Устройство для программной закалки длинномерных изделий

(19 р (И 1 р р. ЕТЕ ГОсУДАРствер;(ный нОмитет сс ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) пермский политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 749918 р кле С 21 В 1/82 р 1978(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОЙ ЗАКАЛКИ. ДЛИННОИЕРНЫХ ИЗДЕЛий, содержащее подъемный механизм, импульсный датчик перемещения, счетчик импульсов, программный:блок частоты, реверсивный счетчик и регулятор скорости, причем выход подъемного механизма через импульсный датчик перемещения соединен с вичитающим входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу регулятора скорости, подключенного к подъемному ме. ханизму, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества закалки, в него введены измеритель температуры, блок разности частот, три схемы И и триггер, причем прямой выход триггера соединен а первым входом первой схемы И, выход которой подсоединен к суюжрующему входу счетчика импульсов, инверсныйвыход триггера соединен с установоч-. ным входом счетчика импульсов и первым входом второй схема И, выход которой соединен с вычитавщим входом счетчика, импульсов, вторые входы первой и второй схемы Й соединены с выходом импульсного датчика перемещения, выход счетчика импульсов . соединен с входом триггера и с,пер" вым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с инверсным выходом триггера, вюсод третьейсхе-. ф мы И подсоадинен к входу пРограммного блока частоты и к входу измерителя температурыр выход измерителя температуры .соединен с первым входом блока разности частот, второй вход которого соединен с выходом програминого. блока частоты, а выход блокаразности частот соединен с суйми- рующим входом реверсивного счетчика, установочный вход которого.соеднненс инверсным выходом триггера; юрИзобретение относится к техникезакалки длинномерных изделий, например труб, валов переменных сечений в баке с жидкостью, и может бытьиспользовано в металлургическойпромышленности. 5Наиболее близким к.изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для программной закалки,в котором с целью получения необходимой степени закалкипо высоте закаливаемого изделия, имеющего переменную конусность, использованы им.пульсный датчик перемещения, сигналкоторого через счетчик импульсов пе.реключает программный блок частоты, 15кроме того, выход импульсного датчика перемещения поступает на один извходов реверсивного счетчика, на второй вход которого поступает сигнал спрограммного блока частоты, разностный сигнал на выходе реверсивногосчетчика управляет регуляторомскорости. Регулятор скорости соединен с подъемным устройством, выходкоторого соединен с входом импульсного датчика перемещения. Применениев этой схеме счетчика импульсов, навход которого поступают сигналы симпульсного датчика перемещения, авыходной сигнал счетчика импульсовуправляет программным блоком частоты,30позволило повысить точность подцержания заданного режима закалки за счетточного задания технологическойпрограммы извлечения изделий 1.В известном устройстве скорость 35подъема иэделия зависит от сигналана выходе реверсивного счетчика. Впроцессе закалки очень важно знатьтемпературу, до которой охлаждалисьучастки заготовки, и именно по скорости охлаждения температуры сечений производить расчет технологического режима. учесть при расчетевсе причины, иэ-за которых можетпроизойти изменение скорости охлаж"дення температура воды и воздуха 45в закалочном баке, температура нагрева изделия в печи, температура окружающей среды и др.), невозможно и этоприводит к снижению качества закал"ки. 50Поэтому необходимо замерять тем-.пературу в определенных сечениях ипо этому сигналу вводить поправку,т.е. изменять скорость вытяжки изделия,Однако устройство не позволяетэтого сделать.Целью изобретения является повышение качества закалки длинномерныхиэделий. 60Эта цель достигается тем, чтоустройство для программной закалки длинномерных изделий, содержащееподъемный механизм, импульсный датчик перемещения, счетчик импульсов,. 65 программный блок частоты, реверсивный счетчик и регулятор скорости,причем выход подъемного механизмачерез импульсный датчик перемещениясоединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход которогосоединен с входом регулятора скорости, подключенного к подъемному мехаиизму, в него введены измерительтемпературы, блок разности частот,три схемы И и триггер, причем прямойвыход триггера соединен с первым входом первой схемы И, выход которойподсоединен к суммирующему входусчетчика импульсов, инверсный выход;триггера соединен с установочным входом счетчика импульсов и первым входом второй схемы И, выход которойсоединен с вычитающим входом счетчика импульсов, вторые входы первойи второй схемы И соединены с выходом,импульсного датчика перемещения,выход счетчика импульсов соединен свходом триггера и с первым входомтретьей схемы И, второй вход которойсоединен с инверсным выходом триггера, выход третьей схемы И подсоединен к входу программного блока частоты и к входу измерителя температуры,выход измерителя температуры соединенс первым входом блока разности частот, второй вход которого соединенс выходом программного блока частоты, а выход блока разности частотсоединен с сумнщрующим входом реверсивного счетчика, установочный входкоторого соединенс инверсным выходомтриггера,На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства для программнойзакалки длинномерных изделий, нафиг. 