SU1343015A1 - Устройство контрол прочности брикетов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам автоматизации производственных процессов. Цель изобретени  - повышение точности. Устр-во содержит первичный преобразователь 19, св занный с входом вторичного преобразовател  27, вход которого соединен с аналого-цифровьпч преобразователем (АЦП) 28, блок 29 коррекции, датчик 30 интервалов, посто нное запоминающее устр-во 31, блок 32 пам ти, блок 33 индикации, датчик 34 синхроимпульсов , датчик 20 положеш1  и блок 35 управлени , подключенный к электромагнитной муфте. При внедрении резца в брикет создаваемое усилие передаетс  на преобразователь 19, где преобразуетс  в соответствующий сигнал . Он усиливаетс  преобразователем 27и поступает на первые входы АЦЦ 28и датчика 30, При каждой остановке датчик 34 вырабатывает импульсы, поступающие на АЦП 28, а датчик 30 сбрасывает их в нулевое состо ние и передает на блок 35. Через заданное врем  очередной синхроиьшульс от датчика 34 устанавливает па входе блока 35 уровень напр жени  24 В и включает электромагнитную муфту. 6 ил. С ел со 4:; СО

Description

1134

Изобретение относитс  к средствам автоматизации прои водственных процессов , в част}1ости к приборам контрол  прочности брикетов, получаемых, например,из торфа или других сыпучих материалов ,и может быть использовано дл  автоматизации процесса прессовани .

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фнг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - структур- ,на  схема устройства; на фиг. 4 - функциональна  схема датчика интервалов; на фиг.5 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.6 - схема траектории резани .

Устройство содержит калиброванный лоток 1, встроенный в общий направл ющий лоток 2, рьгчажную систему 3, соединенную с резцом 4 и выходным валом 5 редуктора 6, св занного через электромагнитную муфту 7 с электродвигателем 8, механизмы 9 и 10 -дл  фиксации в Заданном положении в калиброванном лотке 1 брикетной ленты 11. Все указанные узлы смонтированы на общей плите 12.

Рычажна  система 3 состоит из вертикально расположенного неподвижного кронштейна 13 и подвижной штанги 14, шарнирно соединенной двум  параллельно расположенными свободно вращаюшл- мис  т гаьш 15 с кронштейном 13 и во дилом 16 с выходным валом 5 редуктора 6 . С нпжпим кондом штанги 14 шарнирно соединена поперечна  планка 17 жестко соч.ченеииа  с трехзубым рез- дом 4, между противоположным кондом которой и верхним концом штанги 14 закреплен с помощью раст жек 18 первичный преобразователь 19, работающи на раст жение. На кронштейне 13 закреплен датчик 20 положени  рычажной системы 3 (резца 4 относительно калиброванного лотка 1) с возможностью срабатывани  от флажка 21, соединенного с т гой 15. Калиброванный лоток 1 имеет прорезь 22 дл  истечени  сколотых углов брикетов, в которой движетс  резец 4. Брикетна  лента 11 с помощью механизмов 9 и 10 занимает в лотке 1 заданное положение.

Механизм 9 состоит из ролика 23 и подпружиненного толкател  24. Механизм 10, состо щий из ролика 25 и подпружиненного толкател  26, укреплен на плите 1 2 с всГ Зможностью при

5

0

5

0

5

0

5

0

55

жати  брикетпой ленты 11 к нижней стенке калиброванного лотка 1.

Структурна  схема устройства содержит вторичный преобразователь 27, вход которого соединен с выходом первичного преобразовател  19, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 28, блок 29 коррекции, датчик 30 ин- терв.члов, посто нное запоми)1ающее устройство (ПЗУ) 31, блок 32 пам ти, блок 33 индикации, датчик 34 синхроимпульсов , датчик 20 полох(ени , блок 35 управлени , выход которог о подключен к электромагнитной муфте 7.

Блок 35 управлени  соединен с датчиком 34 синхроимпульсов и датчиком 20 положени . Выход вторичног о преобразовател  27 соединен с первыми входаьш 28 и датчика 30 интервалов , выход АЦП 28 и выход ПЗУ 31 подключены к первому и второму входам блока 29 коррекции соответственно . Первый выход датчика 30 интервалов соедине} с первым входом ПЗУ 31, второй выход датчика 30 интервалов соединен с вторым входом ПЗУ 31 и вторым входом блока 32 пам ти. Выход датчика 34 синхроимпульсов соединен с вторым входом АЦП 28 и вторым входом датчика 30 интервалов, выход блока 32 пам ти подключен к входу блока 33 индикации. Выход блока 29 коррекции соединен с первым входом блока 32 пам ти.

