CS227017B2 - Způsob cejchování měřiče polohy - Google Patents

Abstract

Způsob cejchování měřiče polohy, opatřeného cívkovou soupravou spojenou s válcem hydraulického pístového mechanismu a jádrem uloženým posuvně v cívkové soupravě a spojeným s pístem hydraulického mechanismu, za účelem linearizace údaje polohy v celém regulačním zdvihu pístu. K cejchování se nejprve měřením zjisltí nulo- 'vý bod měřiče polohy a střed zdvihu pístu, načež se uvedou do souhlasné polohy relativním axiálním pohybem cívkové soupravy a jádra, s výhodou posunutím cívkové (soupravy proti nehybnému jádru. Po tomto relativním pohybu se měřič polohy v nastavené korigované poloze upevní v hydraulickém pístovém mechanismu.

Description

Vynález se týká způsobu cejchování měřiče polohy k linearizaci údaje polohy v celém regulačním zdvihu pístu hydraulického pístového mechanismu, přičemž měřič polohy má cívkovou soupravu spojenou s válcem, v níž je uloženo jádro spojené s pístem, a cívková souprava a jádro jsou relativně pohyblivé.

Při výrobě měřičů polohy tohoto druhu Vznikají nezbytně tolerance, zejména pokud jde o přesnou polohu cívkové soupravy a jádra a o magnetické vlastnosti jádra. Tyto tolerance mohou v praxi způsobit malé axiální posunutí lineárního měřicího rozsahu měřiče, které má za následek, že na jednom konci regulačního zdvihu pístu hydraulického mechanismu, spojeného s regulovahým zařízením, nejsou výstupní signály měřiče lineární.

Vynález odstraňuje tuto nevýhodu a jeho podstata spočívá v tom, že s© nejprve měřením zjistí nulový bod měřiče polohy a Střed regulačního zdvihu písltu, načež se relativním axiálním pohybem mezi cívkovou Soupravou a jádrem nulový bod měřiče polohy uvede do souhlasné polohy se středem regulačního zdvihu pístu.

Tím se dosáhne toho, že v celém rozsahu regulačního zdvihu pístu hydraulického mechanismu vysílá měřič polohy signály, které jsou přesně úměrné poloze pístu, bez ohledu na výrobní odchylky.

Vynález je v dalším vysvětlen v souvislosti s výkresy, kde značí obr. 1 schematicky zařízení na lití kovů, kde šoupáltkový uzávěr licí pánve je ovládán hydraulickým pístovým mechanismem, který je řízen elektricky a opatřen měřičem polohy, obr. 2 Ve zvětšeném měřítku řez hydraulickým pístovým mechanismem s měřičem polohy, obr.

řez cívkovou soupravou měřiče polohy, obr.

ve větším měřítku řez jádrem a na obr.

je znázorněna charakteristika měřiče polohy.

Obr. 1 ukazuje šoupáltkový uzávěr 1 pánve 2 na roztavený kov, z níž vytéká kovový proud 3 například do kokily 4 ke kontinuálnímu lití. Soupátkový uzávěr 1 má lineárně pohyblivý šoupátkový díl 5, který je neznázorněnou uvolnitelnou spojkou spojen s výhodou silovým spojením bez axiální vůle s pístnicí 6 dvojčinného hydraulického mechanismu 7 s válcem a pístem. Řídicí Šoupátko 8 slouží spolu s elektrohydraulickým pohonem pro rozvádění pohybové energie, fto znamená hydraulického tlakového média, do hydraulického mechanismu 7.

Elektrohydraulický pohon obsahuje mimo jiné signálový měnič 9, tlačítkovou spínací krabici 10 s indikačním přístrojem 10a a izapisovač 11.

Měřič polohy je podle obr. 2 umístěn v duté pístnici 8 hydraulického mechanismu

7. Měřič polohy ÍS je podle obr. 2 na pravém konci spojen s vedením 12, které je připojeno k signálovému měniči 9. Signálový měnič 9 je spojen s tlačítkovou spínací krabicí 10 a s indikačním přístrojem 10a á napájí indikační přístroj 10a signály v závislosti na signálech přijatých z vedení 12, které jsou úměrné pracovní poloze pohyblivého šoupátkového dílu 5. Indikační přístroj 10a je uložen s výhodou v běžné tlačítkové spínací krabici 10, která slouží slévači k ručnímu řízení šoupátkovému závěru 1.