2 - то же, счетчика импульсови триггера; на фиг. 3 - то же, программного блока частоты; на фиг. 4 то же, измерителя температуры.Устройство для программной закалки длинномерных иэделий содержитподъемный механизм 1, импульсныйдатчик 2 перемещения, первую 3,вторую 4 и третью 5 схемы И, триггерб, счетчик 7 импульсов, программныйблок 8 частоты, измеритель 9 температуры, блок 10 разности частот,реверсивный счетчик 11, регулятор12 скоростиИмпульсный датчик 2 перемещенияможет быть, например, индуктивным,работающим на срыве генерации припрохождении над магнитной системойдатчика зубьев зубчатого колеса,связанного с валом двигателя подъемнсго механизма. Число. зубьев колесаопределяется требуемой точностьюзамера перемещения. Счетчик 7 представляет собой систему реверсивных счетчиков 13 (схе-мы ИЕ-б)с дешифраторами 14, коммутатор 15, схемы 16 совпадения 1 схемы И)1и схемы 17 суммирования фиг. 2). тупая в распределитель, включает втоВначале при опускании иэделия рое реле 30 (контакт 33) и одключасчетчики 13 .работают в режиме сумми- ет термопару 27 к входу усилителя 28,рования, котбрый устанавливается выход которого соединен с входом.привключении питания:системы, при преобразователя 29, например мультиэтом на прямом выходе триггера 6 5 вибратора Роера, частота которогоустанавливается ф 1 1, а на инверсном- пропорциональна усиленной ЭДС термо-."ОнВ результате входные импульсы пары. Третий входной импульс черезс,датчика перемещения поступают че- распределитель включает третье релерез первую схему разрешения на сум- . 30 и к входу усилителя подключаетмирующий вход счетчика импульсов. 10.ся вторая термопара 27 и т, д, ВыВыходЫ счетчиков 13 соединены с бор термопар производится по порядку,соответствующими .входами дешифрато- так как они расположены по длинеров 14 схемы ИД; выходы которых изделия, и входные импульсы в блокпоступают в коммутатор 15, На схе- иэмерителя температуры поступают помах 16 совпадения набираются числа, 5 мере извлечения иэделия. Реле 30соответствующие длине Изделия, при- сработанопостоянно, а остальныечем число, набранное на схеме 16 реле срабатывают при приходе соот-,выход А .коммутатора 15), соответст- ветствующего входного импульса, извует полному погружению, При опус- .них в каждый момент. времени включекании изделия все схемы 16 закрыты 2 О но только одно реле.уровнем запрета с инверсного выхода Счетчик 11 - реверсивный напритриггера 6 и только при наборе счет- мер ИЕ,чиком числа, соответствующего полно- Регулятор 12 состоит иэ нескольму погружению изделия, срабатывает ких тиристорных коммутаторов, притриггер 6 и разрешается работа всех включении каждого иэ них шунтируетсхем 16. .: ся та или иная часть сопротивления,25Триггер 6 - триггер К 5 -типа. включенного в роторную цепь двигатеПрограммный блок 8 частоты (.фиг,Эу ля. В зависимости от комбинации насостоит из генератора 18, системы . выходе счетчика 11 включается опресчетчиков 19, дешифраторов 20, ком- деленный коммутатор.мутатора 21, схем 22 совпадения, де- ЗО Сборка эакаливаемых длинномерныхшифратора 23 участков, счетчика 24 изделий содержит адно балластное. Участков, схемы 25 суммирования, изделие, Перед нагреванием в печитриггера 26. в балластное изделие встраиваютсяВ коммутаторе и схемах 22 совпа" термопары в определенных сеченияхдения набираются коэффициенты, на 35 и провода от термопар через специаль.ко торые должны делиться частота ге- ную трубу выводятся наружу. Глубинаеляется аснератора 18. Выходная частота с триг" эачеканки термопар определяется ргера 26 соответствует частоте за- четным путем. При закалке длинномердания программного блока частоты. ных полых изделий термопара зачеканиИмпульсы со счетчика импульсов О вается на уровень половины толщинычерез третью схему И устройства для стенки изделия и процесс извлеченияпрограммной закалки поступают на ведется с коррекцией по температуресчетчик 24 участков. При приходе этого сечения. Точность зачеканкипервого импульса, поступающего в .термопар определяет точность ведениясчетчик 24 участков,.появляется еди-, процесса охлаждения закаливаеэох45ничный уровень на первом выходе де- . длинномерных изделий. Башифратора 23 и.открывается первая изделие находится в тех же условиях,схема 22 совпадения, а все осталь-. что и основные закаливаеьые изделия,ные схемы 24 заперты. поэтому по его охлаждению можно су"дить об охлаждении других изделий.