Система автоматического управления ковочным прессом

Союз Советских Социалистических РеслубликОП ИС изоы е К АВТОРСКОМУ С(61) Допол (22) Заявле ельное к22.04,75 Кл.ЗО В 15/26 заявки Х соедин ооударотееннын номнтетСовета Ннннстров СССаоо делам нзооретеннйи открытий 3) Приорите, А, Бондаренк 71) Заявите пропетровский завод прессов 4) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ КОВОЧНЫМ ПРЕССОМсервомотора,ич ины инапорных ия что сниость работы емешения золотника ьной регулировки ве открытия и закрытия апанов распределите водительность и точ иводит к гидроудара мет т.е,аздестейых кл скор слив жает м в систересса и име. 1Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для автоматического управления ходами ползуна ковочного пресса с приводом от насосно-аккумуляторной станции, 5Известна система автоматического управления ковочным прессом, содержащая насос и цилиндр автоматического управления с переключающим на реверс устройством, связанным посредством кулачка с ведомым 1 О звеном дифференциального механизма и выполненным в виде трех последовательно установленных и гидравлически соединенных между собой четырехходовых двухпозиционных эолотниковых распределителей, срепний 15 из которых соединен с кулачком, а два другик соединены один с насосом, а другой с цилиндром автоматического управления 1, В такой системе информация о положении ползуна подается на переключаюшее устрой ство а с переключаюшего устройства на золотник сервомотора выдаются соответствующие команды в виде перемешения тят, связанных с золотником. Однако указанная система не обеспечивает оптимальных пара-,25 Известна также система автоматического управления ковочным прессом, содержашая клапанный распределитель, соединенный через сервомотор с рукояткой ручного управления и рабочим цилиндром пресса, два гидроусилителя, выполненных в виде цилиндров с приводными органами, контактируюшими с рукояткой ручного управления, причем цилиндр одного гидроусилителя соединен с золотником каналами и рычагом обратной связи, взаимодействуюшим через рычажную систему с кулачковым механизмом, связанным с ползуном пресса, и золотниковые распределители, соединенные с атим гидроусилителем; цилиндр другого гидроусилителя связан с аналогичными алементами 2. Эта система построена так, что один иэ гидро- усилителей производит только закрытые на610678 состоит из корпуса и приводного органа 21в виде плунжера. В корпусе выполненысквозное радиальное отверстие О., сообщающееся с одной стороны со сливом, а сдругой стороны с золотником 22 гидроусим- лителя 1 2, и осевое отверстие 8 , соединенное с золотниковыми распределителями13 и 14, В плунжере 21 выполнена кольцевая проточка 6, Взаимное расположе 1 О ние отверстия О, и проточки 6 таково, чтоотверстие а сообщается со сливом в опрепеленном положении плунжера 21, соответствующем положению "Стоп" рукоятки 4или несколько не походя этого положения,5 что регулируется винтом 23,Гидроусилитель 12 предназначен для возвращения рукоятки 4 из положения "Вниз"в положение "Стол" в полуавтоматическомрежиме и из положения "Вниз" в положение20 "Вверх" в автоматическом режиме работы,Он состоит из притертого в корпусе поршня24 и золотника 22, соединенных рычагом25 обратной связи, В штоковой полостипоршня 24 гипроусилителя выполнены допол 25 нительный канал 2, связанный с напорноймагистралью и через который постоянно подается масло, и отверстие Э, расположенное так, что поршень перекрь 1 вает его в положении. соответствующем положению "Стоп"ЗО рукоятки 4. Отверстие Я соединено с эолотниковым распре пелителем 14,Золотниковый распределитель 13 предназначен пля включения автоматического режима (на фиг. 1 изображено положение рас 35пределителя, соответствующее ручному режиму). Золотниковый распределитель 14предназначен для включения полуавтоматического режима. В автоматическом режимеон также должен быть включен,4 ООбратные клапаны 15 и 16, регулируемые 17 и 18 и нерегулируемые 19 и 20дроссели в данной системе используются пообщеизвестному назначению,Система работает следующим образом,45На фиг. 1 изображена схема работы вручном режиме, Отверстие б гидроусилителя 11 через золотниковый распределитель13 соединено со сливом, и плунжер 21 невзаимодействует с рукояткой 4, Отверстия8 и Ж гипроусилителя 12 соединенысо сливом соответственно через эолотниковый распрепелитель 14 и проссель 