SU1548224A1 - Устройство дл программной закалки длинномерных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к разделу автоматизации в металлургической промышленности и может быть использовано дл  закалки полых массивных длинномерных изделий. Целью изобретени   вл етс  повышение качества закалки. В устройство, содержащее закалочный бак, подъемный механизм, подсоединенный выходом к одному из входов блока 2 датчиков дискретного изменени  конусности, выход последнего подключен к первому входу программного блока, второй вход которого соединен с блоком коррекции по температуре, подключенным входом к закалочному баку, а выход программного блока через блок регул тора скорости соединен с входом подъемного механизма, блок коррекции по уровню воды в баке входом соединен с датчиком уровн , а выходом - с блоком датчиков дискретного изменени  конусности, введены средства 10 вращени  и блок 9 включени  вращени . Первый вход средства 10 вращени  соединен с выходом лебедки подъемного механизма 1, второй - с выходом блока 9 включени  вращени , а выход - с длинномерными издели ми 7. Вход блока 9 включени  вращени  соединен с одним из выходов блока 2 датчиков дискретного изменени  конусности изделий. Введение средства 10 вращени , блока 9 включени  вращени  позвол ет выровнить температуру нагрева и температуру охлаждени  в процессе термообработки вдоль всей поверхности закаливаемых изделий и получить требуемые физико-механические свойства, исключив при этом по вление механических деформаций длинномерных изделий в виде короблений и трещин. 7 ил.

Description

ходом лебедки подъемного механизма 1, второй - с выходом блока 9 включени  вращени , а выход - с длинномерными издели ми 7. В .од блока 9 включени  вращени  соединен с одним из выходов блока 2 датчиков дискретного изменени  конусности изделий. Введение средстве 10 вращени , блока 9 включени  вращени  позвол ет

выровнпть температуру нагрева и температуру охлаждени  в процессе тер- мообработки вдоль всей поверхности закаливаемых изделий и получить требуемые физико-механические свойства, исключив при этом по вление механических деформаций длинномерных изделий в виде короблений и трещин. 7 ил.

Устройство относитс  к технике закалки крупногабаритных изделий, например труб и валов переменных сечений в вод ном баке,, ч может быть использовано в металлургической про- мьшшенности.

Целью изобретени   вл етс  повы- шение качества закалки.

На фиг о.) приведена структурна  схема устройства| на фиг, 2 - схема блока датчиков дискретного изменени  конусности; на фиг, 3 - схема датчи- ка дискретного изменени  конусности; на фиг. 4 - программный блок задани  скорости; на фиг о 5 - схема эегул - тора скорости; на фиг,, 6 - блок включени  вращени ; на фиг с 1 - средство вращени .

Устройство дл  программной закалки длинномерных изделий имеет.подемный механизм 1 блок 2 датчиков дискретного изменешш конусности, программный блок 39 регул тор 4 скорости , блок 5 коррекции, бак 63 блок 1 длинномерных изделий, датчик 8 уровн ,; блок 9 включени  вращени  и средство 10 вращени .

Подъемный механизм 1 содержит электродвигатель 11, силовой редуктор 12, лебедку |3„

Кроме того, устройство содержит датчик 14 температурь и блок 15 кор- рекциив

Блок 2 датчиков дискретного изменени  конусности издели  (фиг. 2) включает в себ  редуктор 16., диамагнитный прерыватель П и бесконтакт- ные датчики 18, установленные ва диске 19, при зтом диамагнитный прерыватель 17 св зан церрз редуктор 16 с подъемным механизмом 1, а бесконтактные датчики 18 дискретного измерени  конусности расположен :. го окружности диска 19.

Датчики 18 (фиг, 3) представл ют собой электронные г ораторы гармонических колебаний с самовозбуждением , срыв генераций которых происхо-1 дит при наличии в их прорези диамагнитного прерывател  17. Требуемый температурный режим с учетом изменени  конусности задаетс  соответствующим расположением датчиков 18 по окружности диска 19.

