Устройство для автоматического регулирования положения обечайки

ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпчбликовано 15.03.82. Бюллетень10 ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.03.82(72) Авторы изобретения де 6:О. А. Мельников, Л. И. Сачук, В. А. Житный и М Гункевйчю -"-=а Волгодонской филиал Всесоюзного нроектно.конструкторского,технологического института атомного машиноац.с 1 ения и котлостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЕЧАЙКИИзобретение относится к автоматизации сварочного производства и может быть использовано при сварке кольцевых швов обечаек реакторного оборудования, барабанов котлов, изделий нефтехимической промышленности на роликоопорных стендах.Известно устройство для компенсации осевого смещения, использующее опорный ролик, устанавливаемый в контакте с кромкой обечайки, который механически ограничивает ее осевое смещение 1.Недостатки этого устройства заключаются в том, что ролик механически повреждает кромку обечайки, в контакте с которой находится. Скорость вращения обечайки из-за действия сил трения между роликом и обечайкой не постоянна, что приводит к изменению режима сварки и снижению качества шва. В с,.лчае обработки тяжелых обечаек, ролик и соответствующая система его крепления получаются тяжелыми, крупногабаритными и на их установку тратится много времени.Известно также устройство для компенсации осевого смещения обечайки, в котором изменяют угол наклона одного из двух холостых роликов по отношению к вертикальной плоскости вращающейся обечайки 2),Недостатком этого устройства являетсято, что оно требует постоянного контроля со стороны оператора, ручного управления роликами. Кроме того, дрейф обечайки находится в слишком большом допуске.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования положения обечайки, содержащее роликоопор ный стенд, датчик осевого смещения и последовательно соединенные датчик положения механизма, углового перемещения, первый блок сравнения, первый усилитель, второй блок сравнения, датчик углового положения одного из роликов роликоопорного стенда, второй усилитель электрогидравлический сервоклапан, управляющий подачей питания от гидравлической станции к гидро- цилиндру, механизм углового перемещения ролика 3.20 Недостатком такого устройства являетсято, что оно не обеспечивает необходимой точности и надежности компенсации осевого смещения из-за того, что при обработке крупногабаритных изделий, например изделий АЭС, допуск на перпендикулярность торцов обечайки ее оси может достигать до 10 мм, что значительно больше, чем допуск на величину осевого смещения при сварке на роликоопорах (1 - 2 мм), Кроме того, при монтаже системы из двух и более обечаек это положение еще более осложняется. В результате устройство принимает биение торца обечайки за осевое смещение самой обечайки. Это приводит к ложному срабатыванию системы и к недопустимо боль. шой погрешности,Цель изобретения - повышение точности и надежности компенсации осевого смещения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования положения обечайки, содержащее роликоопорный стенд, датчик осевого смещения и последовательно соединенные задатчик положения механизма углового перемещения, первый блок сравнения, первый усилитель, второй блок сравнения, второй усилитель, электрогидравлический сервоклапан, управляющий при помощи гидро- цилиндра механизмом углового перемещения ролика, а другой вход второго блока сравнения соединен с датчиком углового положения ролика, введены последовательно соединенные дополнительный датчик осевого смещения, инвертирующий усилитель, пере- множитель сигналов и интегратор, а также неинвертирующий усилитель, при этом через последний датчик осевого смещения соединен с перемножителем сигналов, а выход интегратора соединен с одним из входов первого блока сравнения. Кроме того, датчики осевого смещения установлены с противоположных сторон свариваемой детали.На чертеже представлена стуруктурная схема устройства для компенсации осевого смещения изделия.Устройство содержит задатчик 1 положения механизма углового перемещения, первый блок 2 сравнения, первый усилитель 3, второй блок 4 сравнения, второй усилитель 5, электрогидравлический сервоклапан 6. гидравлическую станцию 7, интегратор 8, датчик 9 углового положения, механизм 10 углового перемещения, гидро- цилиндр 11, инвертирующий усилитель 12, перемножитель 13 сигналов, неинвертирующий усилитель 14, датчики 15 и 16 осевого смещения. Выход задатчика 1 положения механизма углового перемещения подключен к одному из входов первого блока 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора 8. Выход первого блока 2 сравнения последовательно через первый усилитель 3 подсоединен к одному из входоввторого блока 4 сравнения, другой вход которого подключен к выходу датчика 9 углового положения. Выход второго блока 4 последовательно через второй усилитель 5 соединен с электрическим входом электрогидравлического сервоклапана 6 управляющего подачей питания от гидравлической станции 7 к гидроцилиндру 11, который связан с механизмом 10 углового перемещения.