Устройство для программной закалки длинномерных изделий

/Союз СоветскнаСоциалистическимиРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 1706,80 (21) 2941129/22-02с присоединением заявки Мо(У)М Кд 3 С 21 О 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Пермский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОИ ЗАКАЛКИ ДЛИННОИЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к технике закалки крупногабаритных длинномерных иэделий, например труб и валов переменных сечений,в водяном баке и может быть использовано в металлургической промыаленности. По.основному авт.св. 9 708457 известно устройство для программной закалки длинномерных изделий в резервуаре с изменяющимся уровнем жидкости, в котором для получения надлежащей степени закалки по высоте закаливаемого изделия, имеющего переменную конусность,.использован блок датчиков дискретного изменения конусности сечения, подающий соответствующие сигналы на програмкный блок, который выдает задание на регулятор скорости, регулятор скорости воздействует на подъемный механизм, изменяя скорость подъема изделия согласно технологической карте, Для измерения изменяющегося уровня закалочной жидкости в процессе закалки н соот- . ветствующей коррекции заданной программы закалки. устройство содержит блок коррекции, выход которого соединен с блоком датчиков дискретного изменения конусности изделия 1. Известное устройство реализуетзаданный режим охлаждения изделийбеэ учета изменяющейся в процессе 5 закалки температуры охлаждающей жид-кости. Известно, что исходная температура жидкости и температура ее в.конце закалки имеют разные значения (в процессе закалки температура жидкости поднимается за счет отдаваемого тепла закаливаемым изделием), поэтому нижние участки заготовки недоохлаждаются, т.е. не обеспечивается главный Фактор, определяющий получение требуемых физико-механических свойств, - температура и равномерность ее по длине и сечению заготовок. В целях обеспечения равномерного охлаждения, а следовательно, и получения высокого уровня комплекса механических свойств и их стабильности по длине заготовки, необходимо измерять температуру эакалочной жидкости в процессе закалки с последующей коррекцией режима охлаждения.Цель изобретения - повышение качества закалки длинномерных иэделий.Поставленная цель достигается тем,что в устройство .для программной З 0 закалки длинномерных иэделий, содер 908866жащее подъемный механизм, выход которого соединен а первым входом блокадатчиков дискретного изменения конусности, который через программныйблок соединен со входом регулятораскорости, а выход регулятора скорости - со нходом подъемного механизма,блок коррекции по уровню .эакалочнойжидкости, ныход которого соединенсо вторым входом блока датчиковдискретного изменения конусности из,делия, введен блок коррекции по тем-пературе закалочной жидкости,выходкоторого соединен с программным блоком скорости.На чертеже приведена структурнаясхема устройства для программной15закалки длинномерных иэделий.Устройство содержит подъемный механизм 1, блок 2 датчиков дискретного и:менения конусности, программныйблок 3, регулятор 4 скорости, блоки 5 20и 6 коррекции.Подъемный механизм 1 включает исебя лебедку 7 подъема, привод которой осущестнляется через регулятор 8асинхронным двигателем с фазным рото - 25ром 9.Блок 2 датчиков может представлять, к примеру, набор индуктивныхдатчиков 10, расположенных по окружности диска 11. Принцип индуктивных 30датчиков основан на срыве генерациипри введении в прорезь датчика диамагнитной стрелки 12, механическисвязанной с подъемным механизмом 1через редуктор 13. Требуемый температурный режим с учетом измененияконусности задается соответствующимрасположением датчиков 10 по окружности диска 11,Программный блок 3 задает закон 4 Оизменения скорости согласно сигналам с блока датчиков изменениядискретности конусности.Для управления регулятором 4 может быть использован, к примеру, вертикальный метод управления. В этомслучае блок 3 должен содержатьгенератор линейно изменяющегося напряжения, перестраивающийся источник постоянного напряжения, нуль-орган. На второй вход нуль-органа присрабатывании очередного датчика блока 2 подключается соответствующейвеличины напряжение задания от источника постоянного напряжения. В мо- .мент равенстна напряжения пилообразной Формы и напряжения задания с выхода куль-органа на блокинг генератор подается запускающий импульс. Витоге блокинг-генератор открываетна определенный угол тиристоры регу- Ялятора 4 и двигатель подъемного механизма 1 развивает соответствующуюскорость. При срабатывании следующего датчика блока 2 к нуль-органу блока 3 подключается напряжение задания другой величины, в результате изменяется угол зажигания соответствующих тиристоров, регулятор 4 и.двигатель подъемного механизма 1 переводится на другую скорость.Регулятор 4 скорости содержитнесколько тиристорных коммутаторовпри включении каждого иэ которых шунтируется соответствующая часть роторного сопротивления двигателя подъемного механизма 1.Блок 5 коррекции предполагаетналичие датчика 14 уровня, усилительного элемента и исполнительного механизма, В качестве датчика уровняМожет быть использован, например,поплавковый реостатный датчик, выходное напряжение которого изменяетсяпропорционально, изменению уровня ноды в баке. В качестве усилительногоэлемента используют электронный усилитель, а в качестве исполнительного механизма - электродвигатель типа РД.Блок б коррекции должен иметь всвоем составе датчик 15 температуры,установленный и закалочном баке ипреобразователь 16.Измерение температуры охлажлающейжидкости в процессе закалки можетосуществляться непрерывно либо дискретно. Способ измерения определяеттип используемого датчика температуры. При непрерывном измерении в качестве датчиков могут использоваться, к примеру, термореэисторы, термопары и т.д., при дискретном - например, термопары ртутные термостатноготипа,Дискретный способ измерения предлагает использование в качестве датчика температуры набора ртутных термометров термостатного типа, особенностью которых является их ком-.