Способ контроля прочности брикетов и устройство для его осуществления

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК а) Е 21 С 39 00. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИй(71) Институт торфа АН Белорусской ССР и Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН Белорусской ССР (53) 622,325(088. 8)(56) 1, Берон А. И, и др. Резание угля, М., Госэнергоиздат, 1962, с. 119 в 1.2.Лиштван И. И., Короченко Г.Т. Измерение прочности торфяных брикетов. Торфяная промышленность, 1981,7, с. 9 - 10, 1981 (прототип).(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БРИКЕТОВ И УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ контроля прочности брикетов, заключающийся в определении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между частицами спрессованного материала, и сравнении его с эталонным значением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве косвенного параметра определяют удельную силу скола углов торцовой части, зафиксированных в рабочем калиброванном лотке брикетов,и сранивают ее со значением силы, соответствующей наименьшему значению прочности брикетов,и по результатам сравнения судят о их прочности. ЯО 1071745 А 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее смонтированный на общем направляющем лотке пресса узел определения косвенного параметра и связан ный с ним блок обработки сигналов,отличающееся тем, что,с целью повышения точности контроля и надежности, устройство снабжено рабочим калиброванным лотком, рычажной системой с кулачковым механизмом, резцом, датчиком положения, электроприводом, датчиком синхроимпульсов, первичным и вторичным преобразователями и блоками управления, памяти и индикации, при этом рабочий калиброванный лоток закреплен на общем направляющем лотке пресса, один конец рычажной системы, состоящей из двух шарнирно сочлененных по длине рычагов, соединен с резцом, а другой конец рычажной системы, между рычагами которой встроен первичный преобразователь, связанный с вторичным преобразователем, соединен посредством тяги с кулачковым механизмом и закрепленным на нем датчиком положения, соединенным с блоком управления, причем кулачковый механизм кинематически соединен с электроприводом, а блок управления соединен с датчиком синхроимпульсов, электроприводом и соединен,- ными между собой вторичным преобразователем и блоком памяти, выход которого подключен к блоку индикации.20 25 30 35 40 45 50 55 1Изобретение относится к приборостроению,в частности к приборам контроля прочности брикетов, полученных, например,из торфа или других сыпучих материалов, и может быть использовано для автоматизации процесса прессования.Известен способ контроля прочности каменных углейоснованный на измерении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между отдельными молекулами, макромолекулами и частицами материала. Измерение производится путем фрезерования образцов с помощью резцов или фрезы специального профиля. Возникающее при этом усилие на резце или фрезе пропорционально прочности контролируемых образцов, определяемой согласно существующим ГОСТам 11,Недостатком известного способа контроля прочности кусковых материалов, включая и брикеты, является необходимость разрушения образцов, быстрый износ резцов и фрез, что сопряжено с потерей точности контроля и низкой надежностью устройства для осуществления способа контроля.Наиболее близкими к изобретению по технической сущности являются способ контроля прочности брикетов, заключающийся в определении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между частицами спрессованного материала, и сравнении его с эталонным значением и устройство для его осуществления, содержащее смонтированный на общем направляющем лотке пресса узел определения косвенного параметра и связанный с ним блок обработки сигналов 2.Однако устройство для реализации этого способа имеет существенные недостатки, снижающие возможности его внедрения в производство и ухудшающие его метрологические характеристики,Главный недостаток заключается в необходймости фрезерования брикетов. Скоростное фрезерование (резание) сопряжено с быстрым износом зубьев фрезы и уменьшением ее диаметра (брикеты - абразивный материал), что снижает точность измерения и уменьшает надежность устройства. Поэтому для обеспечения заданной точности контроля необходимо непрерывно при. водить фрезу в работоспособное состояние, Поскольку на брикетных- заводах используются штемпельные пресса и брикетная лента движется в направляющем лотке толчками, то для исключения поломки фрезы необходимо во время движения (толчка) брикетной ленты поднимать ее вверх, т, е. производить импульсное фрезерование, что усложняет конструкцию устройства. Другой недостаток заключается в самом принципе измерения прочности путем фрезерования брикетов. В этом случае усилие на фрезе зависит от трех составляющих -от непосредственного разрушения брикетов каждым из зубьев фрезы (полезная составляющая), от усилий трения фрезы о стенки пропила и эвакуации частиц из зоны фрезерования (мешающие составляющие), Поскольку две последние составляющие являются переменными и зависят от глубины фрезерования, состояние рабочего инструмента, вида торфа и его физико-механических характеристик (влажности, зольности, степени разложения и других), то и общее удельное усилие на фрезе, являющееся функцией прочности, является переменной величиной (при постоянной прочности). При этом уменьшаются устойчивость и на дежность работы установки, существенно увеличивается погрешность контроля прочности брикетов Целью изобретения является повышение точности контроля и надежности устройства для его осуществления.