Программный блок 3 задает закон изменени  скорости согласно сигналам с блока 2 датчиков дискретного изменени  конусности и блока 15 коррекции по температуре,

Дл  управлени  регул тором 4 может быть, например, использован синхронный импульсно-фазовый способ управлени . В этом случае блок 3 (фиг. 4) должен включать в себ  несколько каналов управлени  (число каналов определ етс  количеством коммутаторов регул тора 4), каждый из которых должен содержать генератор 20 опорного пилообразного напр жени  (ГОН), нуль-орган 21 (НО), управл емый источник 22 посто нного напр жени  (УИПН) и усилитель 23 - формирователь отпирающих импульсов ((УФ). Выход ГОН подключен к одному из входов НО. На второй вход НО при срабатывании очередного датчика 18 блока 2 подключаетс  соответствующей величины напр жение (задание от УИПН)„ В момент равенства напр жени  задани  и напр жени  пилы с выхода НО на вход УФ выдаетс  имг. пульс. В итоге УФ открывает на определенный угол тиристоры соответствующего коммутатора 24 регул тора 4 и двигатель 11 подъемного механизма 1 развивает соответствующую скорость. При срабатывании следующего очередного датчика 18 к НО другого канала блока 3 подключаетс  напр жение другой величины, В результате тиристоры другого коммутатора регул тора 4 открываютс  на другой угол и регул тор 4 переводит двигатель 11 ного механизма 1 на другую скорость.

Регул тор 4 скорости (фиг. -5) содержит несколько тиристорных коммутаторов 24, каждый из которых содержит по две пары встречно-параллельно включенных тиристоров. При импульсно- фазовом способе управлени  после включени  каждого из тиристорных ком- мутаторов шунтируетс  соответствующа  часть роторных сопротивлений двигател  11 подъемного механизма 1, в результате что измен етс  скорость извлечени  закаливаемых изделий.

Блок 5 коррекции по уровню предполагает наличие датчика 8 уровн  усилительного элемента и исполнительного механизма„ В качестве датчика уровн  может быть использован, например , поплавковый реостатный датчик , выходное напр жение которого измен етс  пропорционально изменению уровн  воды в баке. В качестве усилительного элемента можно использовать электронный усилитель, а в качестве исполнительного механизма, например, - электродвигатель типа РД-09.

Измерение температуры в закалочном баке может измер тьс , например , дискретно. Дл  этого в качестве датчика 14 температуры используетс  набор ртутных термометров термостатного типа, особенностью которых  вл етс  их коммутационна  способность. Требуема  температура коммутации задаетс  установкой подвижного контакта ртутного столба. При достижении температуры настройки ртуть, замыка сь с установленным на этом уровне контактом, коммутирует внешнюю цепь, подключенную к этому контакту и ртутному столбу. Каждый из термометров датчика 14 настраиваетс  на конкретную температуру с определенным шагом Шаг настройки определ ет точность выполнени  программы охлаждени  закаливаемого издели . :

Блок 15 коррекции преобразует сигналы с датчика 14 в напр жение коррекции дл  программного блока 3. Блок 15 может быть реализован, на - пример, на релейных элементах. Каждое реле блока 15 управл етс  соответствующим термометром датчика 14. С ростом температуры воды в закалочном баке в установленном пор дке сра

5

0

батывает реле, увеличива  напр г чие задани  НО блока 3.

Блок 9 включени  вращени (лг. 6} содержит два идентичных усши тельных каскада: каскад 25 (VT1; PI; R1; R2) и каскад 26 (VT2; Р2; R1; R2), два промежуточных реле 27 к 28 и магнитный пускатель 29 (К1).

При отсутствии сигналов с датчиков 18 включени  и выключени  средство 10 вращени , реле 27 к 28 и магнитный пускатель 29 обесточены. Напр жение питани  в средство 10 к двигателю вращени  не подаетс .

При подаче питани  на все устройство на вход каскада 25 поступает сигнал Питание подано, огкрывающ;:,. транзистор VT1. Реле 27 (Р1) срабатывает и своими нормально открытыми контактами Р1 замыкает цепь питани  магнитного пускател  29 (1С1). Пускатель 29 срабатывает и самоблокиру етс , В результате трехфазное напр - 5 жение через контакты К1 подаетс  в средство 10 вращени .