Измеритель 9 температуры Фиг59 Блок 10 разности частот собРан,состоит йэ блока 27 термопар Уси- например на основе триггера. Если влителя 28 постоянного тока и преобра- базовую цепь одного плеча триггеразователя 29 напряжение-частота.29, . подать сигнал с одной частотой, а вблока 30.реле, распределителя 31 ф базовую цепь другого плеча - с другойконтактов 32-36. Первый входной им частотой, то частота сигнала, снимапульс со счетчика импульсов - сигнал емого,с любого. выхода триггера, равсо схемы 16 через схему 17 и третью на разности входных частот.схему И устройства для программнойзакалки - поступает на распределитель Устройство работает следующими включается первое реле ЭО, ста- . образом,в лючаю ая балластновящееся на с амоблокировку кон Сборка изделий, включающаяалкой станавтакт . онтакт32) К Э 6 реле подключа" ное изделие, перед закалко уто ый за анее опре"ет выход из мерителя температуры к од- ливается на некотор , з рв нь н эакалочным баному иэ вх одов блока разности частот деленный уровень адчается питание всей систеВторо входй ной импульс со схемы 16ком и включаетсячерез схему 17 и третью схему И, пос мы. При этом триггер у6 станавливает 1016385ся в ф 1" и открывается первая схемс3 И, закрываются вторая и третья схемы 4 и 5 И,.запрещается работа ревер-.сивного счетчика 11 и схем 16 счетчика импульсов.Далее нагретые иэделия опускаютсяв бак с жидкостью подъемным механизмом 1. Сигнал с импульсного датчика2.перемещения поступает на суммирующий вход счетчика 7 импульсов через открытую первую схему. 3 И, Полнее опускание изделий в бак фиксируется срабатыванием схемы 16 и перебросом триггера в "0". Подъемныймеханизм 1 останавливается оператором .и далее процесс извлечения ведется автоматически. При перебросетриггера в "0 ф открываются вторая и третья схемы 4 и 5 И,схемы. 16счетчика импульсов и разрешается работа реверсивного счетчика 11, запрещается работа первой схемы 3 разрешения, т. е. счетчик 7 импульсов переключается на режим вычитания, Сигнал со счетчика 7 поступает на вход программного блока 8 частоты через схему 5, на выходе которого появляется определенная частота задания, поступающая на первый вход блока 10 разности частот. На второй вход блока 10 поступает сигнал с измерителя 9 температуры, Частота импульсов на выходе измерителя пропорциональна температуре сечения изделия. Причем при включении измерителя 9 частота импульсов на выходе измерителя пропорциональна тем пературе сечения изделия. Причем . при включении измерителя 9 частота на его выходе пропорциональна ЭДС термопары, помещенной в первом от поверхности жидкости в баке участке , щ закаливаемого иэделия, Поэтому в блок разности частот задается корректирующий сигнал для первого ( к уровню воды) участка изделия. Сигнал с выхода блока 10 поступает на сум мирующий вход реверсивного счетчика 11, при этом сигнал с выхода счетчика 11 поступает на вход регулятора 12 скорости, управляющего подъемным механизмом 1. Двигатель начинает разгоняться и поднимает .сборку изделий. При подъеме сигнал с датчика 2 . поступает через блок 4 на вычитающий вход блока 7 и на вычитающий вход блока 11. Число на выходе блока 11 поступает на регулятор 12 и устанав ливается определенная скорость подъема. Чем выше температура поднимаемойчасти изделий, тем вьпае частота сблока 9, тем меньше сигнал с блока10. В результате подъем осуществляется медленнее. Счетчик 7 импульсов выдает сигналпри наборе определенных чисел (срабатывают соотзетствующие схемы 16) . Числа соответствуют технологическойпрограмме и определяют места изменения конусности,при закалке изделий с переменной конусностью илиместо изменения сечения при .закалкеиэделий со ступенчатым изменением сечения. При вычитании в блоке 7 набирается второе определенное число и выдаЕтся сигнал на переключениечастоты заданйя блока 8. При этомпереключается и канал измерителя 9температуры 1 включается сигнал с термопары, встроенный в сечении, находящемся на втором участке изделия),.На выходе измерителя 9 появляетсячастота, пропорциональная ЭДС термопары, замеряющей температуру на втором участке Чем больше температура.второго участка, тем больше частотас измерителя 9 и тем меньше частотана.выходе блока 10 .разности частот,поступающая на блок 11, и, наоборот,при меньшей температуре частота с блока 9 меньше и больше частрта задания с блока 10. При. этом меняется выходной сигнал счетчика 11, поступающий на вход регулятора 12,и меняется скорость вытяжки. При изменении текущей скорости изменяется частота сигналов с датчика 2, поступающая. на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, и на выходе счетчика 11 устанавливается число, определяющее скорость вытяжки. Сборка изделий поднимается.медленнее (,быстрее) и большее (.меньшее) время находится в закалочной жидкости. Таким образом, корректирующий сигнал блока 9 позволяет ввести поПравку по температуре и более качественно проводить процесс закалки.При наборе следующего определенного числа счетчиком Ь происходитвновь переключение частоты в блоке 8 и канала в блоке 9, меняется сигнал на выходе блоков 10 - 12, устанавливается новая скорость вытяжкид.