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля прочности брикетов, заключающемуся в определении косвенного параметра, зависящего от силы сцепления между частицами спрессованного материала,и сравнении его с эталонным значением, в качестве косвенного параметра определяют удельную силу скола углов торцевой части, зафиксированных в рабочем калиброванном лотке брикетов, и сравнивают ее со значением силы, соответствующей наименьшему значению прочности брикетов, и по результатам сравнения судят о их прочности. Кроме того, устройство для осуществления указанного способа, содержащее смонтированный на общем направляющем лотке пресса узел определения косвенного параметра и связанный с ним блок обработки сигналов, снабжено рабочим калиброванным лотком, рычажной системой с кулачковым механизмом, резцом, датчиком положения, электроприводом, датчиком сиН- хроимпульсов, первичным и вторичным преобразователями и блоками управления памяти и индикации,при этом рабочий калиброванный лоток закреплен на общем направляющем лотке пресса, один конец рычажной системы, состоящей из двух шарнирно сочлененных по длине рычагов, соединен с резцом, а другой конец рычажной системы, между рычагами которой встроен первичный преобразователь, связанный с вторичным преобразователем, соединен посредством тяги с кулачковым механизмом и закрепленным на нем датчиком положения, соединенным с блоком управлениэ, причем кулачковый механизм кинематически соединен с электроприводом, а блок управления соединен с датчиком синхроимпульсов, электроприводом и соединенными между собой вторичным преобразова(например, бесконтактный путевой выклю 3телем и блоком памяти, выход которого подключен к блоку индикации.На фиг, 1 показана общая конструктивная схема устройства контроля прочности брикетов; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - функциональная схема блока обработки электрИческих сигналов.Устройство содержит узел определения косвенного параметра, который включает калиброванный рабочий, лоток 1, встроенный в общий направляющий лоток 2 пресса 3, рычажную систему 4,кулачковый мехаиизм 5 и привод рычажной системы, включающей понижающий редуктор 6,электромагнитную муфту 7 и электродвигатель 8. С коленчатым валом пресса связан блок синхронизации - датчик 9 импульсов синхронизации и расположенный около кулачкового механизма датчик 10 положения рычажной системы. Рычажная система включает первичный рычаг 11 с резцом 12 специального профиля, вторичный рычаг 13 с продольным пазом для размещения в нем первичного рычага 11, скобу 14 и тягу 15, соединяющую, рычаг 13 с кулачковым механизмом 5.Между рычагами 11 и 13 встроен первичный преобразователь 16 усилия скола, Рычажная система совершает колебательные движения вокруг оси 17, расположенной в заданной точке относительно лотка 1 с таким расчетом, чтобы обеспечить оптимальный угол входа резца 12 в брикеты 18, а также отклонение его в обе стороны от последних на необходимое расстояние. Брикеты прижимаются с помощью подпружиненных плат 19 и 20 в правый верхний угол калиброванного лотка 1. При этом углы брикетов, подлежащие сколу, всегда занимают заданное положение относительно оси 1 вращения рычажной системы.Блок обработки сигналов (фиг. 3) включает датчик 9 импульсов синхронизации работы устройства с движением штемпелей (коленчатого вала) пресса, датчик 10 положения кулачкового механизма 5 относительно брикетов 18 в калиброванном лотке 1, блок 21 управления, электромагнитную муфту 7, первичный 16 и вторичный 22 преобразователи усилия скола в электрический сигнал, включая схему сравнения (вычитания) текущего значения усилия скола с заданной величиной, блоки запоминания 23 и индикации 24 получаемой информации в единицах прочности. Электропривод состоит из редуктора, электромагнитной муфты и электродвигателя.Устройство работает следующим образом.Брикетная лента непрерывно движется толчками в общем направляющем лотке 2. При этом она проходит и через калиброванный лоток 1. С помощью прижимных плат 19 и 20 верхние правые углы брикетов всегада занимают строго определенное геометрическое положение относительно центра вращения рычажной системы и рабочего движения резца 12, Резец 12, закрепленный на первичном рычаге 11, вращающийся относительно оси 7 и соединенный через первичный преобразователь 16 и скобу 14 с вторичным рычагом 13, приводится в колебательное движение через тягу 15 и кулачковый механизм 5 приводом 6-8.