Автоматизированный гидроимпульсный вертикальный вибропресс

(5)5 В 21 3 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ИЕ ИЗОБРЕТЕ И К ДВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ Изоббретение относится к машинострое- Известны вибрационные прессы типа (фЦнию, а именно к конструкциям гидравличе- ИВПМ. Все вибропрессы типа ИВПМ имеют фских вибропрессов, и может быть. генератор импульсов давления, выполнениспользовано при создании оборудованйя ный по одно-либо двухкаскадной схеме идля прессования порошковых материалов с, представляющие собой автоколебательн ю,различными физико-механическими харак-",систему,Очтеристиками. , Недостатком вибропрессов типа ИВПМИзвестенвибропресссгидроприводом, является также сложность перенастройки,состоящийизстанины,поперечины - стола, для чего необходима ручная регулировкарабочего и возвратных гидроцилиндров, за- усилия пружин (регулировка величины ампдающего устройства золотника, одноходо-; литуды) и дросселя (частоты колебаний).ваго и гидравлического,Наиболее близким по технической сущгидроаккумуляторов, дросселя, напорной"Й" .; ности к заявляемому объекту является вибсливной магистралей, - ропресс-молот с системой программногоНедостатки вибропресса - конструктиь- . управления, содержащий исполнительныйная сложность, трудоемкость переналадки . цилиндр,вдальнейшем именуемый рабочимрежимов вибронагружения. цилиндром, шток которого жестко связан с 1(71) Винницкий политехнический институт (72) Р,Д,Искович-Лотоцкий и В.И.Беньковский(56) Авторское свидетельство СССР М 1366271, кл. В 21,/ 7/46, 13,05,86.(54) АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ГИДРОИМПУЛЪСНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВИБРОПРЕСС(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям вибропрессов, и может быть использовано при создании оборудования для прессования порошковых материалов, Сущность изобретения; вибровозбудитель вибропресса вы- в .г,3полнен в виде электрогидравличоского усилителя (ЭГУ) с электромеханическим преобразователем, причем вход ЭГУ гидравлически связан с напорной гидролинией, а выходы соответственно с полостью рабочего цилиндра и со .сливной гидролинией, а линия управления ЭГУ гидравлически связана с напорной гидролинией цилиндра статического прижима, причем электромеханический преобразователь ЭГУ соединен через усилитель мощности с задающим генератором частоты, Изменяя частоту следования импульсов управляющего сигнала задающего генератора частоты, можно добиваться изменения энергии, передаваемой импульсами давления, а также частоты колебаний рабочего стола. 2 ил.вибростолом, а поршневая полость соединена с генератором импульсов давления с элементами регулирования уровня давления и частоты следования импульсов, подвижную траверсу с инерционными пригрузами, цилиндр статического прижима, регулятор" инерционного пригруза, включающей манипулятор, накопитель и устройство управления, регуляторы амплитуды и частоты вибраций, содержащие электродвигатели, валы которых кинематически связаны с элементами регулирования уровня давления и частоты вибраций генератора импульсов давления, играющего роль вибровозбудителя, программируемый контроллер с пультом управления, аналогоцифровые преобразователи, операционные усилители, датчики линейных и угловых перемещений, усилители мощности, элементы коммутации перечисленных устройств, э также напорную и сливную гидролинии.Недостатком дан ного вибропресс-молота является очевидная сложность системы управления, которая, хотя и обеспечивает настройку и переналадку режимов вибронагружения, но требует большого количества электронных приборов и устройств, что ставит под сомнение степень надежности машины в целом, а тем более целесообразность использования ее в условиях серийного производства.Кроме того, даннь 1 й вибропресс рассчитан на постоянный в ходе прессования единичного изделия режим вибронагружения, обеспечиваемый системой управления, и не позволяет в ходе процесса вибропрессования варьировать частоту и амплитуду воздействия на заготовку.Целью предлагаемого технического решения является расширение технологических возможностей вибропресса и упрощение перенастройки на требуемые режимы вибронагружения,Это достигается тем, что в гидроимпульсном вибропрессе, содеркащем рабочий цилиндр, шток которого жестко связан с вибростолом, подвижную траверсу с инерционными пригрузами, цилиндр статического прижима, гидроахкумулятор, напорную и сливную гидролинии и вибровозбудитель, последний выполнен в виде электрогидравлического усилителя (ЭГУ) с электромеханическим преобразователем, причем вход ЭГУ гидрэвлически связан с напорной гидролинией, а выходы соответственно с полостью рабочего цилиндра и со сливной гидролинией, а.