По завершении закалки изделий на вход каскада 26 поступает сигнал Включить средство 10, открывающий 0 транзистор VT2. Срабатывает реле 28 (Р2) и своими нормально закрытыми контактами размыкает цепь питани  магнитного пускател  29(К1). Пускатель 29 обесточиваетс , а его контакты К1 рвут цепь питани  средства 10 вращени .

Средство 10 вращени  заготовок (фиг. 7) содержит основание 30, в котором размещены на опорных подшипниках 31 полые шестерни 32 дл  подвешивани  через стержни 33 и пальцы 34 закаливаемых изделий. Привод вращени  осуществл етс  от трехфазного асинхронного двигател  35 через понижаю- 5 ЩИй редуктор 36. Питание приводному двигателю 35 подаетс  по кабелю 37 с тележки подъемного механизма крана через разъем 38. Подвеска всего средства 10 вращени  на крюк 39 подъ- . 0 емного механизма производитс  с помощью треугольной звездочки 40 и строп 41.

Устройство функционирует следующим образом.

Перед началом закалки в устройство ввод тс  следующие программы: в блок 2 датчиков дискретного изменени  конусности-программа дискрета конусности (датчики 18 определенным

5

0

5

715

образом размещаютс  на диске 19); в программный блок 3 - скорость подъема (выставл ютс  эталонные - спорные напр жени  дл  НО)j в бпок датчика температуры - коррекци  скорости извлечени  изделий (каждый из термометров датчика 14 настраиваетс  ьа определенную температуру).

Кроме того, перед началом закалки длинномерные издели  формируютс  в блоки (садки). Дл  этого каждое изделие подвешиваетс  с помощью стержн  33 и пальца 34 к своей шестерне

32 средства 10 врашенн , В результа- процесс подстуживани  изделий на

те получаетс  сборка, включающа  в себ  средство 10 вращени  и подвешенный к нему блок 7 (садку) длинномерных изделий, Далее зта сборка с помощью мостового крана опускаетс  в нагревательную печь и устанавлива- етс  на консол х 42, а затем отсоедин ютс  стропы 41 от основани  30 средства 10 вращени .

Вертикальна  нагревательна  печь имеет двустворчатую крьплку 43 с прорез ми дл  стержней 3,3; могущую перемещатьс  на катках 44 Это позвол ет устанавливать сборку так, что после ее опускани  средство 10 вращени  и блок 7 нагреваемых изделий термо™ изолируютс  от друга этой крышкой .

Затем стыкуют разъгк 38 и включают питание на приводной двигатель 35 средства 10 вращени  3 течение всего нахождени  з печи опока 7 заготовок , двигатель 35 поаучает питание с пульта, расположенного HI рабочей площадке нагревательной печи. Длинномерные издели  начинают вращатьс . Таким образом идет процесс ньгрева вращающихс  заготовок (заготовки, начина  с этого моментas равномерно нагревают по всей поверхности).

По завершении времени нагрева сначала с пульта рабочей плошадки отключают питание двигател  35 вращени , затем разъедин ют разъем 38 Вращение, изделий прекращаетс , Дапее подают -команду оператору (крановщику ) на ПОДГОТОВКУ к извлечению сборки из печи Крановщик опускает крюк 39 со звездочкой 40„ Ра&очие соедин ют стропы 41 звездочки 40 с основанием 30 средства 10 вращени , подклю1- ают кабель 37 подъемного механизма 1 через разъем 38, развсртт крышку 43 пе1 чи и подают кочачду 1а подъем всей

воздухе. Благодар  вращательному жению заготовок охлаждение их осу ствл етс  равномерно со всех стор По окончании времени подстуживани -т сборку вращающихс  изделий опуска в бак с водой до полного погружен ( должен скрыватьс  в воде верхний срез изделий). В процессе опускан диамагнитный прерыватель 17, жест св занный через редуктор 16 с под емным механизмом 1, перемещаетс  направлению к первому датчику 18 Конец опускани . При достижении этого датчика 18 прерывателем 17 чик 18 Конец опускани  срабатыв ет. По сигналу этого датчика разб кируютс  все остальные датчики, а на пульте крановщика загораетс  с нальна  лампочка Конец опускани  и он прекращает погружение издели

