Способ управления процессом прессования

(51)5 В ИЗО ОПИСА ЕТЕНЙ АВТОР ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Тверской политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов(56) Авторское свидетельство СССР М 986804, кЛ, В 30 В 15/26, 1981.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРЕССОВАНИЯ(57) Изобретение относится к производству изделий путем прессования и может быть использовано в промышленности строительных материалов, где применяется пресИзобретение относится к производству изделий путем прессования и может быть использовано в промышленности строительных материалов; где применяется прес- сование этих изделий, например; при производстве керамических плиток.Цель изобретения - повышение точности управления.Качество изделий (керамических) оце- нивается набором показателей, которые условно можно разделить на следующие три группы,.показатели, характеризующие стабильность геометрических размеров и формы иэделий;показатели, характеризующие внешний вид и качество поверхности; сование этих иэделий, йапример, при производстве керамических плиток. Позволяет повысить точность управления, Для достижения поставленной цепи измеряют влажность и давление прессования, имитируют процесс прессования на лабораторном прессе при давлениях 10 и 30 МПа, измеряют толщину пробы при этих давлениях и без них, по значениям величин толщины пробы и влажности пресС-порошка вычисляют его коэффициент уплотнения. величину упругого расширения и обратную величину плотйости, по которым вычисляют оптимальное значение давления прессования, а изменениедавления прессования ведут по отклонейию измеренного текущего значения от вычислейного оптимального значения давления. 2 табл 1 ил. йоказатели, характеризующие физикомеханичеокие свойства, и другие специфические эксплуатационные свойства йзделий.Навсе три группы показателей качества в сильной степениоказывает влияние пористость (плотность отпрессованной плитки), сказывающаяся на прохожденйи всех процессов сушки, глаэурования и обжига. Поэтому важно провести процесс прессования плиток, создавая оптимальное давление прессования, при котором обеспечивается требуемая плотность отпрессованных плиток при любых формовочных свойствах пресс-порошка,что осуществляется данным способом,(9) В способе управления процессом прессования, включающем измерение влажности материала и изменение давпения и рессования, отбирают пробу пресс-порошка, которую помещают в матрицу лабораторного пресса, создают на пуансоне давление прессования 10 МПа и после некоторой выдержки времени фиксируют значение толщины прессуемой пробы под действием этого давления, После этого снимают первбедавлейие и вйовь фиксируют значение толщины пробы, изменение которой обусловлено действием сил упругой деформации, Затем создают давление 30 МПэ и повторяют фиксацию значений толщины пробы после некоторой выдержки под,давлением и после его снятия,Выбор ступеней давления 10 и 30 МПа объясняется рабочей зоной изменения давления при двухступенчатом прессовании керамических плиток, кирпича и других изделий (10 МПа - первая ступень; 30 МПэ - вторая ступень),По измеренным значениям толщины пробы и влажности пресс-порошка рассчитывают обратные величины средней плотности образцов под давлением и после сйятия давления для каждой ступени по формулам: 1/Уоню =К О 1н 1 о 1/Уозо = 0 1 Кгазо, Д) где Ьн 1 о, п 1 о - толщина образца под давлением 10 МПэ и после его снятия, мм;пнзо, пзо - толщина образца под давлением 30 МПа и после его снятия, мм;К - коэффициент, зависящий от размеров матрицы лабораторного пресса, а также массы и влажности пробы пресс-порошка, определяемый по формуле где Ям - площадь матрицы лабораторногопресса, см 2; а - масса пробы пресс-порошка, г; уу - влажность пробы пресс-порошка,о/Показатели формовочных свойств пресс-порошка рассчитывают по следующим формулам Суп = (1/Уон 1 о 1/Уонзо)/1 009 (4). "/Уон = 2 303Суп + 1/уоню: (5)5 ер = (1/Уою + 1/Уозо 1 Уон 1 о 1/У онзо)/2 10где Суп - коэффициент уплотнения пресспорошка, см /г;1/Уон - обратная величина плотностипресс-порошка под единичным давлением,см /г:зЕр -" величина упругого расширенияпресс-порошка, смз/г.