Система управления гидравлическим прессом

СОЮЗ СОВЕТСНИХсссссссюсссисссссРЕСПУБЛИК . 6% (И) А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСК ТВ с ссссо,: 2.829.84. Бюл. У 34 к ап(7) Рязанское производственное обсьединение "Тяжпрвссмаш"(56) 1. Добринский Н.С. Гидравлический привод прессов. М., "Машиностроение", 957, с. 205, рис. 103.2. Авторское свидетельство СССР Иф 721347, кл, В 30 В 15/6, 1980.(54)(57) СИСТЕИА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ, содержащая гидро- цилиндр с полостями рабочего и возвратного хода, соединенный с насосом и баком магистралями рабочего и возвратного хода через блок клапан- ного распределения, имеющий гидро- управляемые нагнетательные и сливные л аны, попарно расположенные в каждойиз магистралей, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью расЗбв В 30 В 15 16 Р 5 В 1/04 ширения функциональных возможностей, блок клапанного распределения снабжен регулируемым и управляемым дросселями, обратными клапанами и двумя гидрозамками, один из которых соединен с полостью управления сливного клапана магистрали рабочего хода, выполнен с давлением срабатывания меньшим, чем давление срабатывания другого гидрозамка, с возможностью механического взаимодействия с управляемым дросселем, а другой гидро- замок соединен с полостью управления нагнетательного клапана магистрали возвратного сход, причем нагнетательный клапан в магистрали рабочего хода соединен со сливным через обратный клапан, управляющие полости гидрозамков соединены между собой, через управляемый дроссель - со сливом, а через регулируемый дроссель Е и подсоединенный к нему параллельно обратный клапан - с полостью управления сливного клапана магистрали ффффф возвратного хода.Фвй1 1113Изобретение относится к системам управления гидравлическими прессами, предназначенными для синтеза сверх- твердых материалов, например искусственных алмазов.5Известны системы управления гидравлическим прессом, содержащие магисталь рабочего хода гидроцилиндра и магистраль обратного хода, в которых установлена аппаратура уп- О равления Ц .Недостатком такой системы является .то, что она не обеспечивает плавный сброс давления в рабочем 1цилиндре пресса.Известна также система управления гидравлическим прессом, содержащая гидроцилиндр с полостями рабочего и возвратного хода, соединенный с насосом и баком магистралями рабоО чего и возвратного хода через блок клапанного распределения, имеющий гидроуправляемые нагнетательные и слйвные клапаны, попарно установленные в каждой из магистралей 21 .Хотя известная система позволяет сбросить давление в гидроцилиндре плавно, без скачков и гидроударов, падение давления при этом имеет крутую характеристику под углом, близким к нормали. Применение этой системы для управления прессом, предназначенным для синтеза сверхтвердых материалов, приводит .к крутой характеристике снятия усилия прессования после выдержки, что снижает выход крупнозернистых продуктов синтеза.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей системы управления прессом.Поставленная цель достигается тем, что в системе управления гидравлическим прессом, содержащей гидро- цилиндр с полостями рабочего и возвратного хода, соединенный с насосом и баком магистралямирабочего и возвратного хода через блок клапан- ного распределения, имеющий гидроуправляемые нагнетательные и сливные клапаны, попарно установленные в каждой из магистралей, блок клапанно 50 го распределения снабжен регулируемым и управляемым дросселями,обратными клапанами и двумя гидрозамками, один из которых соединен с полостью управления сливного клапана магист- Б рали рабочего хода, выполнен с давлением срабатывания меньшим, чем давление срабатывания другого гидрозамка,271с возможностью механического взаимодействия с управляемым дросселем, а другой гидрозамок соединен с полостью управления нагнетательного клапана магистрали возвратного хода, причем нагнетательный клапан в магистрали рабочего хода соединен со сливным через обратный клапан, управляющие полости гидроэамков соединены между собой, через управляемый дроссель - со сливом, а через регулируемый .дроссель и подсоединенный к нему параллельно обратный клапан - с полостью управления сливного клапана магистрали возвратного хода.На фиг. 1 изображена схема предлагаемой системы управления гидравлическим прессом для синтеза сверх- твердых материалов; на фиг. 2- конструкция гидрозамка сливного клапана магистрали рабочего хода(в блоке с регулируемым и нерегулируемым дросселями и сливным клапаном);на фиг. 3 - конструкция гидрозамка нагнетательного клапана возвратной магистрали(в блоке с нагнетательным клапаном) .