Датчик 30 интервалов состоит из дискриминатора 36, элемента 2И-НЕ 37 двоичного счетчика 38, генератора 39, инвертора 40 и одновибратора 41. ,

Блок 35 управлени  содержит счетчик , дешифратор, триггер, усилитель мощности (не показаны).

Первичный преобразователь 19 представл ет собой стандартный тензоре- зисторньй датчик силы, например т говый электрический динамометр типа КЭД. Вторичный преобразователь 27 вьшолн ет функцию нормировани  сигнала , и может быть реализован на усилителе посто нного тока Ф 7025/7,

АЦП 28  вл етс  носледовательным аналого-цифровым преобразователем со ступенчатым пилообразным напр жением, причем он посто пно находитс  в режиме преобразовани  аналогового сигнала на первом входе в эквивалент- 1гый цифровой код. Если входной сигнал становитс  меньше, чем установившийс  на выходе код, АЦП 28 блокируетс .

3134

фиксиру  значение кода. Подготовка к следующему циклу измере ш  производитс  подачей импульса сброса в нулевое состо ние на второй вход АЦП 28. Таким образом, в цикле измерени  АЦП 28 за - Поминает максимальное значение сигнала на его первом входе.

Блок 29 коррекции представл ет со

бой параллельное умножающее устройст- ю жение относительно вала 5. При этом

15

штанга 14 всегда находитс  в вертикальном положении и вращаетс  в вертикальной плоскости. Соответственно и резец 4, жестко сочлененный с поперечной планкой 17, движетс  по окружности (в направлении стрелки на фиг. 2) вокруг центра вращени  0. Рычажна  система 3 расположена около калиброванного лотка 1 с таким

движении сверху вниз (по окружности) срезал торцовую часть брикетов. В исходное верхнее положение резец 4 возвращаетс  по окружности вне прорезей в 25 брнкетах, что позвол ет выбрать врем  одного цикла движени  резца 4 с таким расчетом, чтобы врем  его прохождени  через брикеты (врем  скола) бьшо равно времени остановки брикет- момент остановки брикетной 30 ной лепты II (0,5-0,6 с).

во.

ПЗУ 31 реализовано на микросхеме КР556 РТ4. Код адреса подаетс  на первый вход, а импульс разрешени  выборки данных - на второй вход ПЗУ 31. При по влении импульса разрешени  выборки на выходе по вл етс  код, записанный по адресу, код которого подан на первый вход.

Датчик 34 синхроимпульсов и датчик 20 расчетом, чтобы резец 4 при

20 положени  выполнены на бесконтактных путевых выключател х, например выключатель конечный бесконтактный КВД-бМ. Датчик 34 синхроимпульсов устанавливаетс  у торца коленчатого вала пресса (не показан) с таким расчетом , чтобы он срабатывал и выдавал импульс синхронизации при достижении штемпелем пресса верхней мертвой точки , т.е. в ленты 11.

Датчик 20 положени  формирует уровень логического О в момент достижени  резцом 4 верхнего (исходного) состо ни .

Электродвигатель 8 посто нно подключен к трехфазной сети переменного тока 380 В. Электромагнитна  муфта 7 включаетс  при подаче на ее вход напр жени  24 В от блока 35 управлени .

Алгоритм работы устройства представлен на временной диаграмме (фиг. 6), где на графиках соответственно изображены: график I - напр жение на выкоде датчика 34 синхроимпульсов; график II - напр жение на выходе блока 35 управлени ; график III - напр жение на выходе вторичного преобразовател  27; график TV - напр жение }ia втором выходе датчика 30 интервалов; i-рафик V - напр жение на выходе латчика 20 положени .

Устрг)йс гн(- ;)аб(5тает следующим обратом .

Брикетна  лет а 1 1 непрерывно движетс  то:1чк  -1и и общем направл ющем лотке 2, 11)11 TidM она Г1роходит и через качи 1|Mi. iHiiiiii i .четок 1. С помощью прижими ;:; гicx.nui iMOB 9 и 10 она Bcei 40

В момент резани  планка 17 поворачиваетс  вокруг оси, расположенной на штанге 14, и через раст жки 18 передает усилие резани  на первичный „ преобразователь 19, работающий на раст жение.

Каждое единичное измерение усили  скола производитс  за интервал времени , когда брикетна  лента I1 находитс  в неподвижном состо нии. За этот промежуток време}1И резец А должен произвести скол и выйти за пределы калиброванного лотка 1. Следовательно , цикл измерени  должен быть синхронизирован с возвратно-поступательным движением нресса. Эту операцию производит блок 35 управлени . При включении устройства запускаетс  электродвигатель 8. Блок 35 управлени  сбрасываетс  в нулевое состо ние , т.е. на его выходе устанав.пивает- с  низкий уровень, фиксируюшлй муфту 7 в выключенном состо нии.