С этим же механизмом связан и датчик 9 углового положения. На роликоопорном стенде 18 установлена обечайка 17, против торцов которой располагаются датчики 15и 16 осевого положения, выходы которых соединены соответственно с неинвертирующим 14 и инвертирующим 12 усилителями.Выходы усилителей подключены к перемножителю 13 сигналов, выход которого, в свою очередь, соединен со входом интегратора 8.Работу устройства для компенсации осевого смещения изделия необходимо рассматривать для двух случаев; торцы обечайки идеально перпендикулярны к оси вращения обечайки; реально всегда существует тот или иной допуск на перпендикулярность торцов к оси вращения, причем эта перпендикулярность увеличивается при монтаже обечаек, Кроме того, на датчики осевого положения дополнительно действуют различные случайные факторы, снижающие точность слежения.Рассмотрим работу устройства в первом 2 з случае. На роликоопорный. стенд 18 устанавливается обечайка 17, против торцов которой устанавливаются датчики 15 и 16 осевого положения. При помощи задатчика 1 положения механизма углового перемещения зепроизводится установка исходного состояния механизма 10 углового перемещения и настройка нуля датчика 9 углового положения.Затем производится юстировка нуля датчиков 15 и 16 осевого положения.Далее обечайка 17 при помощи моториз зованной пары роликов роликоопорногостенда 18 приводится во вращение. При этом под действием различных факторов она получает осевое смещение, которое регистрируетсядатчиками 15 и 16 осевого положения, так как по отношению к этим датчикам.обечайка смещается в различные стороны, то сигналы на их выходах находятся в противофазе. Эти сигналы усиливаются инвертирующим 12 и неинвертирующим 14 усилителями, в результате чего они станом вятся синфазными и поступают на перемножитель 13 сигналов, С выхода пере- множителя 13 сигнал смещения обечайки через интегратор 8 подается на один из входов первого блока.2 сравнения; на другой вход которого приходит сигнал с задатчика положения механизма 1 углового перемещения, Возникающий сигнал ошибки усиливается йервым усилителем 3 и поступает на вход второго блока 4 сравнения, на другой вход которого подается сигнал с датчика 9 углового положения, связанного с механизмом 10 углового перемещения. Сигнал выхода второго блока 4 сравнения после усиления вторым усилителем 5 управляет работой электрогидравлического сервокла912428 овский , Корректо Подписно Составитель Г, Ча Техред А. Бойкас Тираж 1151 Редактор И. КасардЗаказ 1247/19 Пономаре ВНИИПпо13035, Млиал ППП И Государстведелам изобреосква, Ж - 35Патент, г. нного коенийиРаушскУжгород,митета открыт ая наб ул. П ектн пана 6, регулирующего подачу питания от гидравлической станции 7 к гидроцилиндру 11, который, в свою очередь, изменяет положение механизма 10 углового перемещения таким образом, чтобы обечайка 17 получала осевое перемещение, противоположное первоначальному.Во втором случае предположим, что при вращении обечайки не происходит ее осевого смещения. Тогда датчики 15 и 16 осевого смещения воспринимают только биение тор-цов обечайки 17, принимая его за осевое ф смещение. Но так как биение каждого торца происходит независимо друг от друга, а влияние случайных факторов на датчики также не коррелированы, то рационально использовать алгоритм определения функции взаимной корреляции двух случайных процессов тК(т.) - - , / Г,, ( + -.) а,огде Й(ь) - функции взаимной корреляции;и ГФ)-сигналы на выходе соответствен йно первого и второго датчика;Т - постоянная времени интегратора;7- -величина задержки сигнала одного из датчиков. Эту величину принимает равной нулю, т, е.не вводим дополнительной задержки сигнала.Обработка сигналов датчиков по такому алгоритму существенно снижает уровень паразитного сигнала от биения торцов и воздействия случайных факторов, что павы шает точность и надежность работы устройства; Формула изобретения1. Устройство для автоматического регулирования положения обечайки, преиму- З щественно при сварке, содержащее роликоопорный стенд, датчик осевого смещения и последовательно соединенные задатчик положения механизма углового перемещения, первый блок сравнения, первый усилитель, второй блок сравнения, второй усилитель, электрогидравлический сервоклапан, управляющий при помощи гидроцилиндра механизмом углового перемещений ролика, при этом один вход второго блока сравнения соединен с датчиком углового положения ролика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности компенсации осевого смещения, в устройство введены последовательно соединенные дополнительный датчик осевого смещения, инвертирующий усилитель, перемножитель, сигналов и интегратор, а также неинвертирующий усилитель, при этом через последний датчик осевого смешения соединен с перемножителем сигналов, .а выход интегратора соединен с одним из входов первого блока сравнения. 2, Устройство по и. 1, отличающееся тем, что датчики осевого смещения установлены с противоположных сторон свариваемой детали,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Технология изготовления тяжелых компонентов для центральных ядерных станций. 23-й конгресс в Риме Ядерная техника для промышленного прогресса. 6 - 17 марта 198, с. 11.2. Там же, с, 12.3. Сервосистема для антидрейфа обечаек. Руководство по уходу и обслуживанию фирмы Вгеда Теппогпессап 1 са,Италия (прот,отип).