линия управления электрогидравлического усилителя гидравлически связана с напорной гидролиниейцилиндра статического прижима, причемэлектромеханический преобразовательэлектрогидравлического усилителя соеди 5 нен через усилитель мощности с задающимгенератором частоты.На фиг,1 показана электрогидравлическая схема вибропресса; на фиг,2 - циклограммы работы вибропресса; 2 а10 циклограмма давления; 2 б - управляющегосигнала; 2 в - перемещения стола,Инерционный вибропресс состоит изстанины 1 с колоннами 2, вибростола 3, связанного с поршнем 4 рабочего цилиндра 5,15 подвижной траверсы 6 с инерционнымипригрузами 7 и цилиндром статическогоприжима 8, шток которого жестко связан сподвижной траверсой 6, В станине 1 установлены пружины возврата 9, соединенные20 с вибростолом 3. На вибростоле 3 установлена матрица 10 с объектом обработки.Поршневая полость рабочего гидроцилиндра 5 гидравлически связана с выходом11 электрогидравлического усилителя 12, В25 состав ЭГУ входят электромеханическийпреобразователь 13,.к якорю 14 которогоприсоединена заслонка 15 дифференциального управляющего элемента 16, а такжезолотник 17 и рычаг обратной связи 18.30 Вход ЭГУ 12 гидравлически связан с напорной линией 13 насосной станции 19, в состав которой входят всасывающий фильтр20, гидронасос 21, гидроаккумулятор 22,предохранительный клапан 23, регулятор35 потока 24, гидрораспределитель 25. ВыходЭГУ соединен со сливной гидролинией 26, алиния управления 27 ЭГУ соединена с напорной гидролинией 28 цилиндра статического прижима 8, включающей40 всасывающий фильтр 29, гидронасос 30,предохранительный клапан 31, гидрораспределитель 32. В напорных линиях гидросистемы вибропресса установленыманометры 33 и 34, Электромеханический .45 преобразователь 13 злектрогидравлического усилителя 12 соединен с электроннымусилителем мощности 35, который в своюочередь соединен с задающим генераторомчастоты 36,50 Работает вибропресс следующим образом. При включении насосной станции цилиндра статического прижима гидронасос30 нагнетает рабочую жидкость в напорнуюмагистраль цилиндра статического прижи 55 ма 8, гидрорэспределитель 32 устанавливается в положение, при котором рабочаяжидкость подается в поршневую полостьцилиндра 8. Происходит перемещение штока цилиндра 8 и связанной с ним подвижнойтраверсы б вниз - создается необходимоеусилие статического прижима, регулируе- управляющий магнитный поток создает мамае с помощью предохранительного клапа- мент, вызывающий перемещение заслонки на 31. Одновременно рабочая жидкость дифференциального управляющего элемензаполняетполостьуправления 27 ЭГУ 12, на та 16 в противоположную сторону. Разбазолотник 17 последнего действуют взаимно 5 ланс гидравлического моста Э ГУ 12 уравновешивающие силы, под действием вызывает перепад давлений в торцевых какоторых он находится в среднем положе- мерахзолотниковой пары. Золотник перении. - .- мещаетсятеперь еправо, прй этом рабочаяПри включении насоса 21 он нагнетает жидкость из цилиндра 5, вытесняемая плунрабочую жидкость в напорную линию, кото жером 4, приводимым В обратйое движение рая является в начальный момент разоб- пружинами упругого возврата 9, через выщенной с рабочим цилиндром 5 ход ЭГУ 12 поступает в сливную линию 26. посредством золотнйкового перекрытияРабочий стол 3 с объектом обработки возэлектрогидравлического усилителя 12; вращается в исходноейоложеййе относи- Вследствие этого давление в гидроаккуму тельно станины 1.ляторе 22 начинает возрастать, По ростиже- Вибропресс с автоматизированной сиснйи необходимой величины давления, темой управленйя позволяет реализовать контролируемой с помощью манометра 33, различные режимы вибропрессования, включается задающий генератор частоты обеспечивая требуемую энергию, передава, сигнал которого, усиливаясь усилите емую импульсами давления, а также частоту лем мощности 35, поступает на вход элект- колебаний, Вариантность режимов вибро ромеханического преобразователя 13. нагружения обеспечивается частотой и длиэлектрогидравлического усилителя 12. На тельностью импульсовсигналауправления, обмотке преобразователя возникает управ- подаваемого на" обмотку электромеханичеляющий магнитный поток, В результате вза ского преобразователя 13 ЭГУ 12, Для наимодействия поляризующего магнитного стройки вйбропресса на требуемый режим потока, создаваемого постоянными магни достаточйо"измедлить"велйчийу "имйлйтельтами электромеханического преобразова- ностьимпульсовупРавляюйФгосигнала;-зателя 13, и управляющего 12 магнитногодаваемого генератором частотц,потока на якоре 14 последнего возникает 30 . Возможные режимы работы вибропресмомент, величина которого пропорциональ- са с автоматизированным управлением илна электрическому входному сигналу. Под люстрируют циклограммы, приведенные на действием этого момента якорь 14 электро- фиг,2 а, 2 б, 2 в, Режим максимально