Импульсы, вырабатываемые датчиком 34 синхроимпульсов при каждой остановке штемпел  пресса, поступают на вторые входы АЦП 28 и латчика 30 интервалов , сбрасыва  их в нулевое состо ние , а также на перв(Л11 нход бло45

50

55

да стремитс  зан ть одно и то же положение в рабочей полости калиброванного лотка 1 по отношению к траектории движени  резца 4 в прорези 22. Вертикальна  штанга 14, шарнирно соединенна  с помощью водила 16 с выходным валом 5 редуктора 6, совершает благодар  т гам 15 колебательное дви15

0

В момент резани  планка 17 поворачиваетс  вокруг оси, расположенной на штанге 14, и через раст жки 18 передает усилие резани  на первичный преобразователь 19, работающий на раст жение.

Каждое единичное измерение усили  скола производитс  за интервал времени , когда брикетна  лента I1 находитс  в неподвижном состо нии. За этот промежуток време}1И резец А должен произвести скол и выйти за пределы калиброванного лотка 1. Следовательно , цикл измерени  должен быть синхронизирован с возвратно-поступательным движением нресса. Эту операцию производит блок 35 управлени . При включении устройства запускаетс  электродвигатель 8. Блок 35 управлени  сбрасываетс  в нулевое состо ние , т.е. на его выходе устанав.пивает- с  низкий уровень, фиксируюшлй муфту 7 в выключенном состо нии.

Импульсы, вырабатываемые датчиком 34 синхроимпульсов при каждой остановке штемпел  пресса, поступают на вторые входы АЦП 28 и латчика 30 интервалов , сбрасыва  их в нулевое состо ние , а также на перв(Л11 нход бло5

0

5

ЬI J

ка 35 yiipaBJii HHH . Чс рен чадаишм врем  очередисш синхроимпульс от датчика 34 синхроимпульсов устанавливает на выходе блока 35 управлени  уровень напр жени  24 В, включа  электромагнитную муфту 7. Кинематическа  цепь устро(ства замыкаетс , резей 4 ттриходит в движение, начина  рабочий ход.

Усилие, возникающее при внедрении резца 4 в тело брикета, первичным преобразователем 19 преобразуетс  в пропорциональный электрический сигнал , который усиливаетс  вторичным преобразователем 27 и поступает на первые входы ЛЦП и датчика 30 интервалов .

Датчик 30 интервалов работает следующим образом.

Генератор 39 посто нно вырабатывает тактовые импульсы. При напр жении на нервом входе датчика 30 интервалов , отличном от нул , на выходе дискриминатора 36 по вл етс  уровень логической . I , и импульсы генератора 39 через элемент 37 проход т на счетный вход счетчика 38. На первом выходе 30 интервалов формируетс  нар;1стаюии511 цифровой код. При уменьшении напр жени  на нервом входе датчика 30 интерна:юв до нyJ1  на выходе дискриминатора 36 устанавливаетс  уровень логического О, запрещающий прохождение импульсов генератора 39 через элемент 37 на счетны вход счетчика 38, По заднему фронту сиг нала с (да дискриминатора 36 запускаетс  одновибратор 41, На втором выходе датчика 30 интервалов по  вл ет с  импульс низкого уровн . Сброс показа1ни ; счетчика 38 происходит при по влении на BiCjpoM входе датчика 30 интервалов уровн  логического О, которы через инвертор 40 проходит на вход сброса счетчика 38.

На выходе ЛПП 28 по вл етс  цифровой код, эквивалентнь1Й сигналу вторичного преобразовател  27. Однако как только сигнал достигнет максимального значени  и начнет уменьшатьс , ЛДП 28 блокируетс  , и значение вь1ход ного кода его не изменитс  до тех пор, пока на второй его вход не поступит имнульс сброса.

Таким образом, АЦП 28 преобразует в цифровой код и загк1ми}1ает максималное значение уси;н1Я резани  F, которое  вл етс  функние , завис щей ктк

кеч а „, г

dr , | Н И от Зависимое вели- южно найти но

«-

5р ),

X ()

где К - коэффициент, онредел емый на- раметрами резца 4, первичного преобразовател  19, вторичного преобразовател  27 и ЛНП 28; It - радиус траекторущ режущей

кромки резца 4.

Можно выразить величину г через врем  резани  t. :

R . cos

2

2J/

Y

(2)

где (j - угол, определ ющий часть траектории резца 4, на KOTOpoi i происходит срез брикета;

Т - врем  нолного оборота резца 4 .

