Система управления гидравлическим прессом Советский патент 1982 года по МПК B30B15/22 

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к системам управления гидравлическим прессом. Известна система управления гидравлическим прессом, содержащая насос, соединенный через блок клапанного распределения с главным гидроцилиндром и с устройством гашения ударов, выполненным в виде амортизирующих гидроцилиндров, на линии слива из которых установлен редукционный клапан, полость редуцированного давления которого соединена с подв.одом регулируемого дросселя, а управляемая пружинная полость - с отводом от регулируемого дросселя и сливом 1. Целью изобретения является повышение производительности пресса. Указанная цель достигается тем, что система управления гидравлическим прессом, содержащая насос, соединенный через блок клапанного распределения с главным гидроцилиндром и с устройством для гащения ударов, выполненным в виде амортизирующих гидроцилиндров, на линии слива из которых установлен редукционный клапан, полость редуцированного давления которого

ПРЕССОМ соединена с подводом регулируемого дросселя, а управляемая пружинная полость - с отводом от регулируемого дросселя и сливом, снабжена гидравлическим реле давления, выполненным в виде предохранительного клапана прямого действия с индикаторным стержнем, полость управления которого соединена с поршневой полостью главного гидроцилиндра, а подвод - с управляемой пружинной полостью редукционного клапана. На фиг. 1 представлена схема системы управления гидравлическим прессом; на фиг. 2 - графики изменения рабочего давления в системе; на фиг. 3 - график изменения скорости ползуна пресса. Система управления гидравлическим прессом состоит из насоса 1 с предохранительным клапаном 2 и соединенного через блок клапанного распределителя 3 трубопроводом 4 с баком 5, трубопроводом 6 с порЩневой полостью 7 главного гидроцилиндра 8, трубопроводом 9 со щтоковой полостью 10, с управляемой полостью (не показана) клапана наполнения 11 и трубопроводом 12 с амортизирующими гидроцилиндрами 13. Они установлены на ползуне 14, закрепленном на штоке 15. Плунжеры 16 пружинами 17 выдвинуты из гильз 18 в исходное положение и при ходе ползуна вниз становятся на упоры 19, расположенные в нижней поперечине 20. На ней установлена матрица 21 с листовой заготовкой 22, которую должен вырубить по линиям 23 пуансон 24. Полости 25 соединены трубопроводом 26 с полостью 27 подводимого давления редукционного клапана 28. В его корпусе 29 расположен основной запорный орган 30. Зазор между кромками 31 и 32 образует автоматический дроссель 33, за которым расположена полость 34 редуцированного давления, соединенная с подводом 35 регулируемого дросселя 36, отвод 37 которого соединен со сливом. Управляемая полость 38 с пружиной 39 соединена через демпфер 40 с полостью 34 редуцированного давления и содержит вспомогательный предохранительный клапан 41. В его корпусе 42 размещено седло 43 с запорным органом 44, пружиной 45 и с индикаторным стержнем 46, управляемая полость 47 которого соединена трубопроводом 48 с поршневой полостью 7. Конечный выключатель 49 обеспечивает остановку ползуна в верхнем положении, конечный выключатель 50 дает команду на разгрузку системы. Конечные выключатели приводятся в действие кулачками 51 и 52. На фиг. 2 изображено: 53 - графики изменения давления в системе, определяемого технологической нагрузкой при вырубке; 54 - трафик изменения давления в амортизирующих гидроцилиндрах, определяемого усилием главного гидроцилиндра; 55 - график изменения давления в главном гидроцилиндре, определяемого суммарным сопротивлением от технологической нагрузки и от амортизирующей системы. Участок 56 оси абсцисс соответствует времени холостого хода вниз, участок 57 соответствует времени внедрения пуансона в заготовку под действием веса подвижных частей, участок 58 - времени прохождения ползуном толщины заготовки (время вырубки), участок 59 - времени «скола металла, участок 60 - времени движения попзуна до конечного выключателя после вырубки, участок 61 - времени разгрузки системы. На фиг. 3 изображен график 62 скорости ползуна по циклу вырубки. Система управления гидравлическим прессом работает следующим образом. В исходном положении ползун 14 находится в верхнем положении и удерживается от самопроизвольного опускания поддерживающей системой в гидроблоке клапанного распределения 3. Запорный орган 44 вспомогательного предохранительного клапана 41 пружиной 45 прижат к седлу 43 и отсоединяет управляемую полость 38 редукционного клапана 28 от слива. Полость 38 через демпфер 40 соединяется с полостью 34 редуцированного давления, поэтому давление в них одинаковое и пружина 39 удерживает основной запорный орган 30 в крайнем нижнем положении. Расстояние между кромками 31 и 32, а значит и проходное сечение автоматического дросселя 33, максимальное. Регулируемый дроссель 36 имеет такое проходное сечение, при котором создается перепад давления не больше 0,3-0,5 МПА. При запуске электродвигателя насос 1 работает на слив через блок клапанного распределения 3 по трубопроводу 4 в бак 5. По команде с пульта управления прессом (не показан) на ход ползуна 14 вниз поддерживающая система соединяет штоковую полость 10 со сливом и ползун 14 опускается вниз под действием веса подвижных частей. Клапан наполнения 11 открывается за счет разряжения в поршневой полости 7, которая заполняется рабочей жидкостью из бака 5. Кроме того, в поршневую полость 7 через блок клапанного распределения 3 по трубопроводу 6 подается поток рабочей жидкости от насоса 1. Упоры 19 установлены таким образом, что незадолго до встречи пуансона 24 с заготовкой 22 плунжеры 16 становятся на них. Ползун 14 вместе с гильзами 18 продолжает перемещаться вниз. Жидкость из полостей 25 амортизирующих гидроцилиндров 13 вытесняется по трубопроводу 26 через редукционный клапан 28 и регулируемый дроссель 36 на слив. Величина скорости холостого хода сохраняется и на участке хода внедрения пуансона 24 в заготовку 22 (график 62 на участке за время холостого хода 56 и время внедрения 57). Работа по деформации металла соверщается за счет накопленной кинетической энергии подающих частей