Устройство контроля температурыНАгРЕВА зАгОТОВОК пЕРЕдшТАМпОВКОй Советский патент 1981 года по МПК B21C31/00 G05D23/19 

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема; на фиг. 3 - датчик температуры.

Устройство контроля температуры нагрева заготовок перед штамповкой содержит индикатор (указатель) 1 температуры в виде микроамперметра, датчик 2 температуры заготовки в нагревателе, собранный на фоторезисторе ФСК-1, задатчик 3 температуры, выдающий регулируемое опорное напряжение, блок 4 сравнения, один вход которого связан с задатчиком 3, другой - с датчиком 2 температуры, а выход - с входом усилителя 5, выход последнего соединен с системой управления 6 нагревателем, в качестве которого может использоваться пндуктор. В системе управления нагревателем размещена нагреваемая заготовка 7.

Кроме того, устройство имеет тарировочный блок 8, связанный с.усилителем 5 и с датчиком 2 температуры, источник 9 стабилизированного напряжения, подключенный к задатчику 3 температуры. Температура заготовки 10, находящейся в щтампе, измеряется датчиком 11 температуры заготовки в штампе, связанным с системой управления 12 прессом и с индикатором 1 температуры.

Устройство также содержит переключатель 13 режимов (рабочий или тарировочный) и дополнительные источники стабилизированного напряжения, один из источников 14 связан с датчиками температуры, а другой 15 - с усилителем 5.

Тарировочный блок 8 имеет поверочную лампу 16, которая размещена в одном корпусе вместе с фоторезистором 17 датчика температуры. Корпус каждого датчика выполнен в виде двух концентрично расположенных полых цилиндров 18 и 19, между цилиндрическими поверхностями которых подается охлаждающая жидкость. Для предотвращения попадания в корпус пыли в нем установлен предохранительный прозрачный экран 20. Поверочная лампа 16 крепится в корпусе с помощью разъема 21 и находится в строго фиксированном положении относительно фоторезистора благодаря текстолитовому патрону 22 и текстолитовой шайбе 23. Штепсельные разъемы 24 и 25 крепятся к корпусу с помощью шайбы 26, втулки 27 и гайки 28. Тарировочный блок 8 включает также потенциометр настройки 29.

Задатчик 3 температуры собран на сопротивлениях 30-40, предназначенных для ступенчатой настройки на заданную температуру, и на сопротивлении 41, служащем для плавной установки заданного температурного диапазона.

В блок сравнения 4 входят сопротивления 42 и 41, а усилитель 5 собран на транзисторах 43 и 44.

В блок питания устройства входит транс форматор 45, через вторичные обмотки которого питается вся электрическая схема. Источник 9 стабилизированного напряжения собран на диодах 46-49, конденсаторе 50, стабилитроне 51 и резисторах 52 и 53. Дополнительный источник 14 стабилизированного напряжения собран на диодах 54-57, конденсаторе 58, стабилитронах

59-61 и резисторах 62 и 63. Другой дополнительный источник 15 стабилизированного напряжения, служащий для питания усилителя 5, собран на диодах 64-67, конденсаторе 68, стабилитроне 69, резисторе

70 и транзисторе 71.

В блок питания реле 72 входит диод 73 и конденсатор 74.

Потенциометр (резистор) 62 предназначен для регулирования выходного сигнала

(напряжения) датчика 2 температуры, потенциометр 75 - для регулирования положения стрелки микроамперметра, потенциометр (резистор) 53 - для регулирования точности поддержания температуры

заготовки, потенциометр 76 - для установки показаний стрелки микроамперметра, потенциометр 77 - для регулирования выходного сигнала (напряжения) с датчика 11 температуры.

Резисторы 78 и 79 предназначены для настройки выходного сигнала на записывающий прибор, резистор 80 служит для подбора напряжения при тарировке лампочкой 16 датчика 11, помещенной в штамп.

Тиристор 81 (электронный ключ) - для подачи сигнала на включение (отключение) реле 72. Резистор 82 и конденсатор 83 служат для согласования источника стабилизированного напряжения с усилителем 5. Конденсатор 84 предназначен для питания лампочки 85, служащей для контроля срабатывания тиристора 81 реле 72, а также для контроля подачи питания в электрическую схему устройства. Резистор

86 - для снятия напряжения с конденсатора 84. Резисторы 87 и 88 - для согласования величины сигнала между электрическими блоками устройства. Устройство для контроля температуры

нагрева заготовок работает следующим образом.

С помощью задатчика 3 температуры оператор устанавливает максимальную температуру нагревания заготовки. Интенсивность излучения нагретой заготовки зависит от температуры. Между датчиком 2 температуры и заготовкой 7 устанавливается рабочее расстояние. Датчик 2 крепится в строго фиксированном положении.