Pístnice 6 má na konci ležícím podle obr. 2 vlevo unášeč 13, jenž je součástí zmíněné spojky, sloužící ke spojení pístnice 6 a pohyblivého šoupátkového dílu 5 v osovém směru prakticky bez vůle. Spojka zajišťuje přesný souhlas pracovní polohy pohyblivého šoupátkového dílu 5 a pístnice 6.

V axiálním vývrtu 14 pístnice 6 je uložen měřič 15 polohy. Měřič 15 polohy má cívkovou soupravu 16 (obr. 3), která je upevněna podle obr. 2 na pravém konci na víku 20 hydraulického válce hydraulického 'mechanismu 7 a je s výhodou zašroubována do otvoru ve víku 20. Cívková souprava 16 obklopuje jádro 18 z magneticky měkkého materiálu upevněné na tyči 17, která je upevněna koncem ležícím podle obr. 2 vlevo v zátce 19. Zátka 19 je uložena pevně v pístnici 6 a je s výhodou zašroubována do závitu v pístnici 6. K přesnému nastavení polohy zátky 19, a tedy jádra 18, je v pístnici 6 upraveno osazení 19a, k němuž zátka 19 je přitisknuta šroubováním, jak je patrno z obr. 2. Tato úprava zajišťuje nejen přesnou polohu jádra 18, nýbrž 1 jeho pohodlnou výměnu.

Hydraulický válec hydraulického mechanismu 7 má ve víku 20 výstředný přívodní otvor 21 pro přívod hydraulického média, a v konci ležícím na obr. 2 vlevo odváděči otvor 22. Otvory 21, 22 jsou propojeny s vnitřkem válce, takže vhodným řížením průtoku v potrubích podle obr. 1, která jsou spojena s otvory 21, 22, lze vyvolávat pohyb pístu 23 uvnitř válce.

Je zřejmé, že při každém pohybu pístu 23 se společně s ním pohybuje pístnice 6, tedy i tyč 17 nesoucí jádro 18. Tím vzniká při každém pohybu pístu 23 relativní pohyb mezi jádrem 18 a cívkovou spouravou 16. Každé pracovní poloze pohyblivého šoupátkového dílu 5 odpovídá tedy určitá relativní poloha jádra 18 a cívkové soupravy 18.

Cívková souprava 16 sestává z několika jednotlivých cívek 28, 29, 30. S výhodou je vytvořena jako kombinace indukčních cívek, která vysílá pro každou polohu jádra 18 vůči cívkové soupravě 16 indukované najpětí, které je úměrné této poloze. Toto napětí se přivádí vedením 12 jako signál do Signálového měniče 9, který jej vyhodnotí.

Hydraulický válec hydraulického mechanismu 7 je chlazený; k tomuto účelu slouží chladicí plášť 24, který je opatřen přívodními otvory 25 a výstupními otvory 26 pro chladivo.

Cívková souprava 18 má pouzdro 27 z materiálu odolného vůči účinkům koroze vyvolávané použitým tlakovým médiem, například z nemagnetické nerezavějící oceli, kterým jsou cívky hermeticky uzavřeny. To znamená, že pouzdro 27 těsně uzavírá cívky jak na vnější, tak i na vnitřní straně.

Ve znázorněném provedení má cívková souprava 16 tři cívky 28, 29, 38, které jsou uloženy vedle sebe a jsou zajištěny v© vzájemné poloze v pouzdru 27 zalévací hmotou. Střední cívka 29 je budicí a postranní cívky 28, 30 jsou přijímací.

Elektrické přívody cívek 28, 29, 30 jsou podle obr. 3 na pravém konci cívkové soupravy 16 spojeny s kolíky vidlice 31, která je zasazena do otvoru pouzdra 27 a dá še spojit se zásuvkou 31b umístěnou na konci vedení 12.

Pouzdro 27 má podle obr. 3 na pravém konci vnější závit 32, kterým se dá cívková souprava 16 podle obr. 2 z pravé strany zašroubovat do víka 20 válce hydraulického mechanismu 7. Jádro 18 sestává s výhodou ze slitiny niklu a železa s vysokou jpermeiabilifou.