Рассчитав значения показателей формовочных свойств пресс-порошка, определяют давление прессования для. лабораторного пресса по формуле где Рл - давление прессования на лабораторном прессе, МПа;усп - требуемая плотность свежесформованных плиток, г/см (определяется эксзпериментально на предприятии для данных режимов обжига и глазурования, исходя из требуемой величины водопоглощения плиток).Давление прессования на рабочем прессе определяют по формуле 40где Рр - давление прессования на рабочем прессе,МПа;Оп - динамическая поправка, равнаяразности обратных величин плотности образцов, спрессованных на лабораторном прессе в квазистатических условиях прессования, и плиток, спрессованных на рабочем прессе в динамическом режиме, при одинаковом давлении прессования, см /г(для ши рока применяемых на заводахкерамических плиток прессов КРКдинамическая поправка О, составляет 0,0314 см /г).Давление, масла в гидросистеме рабочего пресса вычисляют по формуле45 устройством 7 50 55 где Е - отношение площади прессующего поршня к суммарной площади штампов пресса (из технической характеристики прессов),Управление процессом изменения давления прессования на рабочем прессе может осуществляться автоматически или вручную, Для этого с помощью датчика давления (манометра) измеряют текущее значение давления прессования на прессе, Затем сравнивают рассчитанное значение давления с измеренным значением. В случае, если рассчитанное значение больше текущего, то с помощью регулирующего органа увеличивают давление прессования на прессе до рассчитанного значения. Аналогичным образом производят уменьшение давления прессования в случае, если рассчитанное значение меньше текущего значения давления прессования,На чертеже приведена схема реализации способа управления процессом прессования,На чертеже приняты следующие обозначения: бункер 1., в котором находится пресс-порошок, рукав 2, рабочий пресс 3, отпрессованные плитки 4, транспортер 5. Рабочий пресс снабжен системой управления стабилизации давления, состоящей из датчика давления 6, регулирующего устройства 7, регулирующего органа 8 и задатчика 9. На конвейере 10 подачи пресс-поошка в бункер 1 находится влагомер 11 для измерения влажности пресс-порошка.Для измерения толщины прессуемой пробы пресс-порошка служит устройство индикации 12, связанное с матрицей 13 и пуансоном 14 лабораторного пресса 15; дэвление, создаваемое последним измеряется манометром 16, Вход вычислительного устройства 17 связан с влагомером 11, а выход - суммирующим устройством 18, другой вход которого соединен с датчиком давления 6, а выход - с регулирующим П р и м е р (реализация способа), С помощью влагомера 11 измеряют влажность пресс-порошка на конвейере 10, например 4,3%, тэм же отбирают пробу пресс-порошка определенной массы, на. пример 20 й 0,1 г, помещают ее в матрицу 13 площадью 30 см лабораторного пресса 15. На пуансоне 14 лабораторного пресса 15 создают первое давление прессования, равное 10 МПа. Через 10-15 с измеряют толщину прессуемой пробы с помощью устройства индикации 12, например, йн 1 о = 3,68 мм, Затем снимают первое давление и вновь измеряют толщину прессуемой пробы, например, Ь 1 о =- 3,81 мм, Затем создают 5 10 15 20 25 30 35 40 давление прессования 30 МПа, и повторяют фиксацию значений толщины пробы под давлением (йнзо = 3,25 мм) и после его снятия (пзо = 3,42 мм), По измеренным значениям толщины пробы и влажности пресс-псрошка рассчитывают показатели формовочных свойств пресс-порошка по формулам (1), (2), (3), (4). (5), (6) и по формуле (7) определяют оптимальное значение давления прессования для лабораторного пресса. Затем по формулам (8) и (9) определяют оптимальное значение давления прессования и давление в гидросистеме для рабочего прессаобеспечивающее оптимальную плотность плиток 1,78 г/см,Динамическая поправка для одноштампового пресса КРКсоставляет 0,0314 см /г, а отношенгие площади прессующего3поршня к площади штампа- 3,6.