Нивелирующее устройство

(в) 3 Ш ац 204251) В 23 С 19 64 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам эв, . -, й 3ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК ПАТЕНТУ(72) Иванушкин ВА Грамотеев ВГ.(57) Иоюльзование: литейное производство, в агрегатах и машинах автоматических формовочаалиний для изготовления крупных песчано-глинистых форм Сущность изобретению устройство снабжено управляемыми репейными ключами по количеству нивелирующих цилиндров, релейным датчиком давления и баком.логического управления, причем нивелирующие цилиндры соединены через управляемые репейные ключи с надпоршневой полостью рабочего цилиндра и с входом релейного датчика давления, выход которого соединен с входом блока логичесного управлени выходы которого соединены соответственно с управляющими входами управляемых репейных ключей.3 ил.Изобретение относится к литейномупроизводству и может быть использовано вагрегатах и машинах автоматических линийдля изготовления крупных песчано-глинистых форм.Известно устройство нивелирующеедля вытяжных столов формовочных машин,содержащее нивелирующие бруски, опирающиеся на пружины, и механизм фиксации. Аксенов П,Н, Оборудование литейных цехов. М.,. Машиностроение, 1977; с.147,рис.130);Известно также устройство нивелиру. ющее для вытяжных столов формовочныхмашин, содержащее нивелирующие гидроцилиндрына поршникоторых опираютсянивелирующие бруски и кран отсечки (Аксенов П,Н. Оборудование литейных цехов,.М.:Машиностроение, 1977, с.147; рис.131).Недостатками известных устройств яв-,ляются неудобство эксплуатации, трудоемкость процессов нивелирования и низкая.производительность процесса вытяжкиполуформ,. Известно также устройство нивелирую-.щее для вытяжных столов формовочных машин, содержащее гидроприводдля подьемастола, нивелирующие цилиндры с плунжерами, сообщенные.с рабочей магистральючерез напорные клапаны, рабочий цилиндр,подключенный к рабочей магистрали, подпитывающий цилиндр, установленный.параллельно рабочему цилиндру и подсоединенный к рабочей магистрали через обратный клапан, причем запорные,клапанывыполнены тарельчатыми и имеют направляющие пояски, при этом подпитывающийцилиндр. сообщен с полостями под направляющими поясками запорных клапанов (а.с.СССР М 590070, кл, В 22 С 19/ОО, 19 Щ. Недостатками этого устройства являются.его низкая надежность, а также малаяпроизводительность процесса вытяжкиполуформ,Наиболее близким по технической сущности, т,е. прототипом, является устройствонивелирующее для вытяжных столов формовочных машин, содержащее гидроцилиндр подьема стола; нивелирующиецилиндры с плунжерами, сообщенные с рабочей магистралью через эапорные тарель чатые клапаны, имеющие направляющиепояски, рабочий цилиндр, подключенный крабочей магистрали, и обратный клапан, установленный в поршне рабочего цилиндра,подпоршневая полость которого и полости под направляющими поясками запорныхтарельчатых клапанов сообщены с рабочей полостью гидроцилиндра подьема стола 1). Устройство нивелирующее работаетследующим образом.При подаче давления в рабочую полостьгидроцилиндра вытяжки рабочая жидкость 5 поступает в рабочий цилиндр и перемещаетего поршень к верхней крышкеПри этом рабочая жидкость из рабочего цилиндра вытесняется поршнем в нивелирующие цилин дры,перемещая плунжеры вверх до упора, 10 После того, как плунжеры займут крайнееверхнее положение, давление в рабочей полости гидроцилиндра вытяжки возрастает, плунжер гидроцилиндра вытяжки вместе с вытяжным столом и нивелирующим меха низмом поднимаются, вводя нивелирующий механизм во взаимодействие с полуформой.