Подст.чнив формулу (2) в формулу ( 1 ) , получим зависимост) ноказани

X

АДП 28 от значени аг и

6р

2

(з:

5

0

5

Сиг наут с выхода вторичн.ого преоб- разс вател  27 ноступа гг такжс- на 11е;5вый датчика 30 интериалов, выз,lнa  на первом его выходе по вление лине11но-нарастающего цифрового кчздл .

При выходе резца 4 из брикетной ленты 11 сигнал на выходе втори1НК)ГО преобразовател  27 нониж.четс  до нул , датчик 30 интервшюв прекращает счет, фиксиру  на его первом выходе цифровой код, цропорциональный времени резани  брикетной лешь ,. ; на втором выходе по вл етс  имнульс напр жени  уровн  логического О, раз- решающи выборку значени , занисан- ног О в ПЗУ 31 но адресу, ci штветству- Н1|цему времени резани  т, , т.е. на BI.I- ходе ПЗУ 31 по вл етс  цифровой код

Г k/;un 77 t .. 1 (4;

7I

где k - коэффициент, зпсччение которо го выбираетс  из условий правильной тарировки устройства.

Таким образом, на первом входе блока 29 коррекции присутствует код (З), а на втором входе код (4). На выходе по вл етс  результат И произведени  этих двух кодов:

}1 F f

К . R k

, (5)

т.е. значение Н зависит лишь от прочности брикетов ь, при произвольной глубине резани  г . Поскольку блок 29 коррекции представл ет собой параллельное умножающее устройство, код 11 (ijjg- )по вл етс  на его выходе сразу при по влении импульса на втором выходе датчика 30 интервалов, разрешающего выборку значени  f. По низкому уровню напр жени  этого импульса значение выхода блока 29 коррекции записываетс  в блок 32 пам ти и ирщицируетс  блоком 33 индикации до следующего цикла измерени  .

.После выхода из брикетной ленты 1 резец 4 совершает обратный холостой ход. При достиже 1ии резцом 4 верх него исход ого состо ни  датчик 20 но положени  формирует сигнал логического О на выходе. При этом на выходе блока 35 управлени  устанавливаетс  низкое напр жение, отключающее электромагнитную муфту 7, Кинематическа  цепь разрываетс , резец 4 остаетс  в верхнем положении до следующего цикла измерени  .

Следующий синхроимпульс датчика 34 синхроимпульсов сбрасывает АЦП 28 и счетчик 38 датчика 30 интерналов в нулевое состо ние. Возобновл етс  отсчет времени до следующего цикла измерени  блока 35 управлени . Процесс измерений автоматически повтор етс  через установленный в блоке 35 управлени  интервал времени.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет существенно повь1- сить точность контрол  прочности брикетов (Tg без ужесточени  требований к механизмам устройства за счет нрак

430158

тически полного устранени  нсч-рещно- сти измерений, вызванной вариаци ми положени  брикетной ленты в катшбро- ванном лотке. При возможном р збросе глубины резани  в диапазоне 10-12 мм и восьмиразр дных АЦП, датчике интервалов и блоке коррекции погрешность определени  прочности брикетов 1Q не превысит 1%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство контрол  прочности бри- 1 кетов , содержащее калиброванный лоток , встроенный в общий направл юицн лоток, рычажную систему, соединенную с резцом и выходным валом редуктора, св занного через электромагнитную 20 муфту с электродв.игателем, два механизма фиксации в заданном положергии брикетной ленты, первичный преобразователь , выход которого подключен к входу вторичного преобразовател , 25 блок управлени , первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком синхроимпульсов и датчиком положени  рычажной системы, выход подключен к электромагнитной муф30

   35

   40

   45

   50

   те, блок пам ти, выход которого соединен с блоком индикации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, блоком коррекции, датчиком интервалов и посто нным запоминающим устройством , причем Выход вторичного преобразовател  соединен с первым входом датчика интервалов и первым входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого подключен к первому входу блока коррекции, выход которого соединен с первым входом блока пам ти, второй вход блока коррекции подключен к выходу посто нного запоминающего устройства, первый вход которого соединен с первым выходом датчика интервалов, второй вход подключен к второму входу блока пам ти и второму выходу датчика интервалов , второй вход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател  и выходом датчика синхроимпульсов.

   4 J

   12

   W 5 6 Фиг.

   7

   27

   75

   Фиг. г

   I Л

   ш

   а у

   TV

   (ригЛ

   Фиг. 6

   Составитель А, Рыбаков Редактор А. Козориз Техред М.ДвДыкКорректор С. Черни

   4613/29

   Тираж 454 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауиюка  наб., д, 4/5

   Производственно-по.чиграфическое предпри тие, г. Ужгород, y:i. Проектна , 4

   фиг. 6