возможмеханического преобразователя 13 повора-. ной энергии импульса (соответствующей чивается, что вызывает смещение заслбйки 35 максимальной величине давления зарядки дифференциального управляющего элемен- гидроаккумулятора) изображен на левой чата 16. Это вызывает разбаланс гидравличе- сти фиг,2.,Режим, при котором частота увеского моста ЭГУ; 12, в результате чего. личивается-, а энергия импульса возникает перепад давлений в торцевых ка- уменьшается по сравнению с режимом макмерах золотниковой пары последнего, Зо симально возможной энергии импульса(релотник 17 перемещается влево; открывая жии пЬвышенной частоты), изображен на доступ рабочей жидкости из гидроаккумуля- правой части фиг,2. При реализации режима тора 22 к полости исполнительного гидро-"максимальной энергии, передаваемой имцилиндра 5. Происходит перемещенйе"-"йульсамйдавленйя рабочей жидкости, гидплунжера 4 с рабочим столом 3 вверх,45 роаккумулятор 22 заряжается домаксймальйого возможного давленияПри снятии импульса управлеййя уп"="Рвах 1, определяемого настройкой клапана равляющий магнитный поток на якоре 14 23 (фиг.2). При подаче с задающего генераэлектромеханического преобразователя 13 тора частоты 36 управляющего импульса станет равным нулю, золотник 17 электро +Оур (фиг,3) рабочая жидкость изгидроак-. гидравлического усилителя 12 под действи- кумулятора 22 поступает в рабочий цилиндр ем упругой силы со стороны рычага 5, что соответствует падению давления в обратной связи 18 возвратигся в исходноегйдрбаккуМуляторе 22 - участок 2 - 3(фиг,2 а) положение и перекроет доступ рабочей :и перемещенйю рабочего стола вверх - уцажидкости от гидроаккумулятора 22 к рабо сток 1 - 2(фиг;2 в). При подаче сигнала(-Оупр) чему цилиндру 5, Плунжер 4 с рабочим сто- (фиг.2 б) полость цилиндра 5 сообщается со лом 3 прекращают перемещение вверх. При" "Сливйой гидролинией 26; рабочий стол 3 пеподаче управляющего сигнала противопо- . ремещается вниз, - участок 2 - 3 (фиг,2 в), При ложной полярности на обмотку электроме-этом частота колебаний рабочего стола опханического преобразователя 13 ределяется по формулеТ 1 тх.в +фв +тогде Т 1 - период колебаний;Ь.в; время ход вверх;Ь - время возврата в исходное положение;10 - время выстоя внижем положении.При реализацйи режима повышенной частоты работа вибропресса отличается тем, что управляющий сйгнал на срабатывание ЗГУ подеется раньше, чем давление в гидроаккумуляторе достигнет. максимального (РРгРы). За счет этого уменьшается период колебаний и соответственно повышается частотафиг.2 а,б,в, правая часть): Т 1 Т 2, й 1,В заявляемом устройстве по сравнению с прототипом в течение цикла вибропрессования можно изменятымплитудуи частоту нагружения, воздействуя на заготовку в некотором частотном диапазоне. Такой режим вибронагружения, в отличию от прототипа, где высчитывается и реализуются режимы вибронагружения в зависимости от вида прессуемого материала, неизмейные в процессе прессования, можно достаточно просто реэлйзовать в предлагаемой конструкции, если управляющий сигнал, подаваемый с генератора частоты. будет иметь переменную (увеличивающуюся) в некотором интервале частоту,ф о р м-ул а и з о б р е т е н и яАвтоматизированный гидроимпульсный вертикальный вибропресс, содержащий вибростол, плунжернцй цилиндр, шток которого жестко связан с вибростолом, а полость связана гидролинией с источником регулируемых импульсов давления рабочей 5 среды, подвижную траверсу с инерционными грузами, расположенную над вибростолом, поршневой цилиндр статического прижима, шток которого жестко связан с подвижной траверсой, и источник давления 10 рабочей среды,отл ича ю щи йс я тем,что, с целью расширения технологических возможностей и упрощения перенастройки на требуемые режимы вибронагружения, источник давления рабочей среды выпол нен в виде насоса с гидроаккумулятором,связанного гидролинией с цилиндром виброст 6 ла, и насоса, связанного гидролинией с цилиндром статического прижима, источник регулируемых импульсов выполнен в 20 виде задающего генератора частоты, элект.- ронного усилителя мощности и электрогидравлического усилителя, включающего электромеханический преобразователь с якорем, делитель потока с двумя соплами, 25 расположенными друг против друга с зазором, и заслонкой, установленной в зазоре с возможностью перемещения и связанной с упомянутым якореми двухкаскадный золотник, вход которого связан с нагнетаю щей линией насоса вибростола, один извыходов связан с полостью гидроцилиндра вибростола, а другой выход- со сливом, при этом нагнетающая линия насоса статического прижима связана с соплами делителя 35 потока, а каждое сопло связано с линиейуправления золотника,Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 4336 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж,. Раушская наб 4/5