При приеме на вытяжной стол полуформы она из-за неровности ее нижней повер хности взаимодействует не со всемипаунжерами нивелирующих цилиндров одновременно. Плунжер, который первый вступает во взаимодействие с полуформой, леремещаясь вниз, вытесняет рабочую жид кость из нивелирующего цилиндра через открытый клапан в рабочий цилиндр, поршень которого спускается вниз. В момент упора поршня рабочего цилиндра, в нижнюю крышку давление рабочей жидкости в его 30 верхней полости резко возрастает и запорные клапаны, преодолев сопротивление пружин и давление в рабочей магистрали, закрываются, В результате чего, движение плунжеров нивелирующих цилиндров пре кращается, После этого снижается давлениерабочей жидкости в рабочей полости гидро- цилиндра вытяжки, при этом его плунжер под действием нагрузки перемещается вниз, осуществляя вытяжку полуформы. По- "0 сле снятия полуформы с плунжеров нивелирующих цилиндров давление рабочей жидкости в верхней полости рабочего цилиндра падает, запорные клапаны под воздействием пружин и остаточного давления 45 в рабочей магистрали открываются, приэтом нивелирующий механизм подготовлен к выполнению следующего цикла вытяжки,Обратный клапан в поршне рабочего. цилиндра служит для компенсации утечекрабочей жидкости из нивелирующих цилиндров. При этом, если при подаче давления в рабочую полость гидроцилиндра вытяжки поршень рабочего цилиндра доходит до упора в верхнюю крышку раньше, чем плунБб жеры нивелирующих цилиндров займутсвое исходное положение, то рабочая жидкость, поступающая в рабочий цилиндр из рабочей полости гидроцилиндра вытяжки, преодолев сопротивление пружины, открывает обратный клапан и через открытые за2003427 5 бпорные клапаны поступает в нивелирующие роцилиндр вытяжки, нивелирующие цилинцилиндры и заставляет их плунжеры занять дры с плунжерами, рабочий цилиндр, подисходное (верхнее) положение, ключенный к рабочей магистрали, иНедостатком данного устройства явля- обратный клапан, установленный в поршнеется то, что оно не обеспечивает высокой 5 рабочего цилиндра, снабжено управляемыпроизводительности процесса вытяжки .ми релвйными ключами по количеству нивеполуформ при формовке высоких трудновы- лирующих цилиндров, релейным датчикомнимаемых моделей. давления и блоком логического управления,Низкая производительность процесса причем нивелирующие цилиндры соедине- .вытяжки при формовке высоких моделей 10 ны через управляемые релейные ключи собъясняется наличйем в известном устрой- надпоршневой полостью рабочего цилиндстае для отсечки нивелирующих цилиндров ра и с входом релейного. датчика давления,эапорных тарельчатых клапанов, управляв- . выход которого соединен с входом блокамых потоком рабочей жидкости гидросисте- логического. управления, выходы которогомы, которые относятся к классу аналоговых 15 соединены соответственно с управляющи-.дифференциальных устройств, степень за- . ми входами управляемых релейных ключей.крытия (открытия) которых определяется Сопоставительный анализ с прототиразностью давлений (как в статическом, так пом показывает, что заявляемое устройствои в динамическом режимах работы) на их отличается наличием новыхэлементов; упвходе (давление рабочей магистрали плюс 20 равляемых релейных ключей,. релейногодавление от усилия пружины) и выходе(дав- датчика давления и блока логического упление в нивелирующих цилиндрах). равления и их связи с остальными элеменТак, в известном устройстве при сниже-. тами устройства,нии давления(переходный процесс в гидро- Таким образом, заявляемое устройствосистеме) в рабочей магистрали для 25 соответствует критерию.изобретения "Нореалиэации операции вытяжки автоматиче- виана",ски снижается и давление в нивелирующих Сравнение заявляемого решения с друцилиндрах (на выходе клапана), что в свою гими техническими решениями. показывает,.