25

30

35

40

45

50

55

в бак. При срабатывание датчика 1 Конец опускани  с блока 2 в бло задани  скорости (фиг. 1) поступа сигнал, в результате чего програм мный блок 3 задани  скорости форм ет соответствующий закон изменени скорости, включа  определенный ти торный коммутатор 24 регул тора 4 Осуществл етс  извлечение блока 7 вращающихс  длинномерных изделий При этом охлаждение (закалка) про ходит равномерно со всех сторон б возникновени  температурных гради тов, привод щих к деформации.

В дальнейшем по мере извлечени охлаждаемых изделий из воды, диам нитна  стрелка, жестко св занна  через редуктор 16 с механизмом по ема 1, перемещаетс  по направлени к очередномуj второму датчику 18 блока 2. При достижении стрелкой рези второго датчика 18 с выхода ка 2 выдаетс  сигнал в программны блок 3. В результате измен етс  с

8

сборки, Крановщик включает питание на все устройство программной закалки . В результате в блоке 9 включени  вращени  срабатывает магнитный пускатель 29 и двигатель 35 через кабель 37 подключаетс  к сети подъемного механизма 1, а через редуктор 36 он приводит во вращение все издели . Далее крановщик, пользу сь ручным управлением, начинает извлечение

из печи нагретых вращающихс  изделий . После этого сборку устанавливают над закалочным баком 6. Начинаетс 

процесс подстуживани  изделий на

воздухе. Благодар  вращательному движению заготовок охлаждение их осуществл етс  равномерно со всех сторон. По окончании времени подстуживани  сборку вращающихс  изделий опускают в бак с водой до полного погружени  (должен скрыватьс  в воде верхний срез изделий). В процессе опускани  диамагнитный прерыватель 17, жестко св занный через редуктор 16 с подъемным механизмом 1, перемещаетс  по направлению к первому датчику 18 Конец опускани . При достижении этого датчика 18 прерывателем 17 датчик 18 Конец опускани  срабатывает . По сигналу этого датчика разблокируютс  все остальные датчики, а на пульте крановщика загораетс  сигнальна  лампочка Конец опускани  и он прекращает погружение изделий

5

0

5

0

5

0

5

в бак. При срабатывание датчика 18 Конец опускани  с блока 2 в блок 3 задани  скорости (фиг. 1) поступает сигнал, в результате чего программный блок 3 задани  скорости формирует соответствующий закон изменени  скорости, включа  определенный тирис- торный коммутатор 24 регул тора 4. Осуществл етс  извлечение блока 7 вращающихс  длинномерных изделий. При этом охлаждение (закалка) происходит равномерно со всех сторон без возникновени  температурных градиентов , привод щих к деформации.

В дальнейшем по мере извлечени  охлаждаемых изделий из воды, диамагнитна  стрелка, жестко св занна  через редуктор 16 с механизмом подъема 1, перемещаетс  по направлению к очередномуj второму датчику 18 блока 2. При достижении стрелкой прорези второго датчика 18 с выхода блока 2 выдаетс  сигнал в программный блок 3. В результате измен етс  сиг

нал задани , поступающий в блок регул тора 4 скорости, по которому включаетс  соответствующий тиристо рный коммутатор и измен етс  скорость. Таким образом, осуществл етс  измене ние скорости при подъеме издели  в местах изменени  конусности, которым соответствует расположение датчиков 18 на диске 19.

Измен ющийс  в процессе закалки уровень воды измер етс  датчиком 8. Сигнал с реостатного поплавкового датчика 8 усиливаетс  и поступает в блок 5 коррекции, который осуществл  ет поворот диска 19 навстречу перемещающейс  диамагнитной стрелке прерывател  17. В результате диамагнитна  стрелка достигает очередного датчика 18 раньше и, следовательно, переход на другую скорость подъемного механизма осуществл етс  с упреждением .

