CS258571B1

CS258571B1 - Deformation measuring device

Info

Publication number: CS258571B1
Application number: CS869256A
Authority: CS
Inventors: Ivo Lana; Jan Hlinka
Original assignee: Ivo Lana; Jan Hlinka
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1988-08-16
Also published as: CS925686A1

Abstract

ávrh se týká zařízení pro měření deformací na vodicích sloupech uzavíracího mechanismu strojů pro tlakové lití. Řeší praktické měření namáhání v provozu na vodicích sloupech způsobem a zařízení přizpůsobeným praktickým podmínkám provozu licích strojů pro tlakové lití. Zařízení má magnetické držáky spojené spojovacím můstkem opatřeným vedenou tlačnou pružinou opřenou o těleso měřicího snímače rozdělené na pevnou část a pružně od ni oddělenou část, které jsou obě opatřeny tvrdými dosedacími hroty, přičemž v pevné části měřicího snímače je upevněn indukční měřicí snímač, v jeho druhé části je stavěči nulovací šroub. Výstup z indukčního snímače je spojen se střídavým zesilovačem opatřeným proměnnou zpětnou vazbou, dále následuje usměrňovač, pásmový filtr, oddělovací zesilovač a vyhodnocovací členy.The proposal concerns a device for measuring deformations on the guide columns of the closing mechanism of die-casting machines. It solves the practical measurement of stress in operation on the guide columns in a manner and device adapted to the practical conditions of operation of die-casting machines. The device has magnetic holders connected by a connecting bridge equipped with a guided compression spring supported by the body of the measuring sensor divided into a fixed part and a part flexibly separated from it, both of which are equipped with hard contact tips, while an inductive measuring sensor is mounted in the fixed part of the measuring sensor, and in its second part there is an adjusting zeroing screw. The output from the inductive sensor is connected to an AC amplifier equipped with variable feedback, followed by a rectifier, a band-pass filter, an isolation amplifier and evaluation elements.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření deformací, například na vodicích sloupech uzavíracího mechanismu strojů pro tlakové lití. Zařízení sestává z upevňovacího ústrojí, měřicího snímače, zesilovače, usměrňovače, filtru, výkonového zesilovače a vyhodnocovacích členů.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a device for measuring deformations, for example on guiding columns of the closing mechanism of die-casting machines. The device consists of a fastening device, measuring sensor, amplifier, rectifier, filter, power amplifier and evaluation elements.

Při tlakovém lití vzniká potřeba, zejména při výměně forem měřit napětí ve vodicích sloupech uzavíracího mechanismu strojů pro tlakové lití. V případě, že dojde například vlivem tolerancí nebo křivého upnutí formy pro tlakové lití k nerovnoměrnému rozdělení napětí ve vodicích sloupech uzavíracího mechanismu stroje pro tlakové lití, dochází k přetížení některého z vodicích sloupů, které může vést k jeho únavovému lomu. Tím dojde k havárii stroje a ohrbženl jeho obsluhy. Jednou z cest, jak zabránit havárii stroje je měření napětí ve vodicích sloupech uzavíracího mechanismu tlakového licího stroje měřením deformací.During die casting, there is a need, in particular when changing molds, to measure the stresses in the guiding columns of the closing mechanism of the die casting machines. If, for example, due to tolerances or curvature clamping of the die casting, an uneven stress distribution occurs in the guide columns of the die casting machine closing mechanism, one of the guide columns is overloaded, which can lead to fatigue fracture. This will cause the machine to crash and bend the operator. One way to prevent machine failure is to measure stress in the guide columns of the die casting machine closing mechanism by measuring deformations.

Nejznámější způsob měření napětí je použiti klasické tenzometrle s použitím nalepovaných tenzometrů jejíž hlavní nevýhodou jsou velké časové ztráty vznikající jak přípravou, tak vlastním měřením. Rovněž vyhodnocení není možné provést okamžitě, ale vyžaduje zdlouhavé zpracováni naměřených hodnot.The best known way of measuring stress is to use a classical strain gauge using glued strain gauges, the main disadvantage of which is a large time loss due to both preparation and measurement. Also, the evaluation cannot be performed immediately, but requires lengthy processing of the measured values.