очередь приводит (в переходном режиме) к что управляемые релейныв ключи и рвлейчастичному приоткрыванию клапанов (уси ные датчики давления широко известнылие пружины в закрытом состоянии клапана (Свешников В,К. и др. Станочные гидропримаксимально) и кратковременному расфик- воды, Справочник, М Машиностроение,сированию нивелирующих цилиндров, а 1982), Однако при их введении в указанной, также изменению положения опускаемой связи с остальными элементами схемы вполуформы (перекос и покачивание - из-за 35 заявляемое устройство вышеуказанные элвнеизбежного смещения центра тяжести менты проявляют новые свойства, что при"полуформыотносительноеегеометрическо- водит к повышению качества процессаго центра). При этом, какйоказала практика нивелирования и производительности проэксплуатации известного устройства, с уве- цесса вытяжки при формовке высоких моделичением скорости протяжки(увеличением 40 лей. Это позволяет сделать вывод овеличины снижения давления в рабочей ма- соответствии технического решения критегистрали) данная картина усугубляетсся и рию "Существенные отличия".при протяжке трудновынимаемых пол- Нафиг.1 представленасхемапредлагауформ происходит их повреждение; Вслед-емого устройства; на фиг,2 - схема блокаствие чего известное устройство может 45 логического управления устройства; набыть применено при формовке невысоких фиг.3 - схема элемента памяти блока логилегковынимаемых моделей, процесс же вы- ческого управления.тяжки полуформ при формовке высоких Устройство (фиг, Ц содержит нивелирутрудновынимаемых моделей может быть ре- ющие цилиндры 1,2,3,4 с плунжерамиализован при очень низких скоростях про 5,6,7,8, рабочий цилиндр 9, в поршне 10тяжки; а следовательно, и низкой которого установлен обратный клапан 11,производительности. управляемые репейные ключи 12, 13; 14, 15,Цель изобретения - повышение произ- релейный датчик 16 давления и блок 17водительности процесса вытяжки при фор- логического управления. Нивелирующиемовке высоких моделей путем применения 55 цилиндры 1,2,3,4 соединены через управлядля отсечки нивелирующих цилиндров ре- ющие релейные ключи 12, 13, 14, 15 с надлейных ключей, управляемых от независи- поршневой полостью 18 рабочего цилиндрамого(от гидросистемы) источника энергии, 9 и с входом 19 релейного датчика 16 давлеУказанная цель достигается тем, что ус- ния, выход 20 которого соединен с входомтройство нивелирующее, содержащее гид блока 17 логического управления, внхо 2003427 810 20 40 50 ды 22, 23, 24, 25 которого соединены соответственно с управляющими входами 26, 27, 28, 29,управляемых релейных ключей 12, 13, 1.4, 15, Подпоршневая полость 30 рабочего цилиндра 9 соединена каналом 31 в плунжере 32 вытяжного стола с рабочей полостью ЗЗ гидроцилиндра 34 .вытяжки. Обратный клапан 11 в поршне.10 рабочего цилиндра 9 служит для компенсации утечек рабочей жидкости устройства, Релейный датчик 16 давления выполнен с регулируемым порогом срабатывания.Блок 17 логического управления (фиг.2) содержит элемент 35 памяти, элемент 36 времени, элемент НЕ 37, элемент И 38 ивыходные усилители 39, 40, 41 и 42. Первый вход 43 (включакйций вход) элемента 35 памяти соединен с вхрдом 21 блока 17 логического управления и с входом 44 элемента НБ.37, выход 45 которогосоединен с первым входом 46 элемента И 38; второй вход 47 которого соединен с вйхадом 48 элемента 35 памяти и с входами 49,50,51 и 52 выходных усилителей 39, 40, 41 и 42, выходы 53, 54, 55 и 56 которых соединены соответственно с выходами 22, 23, 24 и 25 блока 17 логического управления. Выход 57 элемента И 38 соединен. с входом 58 элемента 36 времени, выход 59 которого соединен с вторым входом 60(выключающий вход) элемента 35 памяти. Выдержка времени элемента 36 времени выбирается равной или большей времени полного выхода полуформы из модели. Элементы 17 блока логического управления получают питание от независимага от гидросистемы источника энергии (на схемах не показан), Элемент 35 памяти (фиг,З) блока 17 логического управления содержит элемент ИЛИ 61, элемент И 62 и элемент НЕ 63.