Axiální délka měřiče 15 polohy a zejména cívkové soupravy 16 je menší než axiální délka válce hydraulického mechanismu

7. Přesto jsou po celém zdvihu pístu 23 výstupní signály lineárně úměrné jeho pohybu.

Při použití měřiče polohy vzniká problém týkající se linearity signálů na regulační dráze měřiče 15 polohy. V popsaném licím zařízení je měřič 15 polohy uložen uvnitř hydraulického pístového mechanismu 7, aby byl chráněn proti škodlivým vnějším vlivům a aby mechanické provedení bylo co nejjednodušší. To však znamená, že délka vlastního měřiče 15 polohy nemůže být větší než regulační zdvih hydraulického pístového .mechanismu 7, pokud se nemá pístnice 6, tedy i válec prodloužit, což je samozřejmě nežádoucí. Přitom je ovšem velice obtížné dodržet linearitu signálů na poměrně krátké délce měřiče 15 polohy.

Skutečně se toho dosáhne teprve pomocí popsané cívkové soupravy 18. Avšak i v tomto případě odpovídá dosažitelná lineární oblast nanejvýše délce regulačního zdvihu.

Tolerance při výrobě měřičů 15 polohy mají u hotového měřicího zařízení zpravidla za následek malá axiální posunutí lineární oblasti, tedy nelinearitu signálů v oblasti jednoho konce regulační dráhy.

Na obr. 5 je znázorněna ideální nulová čára 0, to znamená čára, která v ideálním případě znázorňuje nulovou polohu měřiče 15 polohy, když prochází středem cívkové soupravy 16 a středem jádra 18 z magnetického materiálu. Mimo to jsou na obr. 5 znázorněny dvě ideální teoretické čáry 1, 2, které představují meze lineárního měřicího rozsahu měřiče 15 polohy. Křivka citlivosti 3 je, jak ukazuje obr. 5, uvnitř mezí tvořena přímkou, takže v tomlto rozsahu jsou výstupní signály měřiče 15 polohy lineární.

V praxi však nelze dosáhnout takových ideálních podmínek; na obr. 5 je jako příklad znázorněna možná odchylka, vyvolaná výrobními tolerancemi a vyznačená přerušovanými čarami 0‘, 1‘, 2‘, 3‘. Je patrné, že při odchylce odpovídající praktickému provedení měřiče 15 polohy je nula posunuta oproti ideálnímu případu podle obr. 5 doleva o vzdálenost χ. V praxi Jto znamená, že v oblasti na konci regulačního zdvihu podle obr. 5 vpravo není dodržena linearita signálu. Aby se tomu zabránilo, posune se podle vynálezu lineární rozsah tak, aby splýval s ideálním rozsahem. Pro znázorněný konkrétní případ to znamená, že mezi cívkami 28, 29, 30 a jádrem 18 musí být vyvolán relativní pohyb o vzdálenost x. Obecně je možné ponechat polohu cívkové soupravy 16 beze změny a posunout jádro 18. V praktickém provedení podle vynálezu se však dává přednost tomu, aby se posunula cívková souprava 16 vůči jádru 18 a zajistila v posunuté poloze. K tomuto účelu má pouzdro 27 na svém podle obr. 5 pravém konci dorazovou plochu 34, před kterou jsou ve znázorněném provedení volně nasunuty tři distanční kroužky 33.

Předpokládá-li se ve znázorněném příkladě, že posunutí nuly odpovídá vzdálenosti x = 5 mm, je nezbytné k tomu, aby se skutečná nula uvedla do souladu s ideální nulou, posunout při nezměněné poloze jádra 18 pouzdro 27 cívkové soupravy 16 podle obr. 5 doprava o 5 mm. Provede se to tím, že k existujícím distančním kroužkům 33 se přidají další kroužky o celkové tloušťce 5 mm.

Předpokládá-li se naopak, že u konkrétního provedení měřiče 15 polohy je skutečná nula posunuta oproti ideální nule doprava asi o 5 mm, je nezbytné posunout pouzdro 27 cívkové soupravy 18 podle obr. 5 doleva o 5 mm. Tato neznázorněná situace se řeší tak, že ze tří distančních kroužků 33 se dva stáhnou za předpokladu, že distanční kroužky 33 mají tloušťku 2,5 mm.

Při takovém posunutí relativním: pohybem mezi jádrem 18 a cívkovou soupravou 16 je zajištěno, že lineární rozsah měřiče 15 polohy souhlasí s regulačním zdvihem zařízení, takže pro každý regulační pohyb je zajištěna linearita signálů.