17, обратный клапан 16 и золотниковый распределитель 13. Так как в штоковую полостьчерез дополнительный канал 2 постоянноподводится под давлением масло, поршень24 утоплен независимо от положения золот 55 3порных лапановперемещая золотник серБомотора из крайнего положения в положение"Стоп, а другой - сливных. Недостаток системы заключается в ее сложности, а наличие большого числа влементов, входящих вперекщочающее устройство, увеличивает смарное время их срабатывания за одинцикл, что снижает быстродействие системыи число ходов пресса,Для повышения быстродействия в приводном органе и корпусе цилинпра другогогидроусилителя предлагаемой системы выполнены соответственно кольцевая проточка и осевое отверстие, соединенное с золотниковыми распрепелителями, а такжесквозное радиальное отверстие, сообшакщееся с одной стороны со сливом, а с другой стороны с золотником первого гидроусилителя, в штоковой полости котороговыполнен пополнительный канал, связанныйс напорной магистралью.На фиг, 1 схематично изображена описываемая система автоматического управления; на фиг. 2 и 3 - графики перемещения золотника сервомотора главного распределителя системы.Пресс 1 управляется от клапанного распределителя 2, коромысловый вал которогоприводится в движение гидравлическимсервомотором 3. Золотник сервомотора связан с рукояткой 4 ручного управления тягами и перемешается синхронно с ними, т.е.золотник сервомотора и рукоятка ручногоуправления представляют собой одно целоеи являются входным звеном сервомотора,Полэун, пресса кинематически (посредством цепи, натягиваемой грузом) связанс кулачковым механизмом 5 задачи размеров, Кулачок 6 в механизме 5 вращаетсясинхронно с ползуном пресса и может бытьповернут в требуемое положение, которое иопределяет координату нижней точки реверса ползуна (или размер поковки). В качецтве такого механизма может быть использована, например, автоматическая система регулирования величины хода ползуна. С кулачком 6 контактирует толкатель7, передакщий движение от кулачка. рычагам 8 и 9 рычажной системы. Ось рычага8 может перемещаться в вертикальном направлении винтом 10.Переключающее устройство системы состоит из двух гипроусилителей 11 и 12,воздействующих на рукоятку 4, золотниковых распределителей 13 и 14, обратныхклапанов 15 и 16, регулируемых 17 и 18и нерегулируемых 19 и 20 дросселей.Гидроусилитель 11 предназначен пляприведения рукоятки 4 в положение Внизпри работе в автоматическом режиме. ОнбО ника 22.Рукоятка 4 находится в положении55 При отклонении рукоятки 4 в положение"Вниз открываются соответствующие клапаны распределителя 2, иэ возвратныхцилиндров пресса 1 сливается, а в главный цилиндр подается жидкос ть, Ползун 5пресса перемешаетсч вниз со скоростью,определяемой величиной открытия клапанов расгределителя 2. По достижении ползуном пресса требуемой нижней точки рукоятку 4 переводят в положение "Стоп". 0Клапаны закрываются, ползун останавливается, Далее рукоятку переводят в положение" "Вверх", открываются другие клапаныи ползун перемещается вверх.По достижении требуемого верхнего положения рукоятку ставят в положение "Стоп"клапаны закрываются, ползун останавливается. Далее цикл повторяется,В полуавтоматическом режиме прессуправляется рукояткой ручного управления 20так же, как и в ручном режиме. Для включения полуавтоматического режима необходимо переключить золотниковый распределитель 14. При этом масло подводится через дополнительный канал ., отверстие 3 25дроссель 20 и золотниковый распределитель14 к отверстию Г . Кулачок 6 устанавливается в соответствующее положение,чтобы получить нужный размер поковки.Плунжер 21 в этом режиме остается утопленным и не взаимодействует с рукояткой4, так как отверстие б соединено со сливом через золотниковый распределитель13. Оператор вручную отклоняет рукоятку4 в положение "Вверх", ползун пресса перемешается вверх, кулачок 6 вращается почасовой стрелке, причем его радиус невзаимодействует с толкателем 7 и не перемешает рычаги 8 и 9. Золотник 22 поддействием пружины приподнят, и подпоршневая полость гидроусилителя 12 соединенасо сливом через отверстие К, дроссель17, обратный клапан 16 и золотниковыйраспределитель 13, Значит во время ходавверх поршень 24 находится в нижнем положении и не взаимодействует с рукояткой4,Затем оператор переводит рукоятку 4 вположение "Вниз", ползун пресса перемещается вниз, кулачок 6 вращается в обратную50сторону,При приближении ползуна к заданномуразмеру поковки кулачок 6 начинает смешать толкатель 7 вправо и поршень 24начинает взаимодействовать с рукояткой 4,потому что толкатель при своем перемещении поворачивает рычаг 8 против часовойстрелки, золотник 22 утапливается, отверстие 8 открывается и масло попадает подпоршень, который приподнимается, перемешая шарнирно закрепленный на нем рычаг25, благодаря чему золотник 22 под действием пружины также приподнимается, перекрывая отверстие 9, т.