Исходные данные и результаты расчетов приведены в табл. 1 и 2.Как следует из чертежа изменение давления прессования может осуществляться автоматически или вручную. Расчет давления прессования осуществляется с помощью блока 17 по выражениям (1) - (9). Блок реализован на базе УВКСМи имеет цифровую индикацию или устройство связи с объектом, которое имеет выходной сигнал 0-5 ма,Ручное изменение усилия прессования осуществляется с помощью задатчика 9. При этом на задатчике устанавливается оптимальное значение давления прессования, получаемое нэ дисплее УВК - СМпри расчете выражений (1) - (9). При ручном изменении давления прессования сигнал с задатчика 9 поступает на первый вход регулирующего устройства 7, ко второму входу которого подключается выход датчика давления 6. В случае, если сигнал с задатчика 9 больше, чем сигнал с датчика 6, регулирующее устройство 7 вырабатывает управляющий сигнал в соответствии с ПН- законом, который передается на регулирующий орган 8, который увеличивает давление прессования, Аналогичным образом происходит уменьшение давления прессования.Автоматическое управление процессом изменения усилия заключается в том, что рассчитанное оптимальное давление прессования блоком 17 передается на первый вход суммирующего устройства 18 (сигнал 0 - 5 ма), на второй вход которого передается сигнал с датчика давления 6, а разность указанных сигналов Р = Рм - Ртек, где Ртек текущее значение давления прессования, поступает нэ дополнительный вход регулирующего устройства 7, которое аналогичным образом, как и при ручном управлении1787781 Формула изобретения Таблица 1Исходные данные и результаты расчета показателей формовочных свойств пресс-порошка Вламностьпресспорошка, Ф Обратные величины плотности образцов, смз/г Показатели формовочныхсвойств (смог) порошка Толщина пробы, мн Давлениепрессованияпри испыт,пробы пресспорошка,Мпа Козффициент, К послеснятиядавления,ь под давлением, и Суп 1/ Ер послеснятиядавления,1 ф под давлением,т 7 тьн 0,5767 О,5 ОЭЗ 3,81 3,42 3,68 3,25 0,57 ЭО 0,535 Э 10 30 ОФ 0613 0717 Э 090234 4,3 1,567 Таблица 2 Исходные данные и результаты расчетов давлений прессования на лабораторном и рабочем прессах Давление егидросистемерабочегопресса Р,МПа ДавлениепреСсования иа лабораторном прессе, Ра, МПа Давлениепрессованияна рабочемпрессе, РМПа Динамическаяпоправка Д ,смз 7 г Отношение,41,76 0,0314 16,8 28,2 7,8 З 3,6 в соответствии с ПН-законом управления осуществляет изменение давления прессования.Использование способа наиболее эффективно для управления процеСсами прессования при производстве керамических плиток.Использование предложенного способа управления позволяет получить плитки со стабильной плотностью.Получение плиток со стабильной плотностью позволяет получить болеекачественные обожженные плитки. Способ управления процессом прессования, включающий измерение влажности пресс-порошка и изменение давления прессования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют текущее значение давления прессо вания и имитируют процесс прессования налабораторном прессе при давлениях 10 и 30 МПа, измеряют толщину пробы при этих давлениях и без них, по значениям величин толщины пробы и влажности пресс-порошка 10 вычисляют его коэффициент уплотнения, величину упругого расширения и обратную величину плотности, по которым вычисляют оптимальное значение давления прессования, а изменение давления прессования ве дут по отклонению измеренного текущегозначения от вычисленного оптимального значения давления.1787781 Составитель И,ПлотниковаТехред М,Моргентал Корректор М,Шароши Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 37 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5