При движении резца вниз из верхнего граничного положения он скалывает углы брикетов на постоянной заданной площади, достигает нижнего граничного положения и движется вверх до верхнего положения (цикл работы механизма). При движении резца вниз усилие скола воспринимает первичный преобразователь давления, встроенный между рычагами 11 и 13. При обратном движении последнего оба рычага остаются между собой в прежнем сочленении за счет скобы 14,Амплитуда движения резца ототносительно скалываемых углов брикетов и усилие скола обеспечиваются за счет подбора соответствующих плеч обоих рычагов и кулачкового механизма, толщины резца и глубины его внедрения в брикеты. Поскольку. при этом резец скалывает (отрывает) заданный объем последних, внедряясь в материал под заданным углом только при движении вниз (из верхнего положения), то возникающее усилие на резце пропорционально единственному усилию отрыва геометрически постоянной их части (удельное усилие скола), а следовательно, и прочности брикетов. В этом случае составляющие усилия от трения боковых стенок резца о брикеты и эвакуации сколотых кусков (падают под собственным весом и действием резца вниз) отсутствуют. Также практически отсутствует и износ резца, так как он во время скола не испытывает столь существенного трения о спресованный материал и имеет с ним непродолжительный кон-. такт. Каждое единичное измерение усилия скола производится за интервал времени, когда брикетная лента находится в неподвижном состоянии. За этот промежуток времени резец из верхнего положения должен успеть произвести скол и,вернуться в исходное положение, Следовательно, цикл измерения должен быть жестко, синхрониаирован с возвратно-поступательным движением штемпеля пресса. Для синхронизации служит датчик 9 импульсов синхронизации чатель), который срабатывает от металлического флажка, закрепленного на валу коленчатого вала пресса.В момент начала обратного хода штемпеля (верхняя мертвая точка) датчик 9 синхронизации вырабатывает электрический импульс, который посредством блока 21управления включает электромагнитную муфту 7. Муфта остается включенной до тех пор, пока датчик 1 О положения, закрепленный на кулачковом механизме 5 (фиг.2) не выдаст команду на блок 21 управления для выключения электромагнитной муфты. Датчик 10 положения вырабатывает импульс при завершении одного полного оборота кулачкового механизма 5 и выключает муфту. При этом закончиТся единичный цикл измерения и резец вернется в исходное 1 п верхнее положение. В этом состоянии он находится до начала очередного движения брикетной ленты.Усилие,при котором происходит скол углов брикетов, регистрируется первичным преобразователем 16 (датчиком давления). Вторичный преобразователь 22 преобразует усилие скола в электрический сигнал, сравнивает его с эталонным, например минимальным, усилием скола за время цикла измерения, Разница сигналов через блоки 23 запоминания подается на регистрирующий прибор, оттарированный в соответствующих единицах прочности (блок 24 индикации).Измерения производятся не при каждом цикле прессования, а периодически, например один раз в минуту или любой другой заданный интервал времени, запрограммированный блоком 21 управления. В промежутках между единичными измерениями блок 24 индикации показывает результат последнего измерения, которое за это время фиксируется на одном уровне блоком 23 запоминания.Предлагаемые способ и устройство для измерения прочности брикетов могут быть с одинаковым успехом использованы как для непрерывного контроля последних в производстве в направляющих лотках и автоматизации процессов брикетирования сыпучих материалов, так и для определения их прочности в лабораторных стационарных условиях. В этом случае брикеты вставляются в калиброванный рабочий лоток 1 (фиг. 2) вручную и фиксируются в нем с помощью прижимных плат 19 и 20.Вклю- чается в работу привод, и производится указанным образом измерение прочности. Отличие состоит только в том, что в функциональной схеме отсутствует датчик 9 импульсов синхронизации и блок 23 запоминания получаемой информации.Таким образом, предлагаемые способ и устройство для его осуществления позволяют по сравнению с известными контролировать с высокой точностью прочность брикетов в направляющих лотках на выходе из прессов и в лабораториях, при этом повышается надежность устройства из-за отсутствия износа рабочего инструмента. Внедрение их в производство позволит автоматизировать процессы брикетирования и управлять качеством готовой продукции.Составит ко Техред И. В Тираж 568 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж - 35,лиал ППП Патент, г.ль И. Фуерес Редактор В, ДанЗаказ 11563/26 ного коний иРаущскУжгород рманКорректор И. ЭрдейПодписноеитета СССРткрытийя на 6., д. 4/5ул. Проектная, 4