е, гидроусилитель12 работает в режиме слежения и поршень24 перемешается вверх на величину, строго пропорциональную углу поворота рычага8 против часовой стрелки. При движениипоршень 24 возврашает рукоятку 4, установленную оператором в положение "Вниз",в направлении к положению "Стоп, т,е. происходит затормаживание ползуна пресса.Когда ползун пресса доходит до заданно-.го нижнего размера, кулачок 6 перемешает толкатель 7, который поворачивает рычаг 9 против часовой стрелки. Другой конец рычага9 при этом через рычаг 25 утапливает золотник 22, и масло беспрепятственно проходит под поршень 24, который быстро ужене в следяшем режиме смешается вверх истацит рукоятку 4 в положение "Стоп", Вэтом положении поршень 24, перекрыв отверстие д, закрывает доступ масла к отверстию 8 и прекращает, свое движениевверх,Далее рукоятку 4 вручную переводят вположение "Вверх, полэун перемешаетсявверх, кулачок 6 врашается в обратную сторону, рычаг 9, а затем и рычаг 8 освобождают золотник 22, он всплывает и подпоршневая полость беспрепятственно соединяется со сливом через отверстие Ж, обратныйклапан 16 и золотниковый распределитель 13,Система приходит. в исходное положение,Цикл может быть повторен,Если затормаживать ползун не надо придостижении им нижней точки, когда сопротивление поковки достаточно велико, то,чтобы избежать ненужного,дросселированияв клапанах, опору рычага 8 поднимают натребуемую величину винтом 10.Таким образом, в полуавтоматическомрежиме с рукояткой 4 взаимодействуеттолько поршень 24 и только на участке,соответствукщем приближению полэуна к заданному размеру, а само взаимодействиезаключается в перемещении поршнем рукоятки иэ положения "Вниз" в положение "Стоп,Для включения автоматического режиманеобходимо установить кулачок 6 в такоеположение, чтобы получился требуемыйразмер поковки, и переключить золотниковыераспределители 13 и 14 по сравнению с ихположением, изображен ым на фиг, 1,В этом случае ползун совершает движение в автоматическом режиме.Масло через золотниковый распределитель 13 подается в отверстие 8 под плунжер 21, который, воздействуя на рукоятку4, переводит ее в положение Внив . Пол5 0 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7зун пресса перемелается вниз, а кулачок6 начинает врашаться против часовойстрелки, При приближении ползуна к заданной нккней точке кулачок 6 через толкатель 7 и рычаги 8 и 9 утапливает золотник 22 и поршень 24 начинает подниматься вверх, переводя рукоятку 4 из положения Вниз" в направлении к положению"Стоп", Так как плошадь поршня 2 ", больше плошади плунжера 21 то с подъемомпоршня плунжер утапливается, После того,как поршень 24 приведет рукоятку 4 в положение "Стоп", он перекрьвает отверстие8 и дальнейшее движение поршня вверхвозможно благодаря подаче масла к отверстию 6 через золотниковый распределитель13 регулируемый дроссель 18, обратныйклапан 15 дроссель 20 и золотниковыйраспределитель 14 Таким образом, поршень 24 продолжает перемешаться вверх,но уже медленнее - со скоростью, опредеяемой настройкой дросселя 18 благодаря чему происходит безударная разгрузкапресса от давления, Поршень, перемещаясьвверх, переводит рукоятку 4 в положение"Вверх", и ползун пресса перемещаетсявверх,При движении ползуна пресса вверх кулачок 6 врашается в обратную сторону, золотник 22 под действием пружины поднимается вверх, перемещая рыча 1 25 а через него рычаги 8 и 9 и толкатель 7 висходное положение. Полость под поршнем24 соединяется с отверстием Ж и черездроссель 17 со сливом. Обратный клапан16 поджат давлением, и плунжер 21 изолирует отверстие О. от слива. Благодаря атому поршень 24 (а значит, и рукоятка 4)переводится из положения "Вверх" в направлении к положению "Стоп" со скоростью,определяемой дросселем 17, Чем дольшерукоятка возвращается к положению "Стоп",тем больший ход совершает ползун пресса,Этим и регулируется величина хода ползуна в автоматическом режиме.