Изменение температуры охлаждающей среды в процессе закалки дискретно фиксируетс  термометрами датчика 14, каждый из которых при достижении программной температуры коррекции включает определенное реле блока .15 коррекции по температуре. При каждом срабатывании очередного реле его контакты в блоке 3 к входу НО 21 подключаетс  заведомо установленное, увеличенное по величине, посто нное напр жение. В результате этого программный блок 3 выдает управл ющий сигнал дл  открыти  соответствующего тиристорного коммутатора 24 регул тора 4 на меньший угол, что приводит к понижению скорости извлечени  заготовки и, следовательно, к более длительному пребыванию этого участка конусности заготовки в воде.

Если в процессе дальнейшего извлечени  этого участка издели  температура воды возрастает до значени , на которое настроен второй термометр датчика 14, то он выдает сигнал по которому срабатывает реле, коммутируемое этим термометром, а в блок 3 к НО 21 через контакты этого реле подключаетс  еще большее напр жение. В результате в регул торе 4 тиристоры коммутатора 24 открываютс  на еще меньший угол, и скорость извлечени  еще больше уменьшаетс .

,При достижении стрелкой прерывател  17 очередного (второго) датчика 18 с блока 2 в программный блок 3

0

0

5

г

0

5

0

5

0

5

поступает сигнал о переводе подъемно- го механизма 1 на другую скорое-:-, соответствующую второму участк; ко- ( нусности закаливаемого издели . Если в процессе извлечени  этого участка заготовки наблюдаютс  изменени  температуры воды, датчик 14 реагирует на это срабатывание тгрмометров, настроенных на эту температуру, а блок 15 коррекции по температуре через блок 3 и регул тор 4 по приведенному принципу измен ет скорость подъема до нужной величины. Так, блок 15 коррекции осуществл ет корре кцию режима охлаждени  каждого учалтка конусности издели  до полного выполнени  программы закалки.

После завершени  полного извлече- ни  закаливаемых изделий из воды диамагнитный прерыватсз ь 17 достигает прорези последнего датчика 18 Выключение вращени . По сигналу этого датчика в блоке 9 включени  вращени  срабатывает реле 28, через контакты которого магнитный пускатель 29 обеспечивает и отключает двигатель 35 вращени  от сети. Вращение заготовок прекращаетс . Закалка закончена . Крановшик отключает питание со всего устройства программной закалки длинномерных изделий. Схема приходит в исходное положение.

Таким образом, введение в устройство дл  программной закалки длинномерных изделий средства 10 вращени  и блока 9 включени  вращени  позвол ет выравн ть температуру нагрева и температуру охлаждени  в процессе термообработки вдоль всей поверхности закаливаемых изделий и получить требуемые физико-механические свойства , исключив при этом по вление механических деформаций длинномерных изделий в виде короблений и трещин, что позвол ет значительно повысить качество и срок службы закаливаемых изделий.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  программной закалки длинномерных изделий, содержащее подъемный механизм, подсоединенный выходом к одному из входов блока датчиков дискретного изменени  конусности , выход которого подсоединен к первому входу программного блока, второй вход программного блока соеди нен с блоком коррекции по температуре , подсоединенным входом к датчику Температуры, а выход программного блока через блок регул тора скорости соединен с входом подъемного механизма , блок коррекции по уровню воды в баке входом соединен с датчиком уровн , а выходом - с блоком датчиков Дискретного изменени  конусности, Отличающеес  тем, что,, с

   Г

   ткана  уп/за& енм

   целью повышени  качества закалки, в устройство введены средство вращени  и блок включени  вращени , который входом подсоединен к выходу блока датчиков дискретного изменени  конусности , а выходом - к одному из входов средства вращени , причем второй вход средства вращени  соединен с подъемным механизмом.

   В&оки 3uS

   Из блока 2 от „Вьш fflotta

   датчика 10

   $

   5 О

   Из блока 2 сигнал .Питание подано

   54 1Г