Je třeba ještě dodat, že na obr. 5 jsou znázorněny poměry na základě diagramu napětí a dráhy, kde sklon charakteristiky 3 udává citlivost měřiče 15 polohy.

V praxi může být žádoucí regulovat několik zařízení, např. licích zařízení podle obr. 1, jedinou regulační jednotkou. V tomto případě je nezbytné, aby všechny měřiče 15 polohy byly korigovány nejen pokud jde o polohu nuly, nýbrž aby měly i stejnou citlivost. Účelně se to provádí tak, že se z většího počtu měřičů 15 polohy, klteré jsou k dispozici, zvolí ty, jež mají podobnou citlivost, a citlivost zvolených měřičů polohy se vzájemně přizpůsobí tak, aby byla v podstatě u všech stejná. Jako základ se vezme měřič 15 polohy s nejmenší citlivostí a citlivost ostatních měřičů 15 polohy se pak zmenší tím, že se zkrátí délka jádra 18; přitom se s výhodou odebírá materiál stejnoměrně z obou konců jádra 18. Tím se dosáhne toho, že střed magnetického pole zůstává beze změny a pole se změní souměrně.

Při korigování a posouvání nuly měřiče 15 polohy se postupuje takto: Nejprve se známými prostředky zakreslí pro měřič 15 polohy závislost napětí a dráhy podle obr.

5. Zakreslená křivka se pak porovná s ideálním teoretickým průběhem závislosti napětí a dráhy, který je dán konstrukčním provedením měřiče 15 polohy, a zjistí se odchylka vyjádřená jako posunutí nuly. Tato odchylka, která leží na úsečce diagramu, pak představuje míru relativního axiálního posunutí mezi cívkovou soupravou 18 a jádrem 18, které se musí provést. Měřič 15 polohy se pak v korigované relativní poloze mezi cívkami 28, 29, 30 a jádrem 18 uloží do pístového mechanismu 7. Jak již bylo uvedeno, zajistí se požadovaná korigovaná relativní poloha mezi cívkovou soupravou 18 a jádrem 18 vhodným přidáním nebo ubráním distančních kroužků 33.

Aby bylo možno provést korekci relativní polohy v obou směrech, je měřič 15 polohy prakticky proveden tak, že ta relativní poloha mezi cívkovou soupravou 16 a jádrem 18, která odpovídá teoretické poloze nuly, je nastavena pomocí distančních kroužků 33.

V důsledku toho lze k provedení korekce této relativní polohy buď přidat, nebo ubrat distanční kroužky 33.

Jak je patrno z obr. 5, je dorazová plocha 34 vytvořena na nákružku 35, který podle obr. 2 přiléhá při namontování cívkové soupravy 18 na čelní plochu víka 20, pokud nejsou upraveny distanční kroužky 33. Má-li měřič 15 polohy distanční kroužky 33, což je obvyklé, dolehne pak ten distanční kroužek 33, který je nejdále od dorazové plochy 34, na čelní plochu víka 20, když je cívková souprava 16 uložena v pístovém mechanismu 7. Na obr. 2 nejsou distanční kroužky 33 znázorněny.

Claims (4)

1. PÍEDMÉT

   1. Způsob cejchování měřiče polohy k linearizaci údaje polohy v celém regulačním zdvihu pístu hydraulického pístového mechanismu, přičemž měřič polohy má cívkovou soupravu spojenou s válcem, v níž je uloženo jádro spojené s pístem, a cívková souprava a jádro jsou relativně pohyblivé, vyznačený tím, že se nejprve měřením zjistí nulový bod měřiče polohy a střed regulačního zdvihu pístu, načež se relativním axiálním pohybem mezi cívkovou soupravou a jádrem nulový bod měřiče polohy uvede do souhlasné polohy se středem regulačního zdvihu pístu.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím,

   YNÁLEZU že k provedení axiálního relativního pohybu mezi cívkovou soupravou a jádrem se jádro zadrží v pevné poloze a cívková souprava se< posune.
3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že měřič polohy se po provedeném relativním pohybu mezi cívkovou soupravou a jádrem v nastavené relativní poloze upevní do hydraulického pístového mechanismu.
4. 4. Způsob podle bodů 1, 2 nebo 3, vyznačený tím, že k zajištění posunuté relativní polohy mezi cívkovou soupravou a jádrem se na cívkovou soupravu zasunou volné distanční kroužky.

   4 listy výkresů en

   Obr.