пресса. По мере увеличения технологического сопротивления появляется противодействующее усилие, тормозящее передвижение ползуна 14. Разряжение в поршневой полости 7 прекращается и клапан наполнения 11 закрывается, а дальнейшее движение осуществляется потоком жидкости от насоса 1. В поршневой полости 7, трубопроводе 48 и полости 47 управления индикаторным стержнем 46 увеличивается давление. При достижении величины, определяемой настройкой пружины 45, индикаторный стержень 46 отрывает запорный орган 44 от седла 43. Управляемая полость 38 редукционного клапана 28 соединяется со сливом. В дальнейшем вспомогательный предохранительный клапан 41 удерживается индикаторным стержнем в открытом состоянии, так как давление в главном гидроцилиндре сохраняется на протяжении всего рабочего хода. После открытия вспомогательного предохранительного клапана 41 редукционный клапан 28 и регулируемый дроссель 36 начинают работать как регулятор расхода, который обеспечивает расход сливаемой из амортизирующих гидроцилиндров 13 жидкости постоянным и независящим от давления в полости 27. Происходит это следующим образом. Поток сливаемой жидкости, проходя через регулируемый дроссель 36, создает между подводом 35 (или полостью 34 редуцированного давления и отводом 37, или управляемой полостью 38) перепад давления. Он воздействует на запорный орган 30 со стороны полости редуцированного давления 34, преодолевает усилие пружины 39 и перемещает запорный орган 30 вверх, вытесняя из полости 38 рабочую жидкость на слив через открытый индикаторным стержнем 46 запорный орган 44 вспомогательного предохранительного клапана 41. Расстояние между кромками 31 и 32, а значит проходное сечение автоматического дросселя 33, уменьшается, создавая сопротивление сливаемой жидкости. Давление в полости 27 (амортизирующих гидроцилиндрах 13) возрастает, т.е. перепад давления между полостями 27 и 34 увеличивается. В зависимости от этого перепада давления через автоматический дроссель 33 устанавливается определенный расход сливаемой жидкости. Если давление рабочей жидкости в полости 27 увеличивается, то соответственно увеличивается перепад давления между полостями 27 и 34, а значит увеличивается расход жидкости через авгоматический дроссель 33 и регулируемый дроссель 36. В свою очередь, перепад давления на дросселе 36 между подводом 35 и отводом 37 также увеличивается на большую величину и запорный орган 30 перемешается вверх. Проходное сечение автоматического дросселя 33 уменьшается, создавая дополнительное сопротивление потоку рабочей жидкости и уменьшая его расход за счет этого до прежней величины. Если давление в полости 27 уменьшается, то перепад давления между полостями 27 и 34 становится меньше. Соответственно уменьшается расход жидкости через автоматический дроссель 33 и регулируемый дроссель 36. Перепад давления между подводом 35 и отводом 37 уменьшается. Пружина 39 перемещает запорный орган 30 вниз, увеличивая проходное сечение автоматического дросселя 33. Сопротивление потоку рабочей жидкости уменьшается и расход через автоматический дроссель 33 увеличивается до прежней величины, которая устанавливается только настройкой регулируемого дросселя 36. При увеличении его проходного сечения автоматический дроссель 33 увеличивает расход, при уменьшении проходного сечения автоматический дроссель уменьшает расход. Максимальный перепад на регулируемом дросселе 36 может быть установлен на величину усилия пружины 39, отнесенную к площади запорного органа 30. Таким образом, редукционный клапан 28 и регулируемый дроссель 36 автоматически обеспечивают расход рабочей жидкости постоянным и независящим от давления в полости 27 (в амортизирующих гидроцилиндрах 13). На графиках (фиг. 2) участок 57 соответствует времени внедрения пуансона 24 в заготовку 22 за счет накопленной кинематической энергии. При этом амортизирующая система еще не включена. После открытия индикаторным стержнем 46 запорного органа 44 вступает в работу редукционный клапан 28. Поток сливаемой из амортизирующихся гидроцилиндров 13 жидкости создает на регулируемом дросселе 36 между подводом 35 и отводом 37 перепад давления, который воздействует на запорный орган 30 со стороны полости 34 редуцированного давления, сжимает пружину 39 и переметает запорный орган 30 вверх. Расстояние между кромками 31 и 32, а значит проходное сечение автоматическоп дросселя 33 уменьшается. Это создает опротивление сливаемой жидкости и давление в амортизирующих гидроцилиндрах увеличивается. До начала участка времени 59 происходит дальнейшее увеличение технологической нагрузки (график 53), а давление в амортизирующих гидроцилиндрах 13, трубопроводах 12 и 26 и в полости 27 редукционною клапана 28 уменьшается (график 54). Проходное сечение автоматического дросселя 33 соответственно увеличивается, поддерживая расход сливаемой жидкости постоянным, т.е. ползун 14 проходит этот участок рабочего хода с постоянной скоростью и полностью нагруженной станиной и гидросистемой. В момент «скола (разрушения) заготовки по линиям 23 резко (за 0,001...0,003 с) падает технологическое сопротивление (график 53 на участке времени 59) и соответственно этому возрастает давление в амортизирующих гидроцилиндрах 13, трубопроводах 12 и 26 и в полости 27 (график 54). Следовательно, перепад давления между полостями 27 и 34 увеличивается и, как это отмечалось, проходное сечение автоматического дросселя 33 уменьшается, поддерживая постоянным расход сливаемой из амортизирующих гидроцилиндров 13 жидкости и обеспечивая поддержание в них давления. Величина этого давления к концу «скола заготовки достигает рабочего значения, равного давлению в главном гидроцилиндре 8, т.е. станина пресса и гидросистема остаются нагруженными. Таким образом, происходит вырубка (с резким «сколом заготовки), а станина пресса и его гидросистема остаются нагруженными рабочим усилием, т.е. вырубка происходит без динамического удара. Ползун 14 продолжает движение вниз после вырубки до конечного выключателя 50 с нагруженной станиной и гидросистемой (графики давления 55 и 54 на участке времени 60). Кулачком 51 включается конечный выключатель 50. Он подает команду на сброс давления и возвратный ход ползуна 14.