Первый вход 64 элемента ИЛИ 61 является включающим входом 43 элемента 35 памяти, а второй его вход 65 соединен с выходом 66 элемента И 62, являющимся выходом 48 элемента 35 памяти.ВЫход 67 элемента ИЛИ 61 соединен свходом 68 элемента И 62, второй вход 69 которого соединен с выходом 70 элемента НЕ 63; вход 71 которого является выключающим входом 60 элемента 35 памяти.Устройство работает следующим образом.При подаче давления в рабочую полость 33 гидрацилиндра 34 вытяжки рабочая жид. кость поступает в рабочий цилиндр 9 па каналу 31 и перемещает его поршень 10 к верхней крышке, При этом рабочая жидкость из рабочего цилиндра 9 вытесняется поршнем 10 в нивелирующие цилиндры .1,2;3 и 4, перемещая плунжеры 5,6,7 и 8 до упора. После того, как плунжеры 5,6,7 и 8 займут крайнее верхнее положение, давление в рабочей полости ЗЗ гидроцилиндра 34 вытяжки возрастает, плунжер 32 вместе с вытяжным столом и нивелирующим механизмом поднимаются, вводя нивелирующий механизм во взаимодействие с полуформой. При приеме на вытяжной стол палуфармы она из-за неровности ее нижней поверхности взаимодействует не со всеми плунжерами 5,6,7 и 8 одновременна. Плунжер 5,6,7 или 8, который первый вступает во взаимодействие с полуформой, перемещаясь вниз, вытесняет рабочую жидкость из нивелирующего цилиндра (1,2,3 или 4 соответственна) через открытые управляемые релейные ключи (12, 13, 14 или 15) в рабочий цилиндр 9, поршень которого опускается. В момент упора поршня 10 рабочего цилиндра 9 в нижнюю крышку давление рабочей жидкости в его верхней полости 18 резко возрастает, при этом появляются сигналы на.выходе 20 релейного датчика 16 давления, входе 21 и выходах 22, 23, 24 и 25 блока 17 логического управления, атакже управляющих входах 26, 27, 28 и 29 управляемых релейных ключей 12, 13, 14 и 15,При появлении сигналов на управляющих. входах 26, 27, 28 и 29 ключи 12; 13, 14 и 15 закрываются, в результате чегодвижение плунжеров 5,6,7 и 8 прекращается, а полуфарма остается зафиксированной; После этого снижается давление рабочей жидкости в рабочей полости 33 гидроцилиндра 43 вытяжки, при этом его плунжер 32 под действием нагрузки перемещается на малой Скорости вниз, осуществляя первый этап вытяжки полуформы (отхад ат модели на 510,мм), при этом снижается также давление в полости 18 рабочего цилиндра 9, на входе 19 релейного датчика 16 давления и исчезают сигналы на выходе 20 релейного датчика 16 давления и входе 21 блока 17 логического управления. Сигналы же на выходах 22, 23, 24 и 25 блока 17 логического управления, а также управляющих входах 26, 27, 28 и 29 управляемых релейных ключей 12, 13, 14 и 15 сохраняются и ключи 12, 13, 14 и 15 остаются закрытыми, Затем сбрасывается давление рабочей жидкости в рабочей полости ЗЗ гидрацилиндра 34 вытяжки и ега плунжер 32 перемещается вниз на маршевой скорости, осуществляя второй этап вытяжки полуфармы (полный выход палуформы из модели). После снятия полуфармы управляемые релейные ключи 12, 13, 14 и 15 остаются закрытыми.Затем по команде блока .17 логического управления исчезают сигналы на управляющих входах 26, 27, 28 и 29 управляемых релейных ключей 12, 13, 14 и 15. Управляе2003427 51015 20 25 30 50 мые ключи 12, 13, 14 и 15 открываются. при этом нивелирующее устройство подготовлено для выполнения следующего циклМ вытяжки.Блок 17 логического управления (фиг.2) устройства работает следующим образом,При появлении сигнала на входе 21 блока 17 уп,авления (т.е. при фиксировании полуформы) появляются сигналы на входе 43 и выходе 48 элемента 35 памяти, входах 49, 50, 51, 52 и выходах 53, 54, 55, 56 выходных усилителей 39, 40, 41, 42, выходах 22, 23, 24 и 25 блока 17 логического управления, входе 47 элемента И 38, а также на входе 44 элемента НЕ 37, при этом сигналы на его выходе 45 и входе 46 злемента И 38 исчезают, После исчезновения сигнала на входе 21 блока 17 логического управления (т.