Dále je znám způsob spočívající v použití délkového měřidla, takzvaného tisícinového indikátoru se stupnicí v jum, který však vyžaduje náročnou úpravu vodicích sloupů uzavíracího mechanismu stroje pro tlakové lití spočívající ve středovém vývrtu vodicích sloupů, jehož hloubka se podle velikosti uzavírací síly pohybuje v rozmezí 500 až 1 000 mm. Další podstatná nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že nelze zjistit ohybovou složku napětí.Furthermore, a method is known of using a length gauge, the so-called thousandth indicator with a scale in jum, which, however, requires a demanding modification of the guiding columns of the closing mechanism of the die casting machine consisting of a central bore of guiding columns. 1 000 mm. Another significant disadvantage of this method is that the bending stress component cannot be detected.

Rovněž je znám způsob měření napětí induktivním snímačem upevněným k vodícímu sloupu uzavíracího mechanismu stroje pro tlakové liti pomooí plastikové samolepicí pásky. Hlavní nevýhodou tohoto způsobu je nutnost dokonalého očištění a odmaštěni měřicího místa na vodicích sloupech uzavíracího mechanismu stroje pro tlakové lití, které má přímý vliv na přesnost měření.Also known is a method of measuring voltage by an inductive sensor mounted to a guiding column of a closing mechanism of a die casting machine using a plastic self-adhesive tape. The main disadvantage of this method is the necessity of perfect cleaning and degreasing of the measuring point on the guiding columns of the closing mechanism of the die casting machine, which has a direct influence on the measuring accuracy.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro měření deformací podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že s feromagneticky vodivou měřenou součástí - vodicím sloupem jsou jedním svým koncem spojeny magnetické držáky, které jsou svým druhým koncem spojeny se spojovacím můstkem opatřeným vedenou tlačnou pružinou opřenou mezi spojovací můstek a těleso měřicího snímače v jehož pevné části tělesa opatřené dvěma tvrdými dosedacími hroty je upevněn indukční snímač opatřený jádrem, přičemž druhá část tělesa měřicího snímače je s pevnou částí spojena pružným můstkem a opatřena dalším tvrdým dosedacím hrotem a současně stavěcim nulovacím šroubem opřeným o posuvnou část indukčního snímače, přičemž výstup z indukčního snímače je spojen s prvním vstupem střídavého zesilovače, na jehož druhý vstup je připojen přepínací vstup výstupu zpětné vazby střídavého zesilovače a výstup střídavého zesilovače je spojen se vstupem usměrňovače jehož výstup je spojen se vstupem pásmového filtru, jehož výstup je spojen se vstupem oddělovacího zesilovače, jehož výstup je spojen s vyhodnocovacími členy, přičemž indukční snímač je napájen ze zdroje vysokofrekvenčního střídavého napětí dvěma vstupy, jejichž fáze je vzájemně pootočena o 180°.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the deformation measuring device according to the invention, which is based on the fact that a magnetic holder is connected to the ferromagnetically conductive measured part - the guide column, which is connected to the connecting bridge with guided compression spring supported between the connecting bridge and a sensor body in the fixed body of the body provided with two hard bearing tips, a core-inductive sensor is mounted, the other part of the sensor body being connected to the fixed part by a flexible bridge and provided with another hard bearing tip and simultaneously adjusting zero screw supported on the sliding part sensor, the output of the inductive sensor being connected to the first input of the AC amplifier, to the second input of which the switching input of the output of the AC amplifier feedback is connected and the output the AC amplifier is connected to the input of a rectifier whose output is connected to the input of a bandpass filter, the output of which is connected to the input of a decoupling amplifier whose output is connected to the evaluation elements, the inductive transducer being powered from a high frequency AC source rotated 180 ° to each other.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá v tom, že zařízení umožňuje kdekoliv bez předchozích příprav a bez přerušení práce měřit napětí ve vodicích sloupech uzavíracího mechanismu stroje pro tlakové lití, včetně zjištění ohybové složky napětí měřením ve dvou protilehlých místech s možností okamžitého vyhodnocení naměřených výsledků.The progress achieved by the invention is that the device makes it possible to measure the stresses in the guiding columns of the closing mechanism of the die-casting machine anywhere without previous preparations and without interruption of work, including detecting the bending stress component by measuring at two opposite locations.

Příklad provedení zařízení pro měření deformací je znázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 ukazuje zařízení v bokorysu, zčásti v řezu a blokové schéma elektrické a vyhodnocovací části zařízení, obr. 2 ukazuje pohled na zařízení zespodu ze strany vodicího sloupu stroje pro tlakové lití.An exemplary embodiment of a deformation measuring device is shown in the accompanying drawings, wherein Fig. 1 shows the device in side view, partly in section and a block diagram of the electrical and evaluation part of the device; Fig. 2 shows a bottom view of the device from the guiding column of the die casting machine.

