнала постоянного уровня на его втором входе. Полученная разность интегрируется интегратором 7 и через ключ 15 поступает на первый вход сумматора 1. Этим на режиме декомпрессии обеспечивается скорость по- ворота вала гидрораспределителя в сторону открытия сливных клапанов рабочих цилиндров тем больше, чем меньше наибольшее давление в рабочих цилиндрах пресса.

Завершение режима декомпрессии оп- ределяется элементом И 11 по нарушению одного из рассмотренных выше трех условий. В этом случае элемент И 11 снимает сигнал с управляющих входов ключей 14,15 и 16. При этом ключ 14 соединит вход сер- вопривода со входом сумматора 1, ключ 15 отсоединит от сумматора 1 выход интегратора 7, а ключ 16 зашунтирует конденсатор интегратора 7, обеспечив возврат последнего в исходное состояние.

Применение предложенного технического решения позволит повысить надежность и долговечность системы управления прессом.

Формула изобретения Сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса, содержащий последовательно соединенные первый ключ, первый сумматор, усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения - с вторым входом сумматора, интегратор, первый и второй компараторы, соединенные выходами с входами элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, входом задания связанного с входом первого компаратора, а также первый датчик давления и переключатель ковка-шлихтовка, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности и долговечности работы системы управления, сервопривод снабжен вторым и третьим ключами, вторым дополнительным сумматором, двумя диодами и вторым датчиком давления, при этом датчики давления связаны один с полостями среднего, другой - с полостями боковых рабочих цилиндров пресса, а выходы их через диоды подключены к объединенным входам второго компаратора и второго дополнительного сумматора, выход которого связан через последовательно соединенные интегратор и второй ключ с первым входом первого сумматора, выход элемента И соединен также с управляющими входами второго и третьего ключей, выходы последнего соединены с интегратором, причем второй вход второго дополнительного сумматора предназначен для подачи сигнала постоянного уровня, а третий вход элемента И - для соединения с переключателем ковка-шлихтовка.