е. после отрыва полуформы от модели) исчезают сигналы на входе 43 элемента 35 памяти и входе 44 элемента НЕ 37 и появляются сигналы на его выходе 45 и входе 46 элемента И 38. При этом сигналы на выходе 48 элемента 35 памяти, входах 49, 50, 51 и 52 и выходах.53,54, 55, 56 выходных усилителей, выходах 22,23, 24, 25 блока 17 логического управления, а также входе 47 элемента И 38 сохраняются.При появлении сигнала на.еходе 46 эле. мента И 38 появляются сигналы на его выходе 57 и входе 58 элемента 36 времени. По истечении"установленной выдержки времени (т.е, после полного выхода полуформы из , модели) появляются сигналы на выходе 59 элемента 36 времени и втором входе 60 элемента 35 памяти, при этом исчезают сигналы на выходе 48 элемента 35 памяти, входах 49, 50, 51, 52 и выходах 53, 54, 55, 56 выходных усилителей 39, 40, 41, 42, выходах 22,23, 24 и 25 блока 17 логического управления, 40входе 47 и выходе 57 элемента И 38, входе58 и выходе 59 элемента 36 времени, а такжевходе 60 элемента 35 памяти. При новомпоявлении сигнала на входе 21 блока 17логического управления работа блока повторяется в описан ном выше. порядке,Элемент 35 памяти (фиг.З) логическогоуправления работает следующим образом.В исходном состоянии (при отсутствии сигналов нэ входах 64 и 71) отсутствуют сигналы на выходах 67 элемента ИЛИ 61, отсутствует сигнал на входе 68 и выходе 66 элемента И 62 и присутствуют сигналы на выходе 70 элемента НЕ 63 и входе 69 элемента И 62.При подаче сигнала на вход 64 и отсутствии сигнала на входе 71 появляются сигналы на выходе 67 элемента ИЛИ 61, входе 68 и выходе 66 элемента И 62. Сигнал с выхода 66 элемента И 62 поступает на второй вход 65 элемента ИЛ 1 61 (сигнал обратной связи). При исчезновении сигнала на входе 64 сигнал на выходе 66 элемента И 62 сохраняется. При подаче сигнала на вход 71 элемента НЕ 63 исчезает сигнал на его выходе 70, входе 69 и выходе 66 элемента И 62, а также на входе 65 элемента ИЛИ 61 и схема элемента 35 памяти возвращается в исходное состояние. Таким образом, использование в данном устройстве дискретно управляемых релейн ых ключей, релейного датчика давления и блока логического управления (с независимым источником питания) обеспечивает. повышение производительности и качества процесса вытяжки полуформ при формовке высоких трудновынимаемых мо-. делей. Повышение производительности и качества достигается за счет того, что на работу дискретно управляемых релейных ключей, а следовательно, и состояние плунжеров нивелирующих цилиндров в зафиксированном положении, не влияют такие факторы, которые имеют место при протяжке полуформ, как изменение величин давлений в системе в статическом и динамическом режимах ее работы, изменение скорости протяжки (отрыв от модели и полный выход из нее), смещение центра тяжести опоки относительно ее геометрического центра, а также колебания давления рабочей жидкости на входе из-за влияния параллельно работающих механизмов автоматической формовочной линии, подключенных к рабочей магистрали гидросистемы.(56) Авторское свидетельство СССР М 1061913, кл. В 22 С 19/00, 1983, 2003427формула изобретенияНИВЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО. содержащее гидроцилиндр вытяжки, нивелирующие цилиндры с плунжерами, рабочий цилиндр, подсоединенный к рабочей магистрали, и обратный клапан; установленный в поршне рабочего цилиндра, отличающееся тем, что оно снабжено управляемыми . релейными ключами по количеству нивелирующих цилиндров. релейным датчиком давления и блоком логического управления, причем нивелирующие цилиндры соединены через управляемые .релейные ключи с надпоршневой полостью рабочего цилиндра и с входом релейного датчика давления, выход которого соединен с входом блока логического управления, выходы ,. которого соединены соответственно с уп равляющими входами управляемых релейным ключей,