Zařízení na měření.deformací sestává podle obr. 1 a 2 z naměřené ferromagneticky vodivé součásti, v tomto případě vodicím sloupu £ nenaznačeného stroje pro tlakové lití jedním svým koncem spojených magnetických držáků 2 s permanentními magnety, které jsou svým druhým koncem spojeny se spojovacím můstkem J opatřeným vedenou tlačnou pružinou £ opřenou mezi spojovací můstek J a těleso 5 měřicího snímače 6., čímž je umožněn vzájemný boční posuv mezi spojovacím můstkem J a táhlem J měřicího snímače J. Pevná část 7 tělesa 5 měřicího snímače £ je opatřena dvěma tvrdými dosedacími hroty J. V tělese í> v jeho pevné části J je upevněn indukční snímač !> opatřený jádrem JO, přičemž druhá část 11 tělesa J měřicího snímače 6 je s jeho pevnou částí J spojena zeslabením tělesa J vzniklým pružným můstkem a opatřena uprostřed dalším tvrdým dosedacím hrotem i a současně stavěcím nulovacím šroubem opřeným o posuvnou část indukčního snímače 9, v tomto případě o jeho posuvné jádro 10. Stavěcím nulovacím šroubem 13 je možné nastavit vyhodnocovací členy zařízení pro měření deformací na nulovou hodnotu na začátku stupnice. Indukční snímač 9 je přes svorkovnici 15 napájen z nenaznačeného zdroje vysokofrekvenčního střídavého napětí dvěma vstupy 26,1 and 2 consists of a measured ferromagnetically conductive component, in this case a guide column 6 of a non-marked die casting machine, one end of which is connected with permanent magnets, which are connected to the connecting bridge by their other end. provided with a guided compression spring 6 supported between the jumper J and the measuring sensor body 5, thereby allowing a lateral displacement between the jumper J and the measuring sensor rod J. The fixed part 7 of the measuring sensor body 5 is provided with two hard bearing points J An inductive sensor 1 having a core 10 is fixed in the housing 1, in its fixed part J, the second part 11 of the measuring sensor body 6 being connected to its fixed part J by weakening the body J formed by the spring bridge and provided in the middle with another hard bearing tip ia. at the same time adjusting With the reset screw 13, the evaluation members of the deformation measuring device can be set to zero at the beginning of the scale. The inductive transducer 9 is supplied via terminal block 15 from an unmarked high-frequency AC power supply via two inputs 26,

26' jejichž fáze je vzájemně pootočena o 180° proudem o vyšší frekvenci v rozsahu cca 30 kHz až 100 kHz. Výstup 14 z indukčního snímače J je spojen s prvním vstupem střídavého zesilovače 16, na jehož druhý vstup je připojen přepínací vstup 17 výstupu zpětné vazby 18 střídavého zesilovače 16, přičemž odpory na přepínacím vstupu 17 zpětné vazby jsou zvoleny tak, že dávají různé dělení stupnice na vyhodnocovacích členech zařízení pro měření deformací. Výstup 19 střídavého zesilovače 16 je spojen se vstupem usměrňovače 20, jehož výstup je spojen se vstupem 21 pásmového filtru 22 na jehož výstup 23 jsou propuštěny pouze užitečný stejnosměrný signál s na něj přeloženými frekvencemi od cca 500 Hz do 20 kHz. Výstup 23 pásmového filtru 22 je spojen se vstupem oddělovacího zesilovače 24, který již od rozsahu nižší frekvence než je napájecí frekvence 30 kHz až 100 kHz indukčního snímače J, to je nad 20 kHz přestává zesilovat.26 'whose phase is rotated 180 ° with a higher frequency current in the range of about 30 kHz to 100 kHz. The output 14 of the inductive sensor J is coupled to the first input of the AC amplifier 16, the second input of which is connected to the switching input 17 of the feedback output 18 of the AC amplifier 16, the resistors at the switching input 17 being selected to give different scaling evaluation members of the deformation measuring device. The output 19 of the AC amplifier 16 is coupled to the input of the rectifier 20, the output of which is coupled to the input 21 of the bandpass filter 22, to which only a useful DC signal is transmitted with frequencies ranging from about 500 Hz to 20 kHz. The output 23 of the bandpass filter 22 is connected to the input of the isolating amplifier 24, which is no longer amplifying from a frequency lower than the supply frequency of 30 kHz to 100 kHz of the inductive sensor J, i.e. above 20 kHz.