С блока питания электросхемы на задатчик 3 и датчики 2 и 11 подается напряжение.

Заготовка 7 помещается в нагреватель. Датчик 2 температуры измеряет температуру заготовки 7 и выдает напряжение.

пропорциональное температуре нагретой заготовки, в блок 4 сравнения. В блок 4 также подается опорное напряжение от задатчика 3 температуры. От датчика 2 температуры, сопротивление которого зависит от интенсивности излучения заготовки, сигнал поступает на индикатор 1 температуры, при этом угол отклонения стрелки последнего зависит от сопротивления датчика температуры.

При равенстве напряжений, поступающих в блок 4 сравнения от датчика 2 и задатчика 3, подаются команды в усилитель 5, подающий команду на включение (отключение) нагревателя. Это вызвано тем, что напряжение на сопротивлении 42 датчика 2 температуры включено встречно напряжению на сопротивлении 41 задатчика 3 температуры. При повышении температуры заготовки сопротивление возрастает и при достижении равенства сигналов задатчика и датчика транзистор 43, который был закрыт, открывается и в усилитель 5 подается сигнал. Нагревание заготовки 7 в нагревателе продолжается до тех пор, пока температура заготовки не достигнет заданной величины.

Для периодической тарировки устройства включается тарировочный блок 8 с поверочной лампой 16. Интенсивность излучения лампы 16 имитирует заготовку с температурой нагревания, соответствующей заданному значению в режиме тарировки. Тарировочный блок позволяет периодически проверять показания измерений температуры устройством без тарировки термопарой, что повышает точность измерения и облегчает эксплуатацию устройства, при которой параметры элементов схемы изменяются. Тарировочный блок с лампой 16 устраняет это явление благодаря периодической корректировке показаний устройства. Тарировка производится в процессе работы без нарушения технологического режима.

Датчик 11 температуры устанавливается на прессе в строго фиксированном положении и измеряют температуру заготовки 10. Сигнал от датчика 11 температуры поступает в систему управления 12 для корректировки величины энергии удара в зависимости от температуры заготовки, а также в индикатор 1 температуры для визуального контроля.

Благодаря источникам стабилизированного напряжения, изменения сетевого напряжения не влияют на точность и долговечность устройства. Термическое воздействие окружающей среды также не влияет на точность и долговечность устройства, так как корпус каждого датчика выполнен в виде ДВУХ цилиндров и надежно защищает установленные в нем поверочную лампу 16 и фоторезистор 17.

Поверочная лампа 16 находится в строго фиксированном положении относительно

фоторезистора 17. Это повышает точность тарировки, а следовательно, и измерений температуры нагревания заготовок. Кроме того, лампа 16 работает вполнакала, поскольку напряжение, подающееся на нее, не превышает половины номинального, что повышает долговечность и стабильность работы лампы.

Выполнение фоторезисторов селективными, т. е. измеряющими температуру в узком спектральном диапазоне, который для большинства штампуемых сталей составляет 850-1200°С, позволяет повысить точность измерений. При необходимости изме5нить диапазон измеряемой температуры в корпусе фоторезистор заменяется на новый, соответствующий новому диапазону измерений.

Эффективность использования устройст0ва достигается путем повышения точности контроля температуры, стойкости штампов и деталей пресса, а также удобства обслуживания устройства.

Формула изобретения

1.Устройство контроля температуры нагрева заготовок перед штамповкой, содержащее датчик температуры заготовки в

0 нагревателе, задатчик температуры, блок сравнения, один вход которого соединен с задатчиком температуры, другой - с датчиком температуры заготовки в нагревателе, а выход через усилитель - с систе5мой управления нагревателем, а источник стабилизированного напряжения, связанный с задатчиком температуры, и индикатор температуры, подключенный к датчику температуры заготовки в нагрева0теле, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, а также стойкости штампов м деталей пресса, оно снабл ено тарировочным блоком с поверочной лампой и потенциометром настройки, переключа5телем режимов, а также датчиком температуры заготовки в штампе, выход которого соединен с индикатором температуры, при этом вход тарировочного блока связан с усилителем, а выход через переключа0тель режимов - с датчиком температуры заготовки в нагревателе.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из указанных датчиков температуры выполнен фотонным и в его

5 корпусе смонтирована поверочная лампа, при этом корпус каждого датчика выполнен в виде двух концентрично расположенных полых цилиндров и размещенного между ними охлаждающего агента.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 138471, кл. G 05D 23/19, 13.06.59.

2.Авторское свидетельство CCQP № 164516, кл, В 21С 31/00, 12. 03,63,

5

i

c