Способ дозирования объема металлических заготовок Советский патент 1982 года по МПК B23D33/12 

Изобретение относится к обработке .металлов давлением, а именно к раэделению профильногоматериала, и может быть использовано при разделении на мерные заготовки заданного объема.

Известен способ дозирования объема металлических заготовок путем возбуждения вихревых токов в прутке при его введении в преобразователь и отделения мерной заготовки от прутка. Величину введения прутка измеряют по показаниям другого преобразователя в виде вращающегося ролика, находящегося в соприкосновении с прутком 1.

Недостаток данного способа заключается в пониженной точности дозирования, вызванной тем, что объем заготовки находится не прямым, а косвенным измерением, так что погрешность окончательного результата представляет собой сумму, состоящую из погрешностей измерения площади поперечного сечения и линейной подачи прутка и погрешности обработки измерительной информации электронным устройством. Ввиду возможного проскальзывания ролика по прутку

погрешность измерения линейной подачи может быть значительной.

Цель изобретения - повыиение точности дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно спо.собу дозирования объема мета.плических заготовок путем возбуждения вихревых токов в прутке при его введении в преобразоtoватель и отделения мерной заготовки от прутка, пруток вводят в преобразователь до достижения квадратом коэффнциенга связи значения, соответствующего заданному объему

15 заготовки и находимого по заранее установленной для данного преобразователяэкспериментальной зависимости между квадратом коэффициента связи и объемом заготовки, а отделе20ние заготовки от прутка осуществляют по плоскости, отстоящей от преобразователя на- постоянное для всех заготовок данного объема расстояние, при этом квадрат коэффициента связи 25 определяют по формуле

(1)

где М - взаимная индуктивность

30

прутка и преобразователя;

индуктивность преобразователя без прутка L - индуктивность контура вихревых токов прутка. Концевую часть прутка, находящуюся в преобразователе, отделяют по плоскости, отстоящей от преобразователя на расстояние

5з.Хг - S Х

(2)

С

S, - Si

где S и Sj - площади сечений двух прутков, из которых первая является наибольшей, а вторая наименьшей из ряда сечений, применяемых для получения заготовок заданного объема X и X - экспериментально опре деляемые глубины погружения прутков с сечениями S и Sj в преобразователь, на которых квадрат коэффициента связи принимает значение, соответствующее заданному объему заготовки.

I Предлагаемый способ основан на существовании зависимости между объемом конца прутка VJQ,,, связанного индуктивно с преобразователем, и квадратом коэффициента связи

2

V

зач

пр

где Vf,p- объем преобразователя.

Эта формула является-одной из форм записи известного выражения для коэффициента связи двух катушек вставленных одна в другую.

При введении в преобразователь п-рутка из немагнитного металла индуктивность преобразователя уменьшается на величину л1 - ()- . UL.- ка + {и/ь)

где Ш - угловая частота тока питания преобразователя; R - активное сопротивление

прутка для возбуждаемых в нем вихревых токов. На достаточно высоких частотах R «{luli формула принимает вид

i.L .

Подставляя это выражение в формулу (1), получим

К Д L/Lpp. (3)

, Пренебрегая активным сопротивлеHiieM преобразователя, можно написат следующие выражения для напряжения на его зажимах: для преобразователя без прутка

Unp 3wUnp, (4) для преобразователя.с прутком

(5)

и 3(гл(Ьпр - ли ) ,

где D синусоидальный ток неизменной амплитуды, протекающий через преобразователь.

Решая систему уравнений (4) и (5) относительно Lpp и дЬ и подстав ляя найденные выражения в формулу (3) , получаем

К Д U/Upp ,

(6)

где

ли :и„р - и

Условие равенства объема двух заготовок, полученных из прутков с сечениями S. и Зд. при глубинах погружения Х и Xj и расстоянии С между плоскостью отделения и преобразователем, имеет вид

S (С 4- Х) S2,(C + Xi) Решая это уравнение относительно С, получаем

С Sa-Xa - S, Ху

S-f - S 2.

На фиг.1 изображена схема установки, иллюстрирующая предлагаемый

0 способ; на фиг.2 - кривые зависимости квадрата коэффициента связи от глубины погружения.

Установка состоит из преобразователя 1 цилиндрической формы, генератора 2 гармонических колебаний фиксированной частоты, резистора 3, электронного вольтметра 4. Позицией 5 обозначен пруток, подлежащий дозированию.

Q Пример. Алюминиевые прутки и прутки из сплавов марок ХН77ТЮР и ХН73МБТЮ подвергают объемному дозированИю на установке. Размера обмотки преобразователя: диаметр

46,3 мм; длина 6 пр 150 мм. Частота генератора 50 кГц. Значения к подсчитывают по формуле (6), а глубины X измеряют глубиномером. Семейство кривых (фиг.2) получено для алюминиевых прутков с диаметрами d 39 мм

0 (кривая 1) , dj, 31 мм (кривая 11) и d 35 мм (кривая 111).

В таблице приведены глубины Xj прутков с диа:

гружения X,

метрами d , d, d для значений К в диапазоне 0,10-0,35. Там же указаны расстояния С, найденные по формуле (2) , в которой под S и Sj. понимались площади сечений прутков с диаметрами d и d.. Объемы загоVj и V,, определяются по

-ТОВОК V

формуле

{С + Х ) ,

где i 1,2,3, а погрешность дозирования объема - по выражению

V г - Vi

(Г

100%. V,

60Из данных таблицы следует, что

погретиность с1 не превьдиает 1,0% при отклонении сечений прутков от номинального i20% (за номинальное принимается сечение прутка с диамет65 ром dj).

Для прутков из сплавов ХН77ТЮР и ХН73МБТЮ получены характеристики К V(X), аналогичные кривым фиг.2,

Использование предла1лемого способа позволяет уменьшить на 5% расход металла при получении заготовок из кованых прутков; повысить производительность штамповочного оборудования и увеличить стойкость штампов за счет сокращения числа ударов при штамповке ввиду уменьшения припуска на объем заготовки; уменьшить на 10-15% объем механической обработки поковок, получаемых штамповкой и закрытых штампах, когда весь избыток металла заготовки остается в поковке.

Формула изобретения 1. Способ дозирования объема металлических заготовок путем возбуждения вихревых токов в прутке при его введении в преобразователь и отделения мерной заготовки от прутка, отличающийся тем, что, с целью повынения точности дозирования, пруток вводят в преобра зователь до достижения квадратом коэффициента связи значения, соответствующего заданному объема заготовки и находимого по заранее установленной для данного преобразователя экспериментёшьной зависимости между квадратом коэффициента связи и объемом заготовки, а отделение заготовки от прутка осуществляют по плоскости, отстоящей от преобразователя на постоянное для всех заготовок данного объема расстояние, при этом квадрат коэффициента связи определяют по формуле ., м ; Г Unpi где М - взаимная индуктивность пру ка и преобразователя; пр индуктивность преобразователя без прутка индуктивность контура вихревых токов прутка. по п. 1, отличаюм, что концевую часть ящуюся в преобразоватепо плоскости, отстояазователя на расстоя-i - -t S 2. площади сечений двух прутков, из которых первая является наибольшей, а вторая наименьшей из ряда сечений, применяемых для получения заготовок заданного объема; экспериМентально определяемые глубины погружения прутков с сечениями S и S 2 в преобразователь, на которых квадрат коэффициента связи принимает значение, соответствующее заданному объему заготовки. ики информации, нимание при экспертизе Франции I 2032337, 00, 1970 (прототип).