Propustné frekvence 500 kHz až 20 kHz pro pásmový filtr 22 jsou zvoleny tak, že z měření jsou vyloučeny mechanické kmity způsobené na stroji pro tlakové lití jeho náhonovými motory, prostřednictvím vysokotlakých hydraulických pohonů a další vlastní mechanické kmity, které zaujímají oblast do 300 Hz. Přitom však je měřením v dostatečném odstupu od nízkých rušivých frekvencí, to je od přibližně 500 Hz a měřením do přibližně 20 kHz zajištěna dostatečrtá rychlost měření pro zachycení a změření rázů vzniklých při uzavírání licí formy, které jsou rozhodující pro špičkové a tedy i únavové namáhání vodicích sloupů J stroje pro tlakové lití, to je měřené součásti. Vyhodnocovací členy jsou napájeny z výstupu 25 oddělovacího zesilovače 24, který zajištuje jejich dostatečné napájení a impedanční přizpůsobení, jsou to analogové ručkové měřidlo 27, analogově digitální převodník 28 s případným číslicovým výstupem 29 na tiskárnu a analogový výstup 30 pro grafický zapisovač.The throughput frequencies of 500 kHz to 20 kHz for the bandpass filter 22 are selected such that mechanical oscillations caused by the compression molding machine by its drive motors, by high-pressure hydraulic drives and other intrinsic mechanical oscillations that occupy an area up to 300 Hz are excluded from the measurement. However, by measuring at a sufficient distance from the low disturbing frequencies, i.e. from about 500 Hz and measuring to about 20 kHz, a sufficient measurement speed is provided to capture and measure the casting mold closing impacts that are critical to peak and hence fatigue stresses on the guide Columns J of die casting machine, that is the measured component. The evaluation members are powered from the output 25 of the isolation amplifier 24 to provide sufficient power and impedance matching, such as an analog pointer meter 27, an analog to digital converter 28 with optional digital output 29 to the printer, and an analog output 30 for the graphical recorder.

Je zřejmé, že místo indukčního snímače 9_ by bylo možné použít i nenaznačený kapacitní snímač.It will be appreciated that instead of the inductive sensor 9, it would be possible to use an unmarked capacitive sensor.

Je zřejmé, že popisované zařízení pro měření deformací na strojích pro tlakové lití by bylo možné použít i pro měření deformací na jiných konstrukcích s dostatečně velkým namáháním a tedy i úměrně deformaci na měřené délkové základně.Obviously, the described deformation measuring apparatus on die casting machines could also be used to measure deformations on other structures with a sufficiently high stress and thus proportionally to the deformation on the measured length base.

Je rovněž zřejmé, že naměřením na dvou protilehlých o 180° pootočených místech měřené součásti, v daném případě válcovitého vodícího sloupu, lze zjistit i namáhání v ohybu.It will also be appreciated that bending stresses can be detected by measuring at two opposed 180 ° points of the component to be measured, in this case a cylindrical guide column.

Claims

object of the invention

A deformation measuring device consisting of a fastening device, a measuring transducer, an amplifier, a rectifier, a filter, a power amplifier and an evaluation element, characterized in that the magnetic holders (2) are connected at one end to the ferromagnetically conductive measured component. which, at their other end, are connected to a connecting bridge (3) provided with a guided compression spring (4) supported between the connecting bridge (3) and the measuring sensor body (5) in the fixed part of the body (7) provided with two hard bearing points ( 8) is mounted an inductive sensor (9) having a core (10), the second part (11) of the body (5) of the measuring sensor (6) being connected to the fixed part (7) by a flexible bridge (12) and provided with another hard bearing tip ( 8) and at the same time adjusting the zeroing screw (13) supported on the sliding part of the inductive sensor (8), the output (14) from the Inductive the sensor (9) is connected to the first input of the AC amplifier (16), the second input of which is connected to the switching input (17) of the output of the AC amplifier (16) and the output (19) of the AC amplifier (16) the input of the rectifier (20), the output (23) of which is connected to the input of the decoupling amplifier (24), the output of which (25) is connected to the evaluation elements (27, 28). 29, 30), the inductive transducer (9) being fed by a high frequency AC power supply via two inputs (26, 26 ') whose phase is rotated 180 ° relative to each other.