мутационная способность. Требуемаятемпература коммутации задается установкой подвижного контактартутного столба. При достижении температуры настройки ртуть, замыкаясьс установленным на этом уровне контактом, коммутирует внешнюю цепь,.подключенную к этому контакту и ртутному столбу, Каждый из термометровдатчика 15 настраивается на конкретнуютемпературу с определенным шагом. Маг,настройки определяет точность выполнения программы охлаждения закаливаемого изделия.Преобразователь 16 преобразуетсигналы с датчика 15 в направлениикоррекции для программного блока 3.Преобразователь 16 может быть реализован, к примеру, на рылейных элементах. Каждое реле преобразователя 16 управляется соответствующимтермометром датчика 15. С ростомтемпературы охлаждающей жидкости нустановлеином порядке срабатывают65 реле, уменьшая напряжение задания для нуль-органа блока 3.Система функционирует следующим образом.Перед началом закалки вводятся следующие програьюы:- в блок 2 дискрет конусности иэ.делия (да чик 10 определенным образом размещается на диске 11);в программный блок 3 скорость подъема (выставляются эталонные напряжения для нуль-органа);в блок б коррекции по температуре коррекция скорости извлечения изделия (каждый из термометров датчика 15 настраивается на конкретную температуру)Далее включается питание. для всей .,системы. Затем оператор, пользуясь ручным управлением подъемного механизма, производит погружение нагретой заготовки в закалочную среду. По завершению поГружения срабатываетпервый датчик 10 блока 2. По сигналу этого датчика разблокируются всеостальные датчики, на пульте оператора загорается сигнальная лампочкаОстановф и прекращается опускание. Кроме того, по сигналу с блока 2программный блок 3 формирует соответствующий закон изменения скорости,включая определенный коммутатор регчлятора 4Осуществляется извлечениеизделия из закалочной среды с определенной скоростью на заданную величину, По мере извлечения изделия иэводы, диамагнитная стрелка 12, жестко связанная через редуктор 13 с механизмом подъема 1, перемещается понаправлению к очередному, второму,датчику 10 блока 2. При достижениистрелкой прорези второго датчика свыхода блока 2 датчиков дискретногоизменения конусности выдается сигнал в программный блок 3. В результатеизменяется сигнал задания, поступающий в блок регулятора 4 скорости,по которому включается соответствующий тиристорный коммутатор и меняется скорость. Таким образом, осуществляется изменение скорости при подъеме изделия в местах изменения конус- ности, которым соответствует распо-: ложение датчиков 10 на диске.Изменяющийся в процессе закалки уровень воды измеряется датчиком 14. Сигнал с реостатного поплавкового датчика 14 усиливается и поступает на блок 5 коррекции, который осуществляет поворот диска 11 навстречу перемещающейся диамагнитной стрелке 12. В результате диамагнитная стрелка достигает очередного датчика раньше и, следовательно, перевод на другую скорость подъемного механизма осуществляется с упреждением.Изменение температуры охлаждающей жидкости в процессе закалки дискретно фиксируется термометрами датчика 14, каждый иэ которых при достижении программной температуры коррекции включает определенное реле блока преобразователя. При каждом срабатывании очередного реле через его контакты в блоке 3 ко входу нуль-органа подключается заведомо установленное,уменьшенное по величине, постоянноенапряжение, В результате этого программный блок 3 выдает управляющийсигнал для открытия соответствующего тиристорного коммутатора регулятора 4 на меньший угол, что приводит к понижению скорости извлечения заготовки н, следовательно, к более длительному пребыванию этого участка конусности заготовки в охлаждающей среде. Если в процессе дальнейшего извлечения этого участка иэделия температура эакалочной среды возрастает до 20 значения на которое настроен второйтермометр датчика 15, то он выдаетсигнал, по котороиу срабатывает реле, коммутируемое этим термометром,а в блок 3 к нуль-органу через кон такты этого реле подключается ещеи.ньшее напряжение задания. В результате в регуляторе 4 тиристорыкоммутатора открываются на еще мень.ший угол и скорость извлечения ещебольше уменьшается.При достижении стрелкой 12 очередного, второго, датчика 10 с блока 2в програьиный блок 3 поступает сигнал о переводе подъемного механизма 1 на другую скорость, соответствующую второму участку конусностизакаливаемого иэделия. Если в процессе извлечения иэ этого участказаготовки наблюдаются изменения температуры, датчик 15 реагирует на это 40 срабатыванием термометров, настроенных на зту температуру, а преобразователь 10 через блок 3 и регулятор 4по приведенному выше принципу изме"няет скорость подъема до нужной ве личины. Так блок 6 коррекции осуществляет коррекцию режима охлаждениякаждого участка конусности изделиядо полного выполнения программы закалки.Таким образом, вследствие введения в устройство для программной закалки длинномерных иэделий блокакоррекции по температуре достигается обеспечение. главного фактора, определяющего получение требуемых физико-механических свойств, - температуры и ее равномерности по длинеи сечению заготовок, что позволяетзначительно повысить качество закаливаемых изделий, а также уменьшить 60 процент вторичной переработки и брака. Формула изобретения устройство для программной закалкидлинномерных изделий по авт. св.Р 706457,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,сцелью повышения качества закалки из908866 Источники информации,принятые во внимание при зкспертнз 1. Авторское свидетельство СССР У 706457, кл, С 21 О 11/00, 1978.Составитель Ю.РыбьТехред С.Мигунова рректор М.Кост ктор 31.11 челинс 1 Тираж 587 ВИИИПИ осударственногопо делам изобретений 1 3035, Москва, Ж, Рауш Заказ 756 3 Проектная 101Иат г, Ужгород или делий, оно дополнительно снабженоблоком коррекции по температуре, выход которого соединен с входом программного блока скорости. Подписнокомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5