Система управления гидравлическим прессом содержит насос , соединенный магистралью 2 рабочего хода с рабочим гидроцилиндром 3, а магистралью 4 возвратного хода - с возвратным гидроцилиндром 5(на фиг.1 изображен один иэ двух гидроцилиндров 5). Между насосом 1 и гидроцилиндром 3 расположен блок 6 клапан- ного распределителя, в состав которого входят нагнетательный и сливной клапаны 7 и 8, включенные в магистраль 2 рабочего хода, а также нагнетательный и сливной клапаны 9 и 10, включенные в магистраль 4 возвратного хода. Кроме того, в магистраль 2 включен обратный клапан 1.От магистрали 2 отходит магистраль12 управления, соединенная через распределитель 13 с надпоршневой полостью клапана 7 и через распределитель 14 с надпоршневой полостью клапана 10(распределители 13 и 14 имеют электромагнитное управление),Сливной клапан 8 магистрали 2 и нагнетательный клапан 9 магистрали 4 снабжены гидрозамками 5(фиг. 2) и 16 соответственно.Подпружиненный поршень 17 образует управляющую полость 18. К поршню 17 примыкает шток запорного клапана 9, На штоке клапана 9 выполнены3 1 продольные клиновидные канавки 20 с плавно увеличивающимся " поперечным сечением и канавки 21 со значительно большей площадью поперечного сеченияГидрозамок 16(фиг. 3) также имеет поршень 22 и управляющую полость 23. Шток (толкатель) поршня 22 взаимодействует с запорным элементом - шариком 24. При этом активная площадь поршня 17 в гидрозамке 5 превышает активную площадь поршня 22 в гидро- замке 16.Управляющая полость 8 гидрозамка 15 соединена магистралью 25 с управляющей полостью 23 гидроэамка16 и через нерегулируемый дроссель26 обе полости(18 и 23)соединены со сливомКроме того, управляющие полости8 и 23 гидрозамков 15 и 16 черезрегулируемый дроссель 27 и подключенный параллельно ему обратный клапан 28 соединены с надпоршневой полостью сливного клапана 10 магистрали 4.Плунжер рабочего гидроцилиндра 3 ,жестко связан с подвижной плитой 29 пресса. Капсула с реакционной смесьюне показана) устанавливается между подвижной плитой 29 и неподвижной плитой 30 пресса.Цикл работы пресса при синтезе .сверхтвердых материалов включает обжим реакционной смеси с усилием порядка 6300 кН(при температуре около 1000 С), выдержку при этомОусилии до 5 мин и плавное снижение усилия до нуля в течение 60 с.Предлагаемая система управления прессом обеспечивает заданный цикл следующим образом.Для создания необходимого усилия обжима включают насос 1 в работу, Жидкость под давлением подается по магистрали 2, своим давлением подни, мает поршень нагнетательного клапана 7 (распределитель 13 в это времяпереключен в левое положение и таким образом связывает надпоршевую полость клапана 7 со сливом), через обратный клапан 11 и через кольцевую полость клапана 8 поступает помагистрали 2 в рабочий гидроцилиндр .3.ФВозвратный гидроцилиндр 5 в это время соединен через открытый клапан10 со сливом(поршень клапана 10всплывает под воздействием напора113271 4 вытесняемой плунжером из цилиндра5 жидкости, распределитель 14 находится в положении, изображенном на фиг. 1, т.е. соединяет -надпоршневую полость клапана 10 со сливом) .Подвижная плита 29 пресса под действием плунжера гидроцилиндром 3 движется к неподвижной плите 30 и осуществляет обжим предварительно установленной между плитами 29 5 10 и 30 капсулы с реакционной смесью(не показана). Капсула подвергаетсясжатию с заданным усилием(порядка6300 кН) с последукнцей выдержкойпри этОм усилии (до 5 мин) а В процессе выдержки в капсуле происходитсинтез кристаллов сверхтвердогоматериала(например, превращениеграфита в алмаз) .Постоянное давление в гидроцилиндре 3 во время выдержки обеспечивается тем, что реле максимальногодавления(не показано) выключаетнасос 1 и давление в гидроцилиндре 3остается на достигнутом уровне, таккак магистраль 2 заперта обратнымклапаном 11, а сливной клапан 8закрыт.Вслед за выключением насоса 1распределитель 13 переключается в 30исходное положение(изображенноена фиг. ), а клапан 7 закрывается,Продолжительность выдержки устанавливается реле времени(не показано),которое пускается в момент отключения насоса в начале вццержки.Если после выдержки резко сброситьдавление в гидроцилиндре 3, то этоприводит к резкому снижению усилияобжима реакционной смеси в капсуле, 40 и, как следствие, к растрескиванию.образовавшихся в процессе синтезакрупных кристаллов сверхтвердогоматериала на мелкие осколки. Поэтомусброс давления в рабочем цилиндре 3 45 после выдержки производят постепенно и плавно(беэ скачков), растягивая процесс до 60 с. Достигаетсяэто следующим образом. По окончаниивыдержки реле времени включает насос1, который нагнетает давление вмагистраль 12 управления(магистраль2 в это время перекрыта клапаном 7,так как давление в его кольцевой инадпоршневой полостях выровнялось,а магистраль 4 перекрыта клапаном 9 .