Когда рукоятка приближается к положению "Стоп", а ползун уменьшает скорость,(благодаря дросселированию в клапанах распределителя 2) до безопасной (чтобы произошла безударная остановка ползуна), отверстие а в корпусе гидроусилителя 1 1сообшается через кольцевую проточку Ьсо сливом, поршень 24 быстро опускаетсявниз, а рукоятка быстро минует положение"Стоп" и уходит в положение "Вниз, Полэун опускается вниз, совершая очереднойрабочий ход, Цикл повторяется,Таким образом, в автоматическом режиме с рукояткой 4 одновременно зваимодействуют плунжер 21 и поршень 24, причем скорость перемешения рукоятки определяется только скоростью перемещения поршня,Скорость перемещения поршня регулируетсядросселями,В автоматическом режиме работы системы задержка ползуна в верхнем положенииотсутствует.На фиг, 2 и 3 показаны графики перемещения золотника сервомотора или рукояткиручного управления в автоматическом режиме, причем фиг, 2 иллюстрирует работубольшими ходами, а фиг. 3 - малыми. Погоризонтали откладывают время а по вертикали - величину перемещения золотникасервомотора (или рукоятки 4), что равнозначно перемешению клапанов распределителя системы.На участке 0-Д (см, фиг. 2) происходитоткрытие клапанов не ход ползуна вверх,Угол с; определяет скорость перемещениярукоятки 4 и регулируется дросселем 18,Чем больше атот угол, тем быстрее открываются клапаны, быстрее происходят разгрузка пресса от давления и разгон ползуна. На участке А - Ь ползун перемешается вверх, Ут ол наклона этого участка, азначит, и величина хода вверх регулируетсядросселем 17, В точке 5 полэун достигает безударной скорости, и проточка Ьплунжера соединяет отверстие р .со сливом,Координата точки Б регулируется винтом На участке 5 -3 - Г рукоятка бьстропереводится в положение "Стоп" и далеев положение "Вниз", Скорость перемешенияее определяется дросселем 19 (постоянным),Ползун разгоняется вниз.На участке - Д ползун перемещаетсявниз с максимальной скоростью, совершается рабочий ход,На участке Д - Е при приближении кзаданному размеру рукоятка начинает возврашаться к положению "Стоп", Происходитзатормаживание ползуна. Форма атого участка определяется профилем кулачка 6Координата точки Е регулируется винтом 10.На участке Е- Ж рукоятка быстро перемещается в положение "Стоп", Скоростьперемешения определяется постояннымдросселем 20. Далее цикл повторяется,Иа графике работы малыми ходами системы (см, фиг, 3) отсутствуют горизонтальный участок, т,; задержка ползунав верхнем положении, а также изломы линий, что приводит к плавному перемешению рукоятки с постоянной скоростью вее рабочем диапазоне, Благодаря атому намалой величине хода достигается большоечисло ходов при спокойной безударной работе пресса.6106789формула изобретения 10 Система автоматического управления ковочным прессом, содержащая клапанный распределитель, соединенный через сервомотор с рукояткой ручного управления и рабочим цилиндром пресса, два гидроусилителя, выполненных в виде цилиндров с приводными органами, контактирующими с рукояткой ручного управления, причем цилиндр 1 о одного гидроусилителя соединен с золотником каналами и рычагом обратной связи, взаимодействующим через рычажную систему с кулачковым механизмом, связанным с ползуном пресса, и золотниковые распре 15 делители, соединенные с этим гидроусили-, телем, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения быстродействия, в приводном органе и корпусе цилиндра другого гидроусилителя выполнены соответственнс кольцевая проточка и осевое отверстие, соединенное с золотниковыми распределителями, а также сквозное радиалжое отверстие, сообщающееся с одной стороны со сливом, а с другой стороны с золотником первого гидроусилителя, в штоковой полости которого выполнен дополнительный канал, связанный с напорной магистралью.Источники информации, принятые во вин мание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР % 232021, кл. В 30 В 15/26, 1967.2. Авторское свидетельство СССР275 741, кл, В 30 В 15/28, 1 968.610678 7. Я Фиг. 2 Подписноеета Министров Скрытийнаб., д, 4/5 аз 3067/10 Тираж 868ЦНИИПИ Государственного комитета Совпо делам изобретений и от113035, Москва, Ж, Раушска ород, ул. Проектная, 4 тент",иал П Составитель Л, Щепнинаедактор А. Пейсоченко Техред Н. Андрейчук КорректорС, Гара