Сброс давления осуществляется следующим образом.

По команде конечного выключателя 50 6JJOK клапанного распределения 3 переключает поток рабочей жидкости от насоса 1 в щтоковую полость 10. Одновременно давление подводится в управляющую полость клапана наполнения 11. Оно открывает клапан-компрессор (не показан), котор ш имеет определенной формы проходное сечение. За счет этого происходит сброс всего объема сжатой жидкости из порщневой полости 7 в бак 5. Происходит падение давления в главном гидроцилиндре 8 ц,о нуля. Соответственно падает давление в амортизирующей системе. После этого открывается основной клапан наполнения 11 1И ползун перемещается вверх, вытесняя жидкость из поршневой полости 7 через клапан наполнения 11 в бак 5. Движение продолжается до конечного выключателя 49, по команде которого гидросистема приводится в исходное положение.

Таким образом, вспомогательный предохранительный клапан 41 с индикаторным стержнем 46 и гидравлической связью его полости управления 47 с порщн евой полостью 7 главного гидроцилиндра 8 позволяет автоматически включать в работу амортизирующую гидросистему, снижающую скорость ползуна 14 в любое время рабочего хода, путем настройки пружин 45. Ее можно включить на первом участке рабочего хода при внедрении пуансона 24 в заготовку 22 до начала «скола металла. Следовательно, до включения амортизирующей системы ползун 14 перемещается со скоростью, больше рабочей скорости, а бев технологической нагрузки со скоростью, равной скорости холостого хода (график 62 и на участках времени 56 и 57) повышает производительность пресса при вырубке.

Формула изобретения

Система управления гидравлическим прессом с главным гидроцилиндром, содержащая насос, соединенный через блок клапанного распределения с главным гидроцилиндром и устройством гашения ударов во время вырубки, выполненныд в виде амортизирующих гидроцилиндров, на линии слква из которых установлен редукционный клапан, полость редуцированного давления которого соединена с подводом регулируемого дросселя, а управляемая пружинная полость - с отводом от регулируемого дросселя и сливом, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности пресса, она снабжена гидравлическим реле давления, выполненным в виде предохранительного клапана прямого действия с индикаторным стержнем, полость управления которого соединена с поршневой полостью главного гидроцилиндра, а подвод - с управляемой пружинной полостью редукционного

клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2956617, кл. В 30 В 15/00, 09.07.80

(прототип).