Переключением распределителя 14в левое положение магистраль управления 12 соединяется с надпоршневойполостью клапана 1 О. В результате этого клапан 10 своим поршнем отсекает магистраль 4 от слива(осуществляется подготовка к возвратному ходу). Давление жидкости из магист рапи 2 через регулируемый дроссель 27 передается в управляющую полость 18 гидроэамка 5(фиг, 2)и одновременно в управляющую полость 23 гидро- замка 16(фиг, 3), Однако так как О активная площадь поршня 17 больше актинной площади поршня 22, то поршень 17 начинает перемещаться влево по чертежу, в то времякак поршень 22 остается до поры неподвижным, 5 Скорость перемещения поршня 17 регулируется дросселем 27, с помощью которого изменяют проходное сечение магистрали 25. Кроме того, н начале хода поршня 17 его движение замедля ется и стабилизируется тем, чточасть годанаемой по магистрали 12 жидкости направляется через дроссель 26 на слив, Перемещающийся поршень 17 толкает клапан 19, заставляя 25 его также медленно перемещаться влево. Выполненные на штоке клапана 19 кпиновидные канавки 20 постепенно выходят из отверстия клапана 19, соединяя тем самым надпоршневую по- З 0 пость клапана 8 со сливом.Так как канавки 20 имеют плавноувеличивающуюся от начала к концу гиубину, то их проходное сечение увеличивается также медлейно по мере продвижения клапана 19. Соответственно с этим также медленно снижается давление н надпоршневой полости сливного клапана 8, А так как падпоршневая полость клапана 8 сооб щается с гидроцилиндром 3, то столь же медленно снижается давление жидкости н гидроцилиндре 3 от рабочей величины до нуля. За счет этого процесс снижения давления занимает45 около 60 с, Этим и достигается постепенное, растянутое до 60 с,снятие усилия обжима капсулы, которое исключает растрескивание кристаллов сверх- твердого материала, образовавшихся50 при синтезе Когда давление в гидроцилиндре 3 сброшено практически до нуля, поршень 17 при своем движении перекрывает дроссепь 26, прекращая тем самым частичный слив жидкости из управляющей полости 18, Скорость перемещения поршня 17 за счет этого увеличивается и одновременно с этим выдвигаются из отверстия широкие канавки 21 на штоке клапана 19.Это обеспечивает бьстрый слив масла из надпоршневой полости сливного клапана 8Дальнейшее перемещение поршня 17 прекращается(он дошел до торца расточки), давление в магистрали 25,а значит и в управляющей полости 23 гидроэамка 16(фиг. 3 увеличивается. Только теперь, когда давление в гидроцилиндре 3 сброшено до нуля, подается давление в возвратный гидроцилиндр 5 для обратного хода пресса. Под действием давления н полости 23 поршень 22 перемещается вправо(по чертежу)и толкает шарик 24 в гидрозамке 16(фиг. 3) в результате чего надпоршневая полость нагнетательного клапана 9 соединяется со сливом. Под напором давления, создаваемого насосом),поршень клапана 9 всплывает, соединяя тем самым магистраль 4 с возвратным гидроцилиндром 5. Плунжер возвратного гидроцилиндра 5 начинает перемещаться, осуществляя возвратный ход подвижной плиты 29 пресса. При этом сливной клапан 8 открывается (за счет подпора, создаваемого н магистрали 2 плунжером гидроципиндра 3), обеспечивая спин жидкости иэ гидроцилиндра 3 при возвратном ходе.При движении вниз(по чертежу)подвижная плита 29 пресса надвигается на конечный выключатель(не показан), который вьщает сигнал на переключение распределителя 14 в правое положение. В результате этого надпоршневая полость клапана О соединяется со сливом, сливной клапан 10 открывается и этим сообщает возвратный гидроцилиндр 5 со сливом, Возвратный ход пресса закончен. Этим же переключением распределителя 14 магистраль управления 12 отсекается от магистрали 25, которая теперь через распределитель 14 соединена со сливом,Избыточное давление н управляющих полостях 8 и 23 гидрозамкон 5 и 6 быстро снимается, так как жидкость на слив свободно проходит через обратный клапан 28(а не через дроссель 277. Под действием своих пружин поршень 17, клапан 19 и поршень 22 возвращаются в исходное положение, Насосможет быть выключен (или пррдолжает работать на слив).7 11На этом цикл синтеза сверхтвердыхматериалов закончен, Капсулу спродуктами синтеза извлекают изпресса, а на ее место устанавливаютдругую капсулу для следующего цикла. Технический эффект предлагаемой системы управления гидравлическим прессом для синтеза сверхтвердых материалов заключается в том, что она обеспечивает не только выдержку усилия обжима реакционной смеси в течение заданного времени, но и главным образом медленный, растянутый и регулируемый во времени сброс давления в рабочем гидроцилиндре после выдержки, а также четкийФ 1 Ы 71 8цикл прессования. Технико-экономические преимущества предлагаемойсистемы управления заключаются втом, что за счет продолжительнойвыдержки усилия обжима в реакционной смеси образуются крупные кристаллы сверхтвердого матернала, иглавным образом в том, что эа счетпологой характеристики снятияусилия обжима .после выдержки предотвращается разрушение образовавшихсякристаллов, что в конечном итогеповышает их полезный выход(прибыстром сбросе усилия кристаллычастично разрушаются, превращаясЬв значительно менее ценные пылевьщ,ные частицы).ставитель А.Волковхред А Яабинец Корректор С,Шекмар Заказ 650 Тираа 62 Государственного елам изобретений Иосква, Ж, Ра п 130