SU1756175A1 - Сервопривод управлени валом гидрораспределител гидравлического пресса - Google Patents

Abstract

Использование: в системах управлени  гидравлических прессов. Сущность: сервопривод содержит сумматор 1, первый ключ 2, последовательно соединенные усилитель 3, электромеханический преобразователь 4, гидроусилитель 5 и силовой гидроцилиндр 6, св занный с валом гидрораспределител  и через датчик 7 положени  с вторым входом сумматора 1, управл ющий вход первого ключа 2 соединен с выходом элемента И 8, один вход которого св зан через первое устройство 9 сравнени  с первым входом сумматора 1, второй вход - с вторым устройством 10 сравнени , а третий - с переключателем режимов работы пресса, датчики 11 давлени , соединенные с полост ми рабочих цилиндров пресса , функциональный преобразователь 12, второй ключ 13 и диоды 14, 15. Функциональный преобразователь 12 соединен выходом через второй ключ 13 с входом усилител  3, выходы датчиков 11 давлени  соединены через диоды 14, 15 с входами функционального преобразовател  12 и с вторым устройством 10 сравнени , первый ключ 2 соединен входом с выходом сумматора 1, а выходом - с входом усилител  3, при этом управл ющий вход второго ключа 13 соединен с выходом элемента И 8. Изобретение направлено на повышение надежности и долговечности работы сервопривода. 1 ил. (Л

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям оборудования управления обработкой металлов давлением.

Известен сервопривод управления валом гидрораспределителя, выполненный в виде последовательно соединенных рукоятки управления с системой тяг и качалок, распределителя, силового гидроцилиндра, соединенного с распределителем и с валом гидрораспределителя.

Этому сервоприводу свойственны следующие недостатки: недостаточно высокие точность и производительность работы пресса, надежность и долговечность системы управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому'является сервопривод, содержащий последовательно соединенные сумматор, усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель, силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения с вторым входом сумматора; интегратор, ключ, датчики давления, элемент И и два устройства сравнения, при этом выход датчиков давления соединен через первое устройство сравнения с первым входом элемента 14, а также с управляющим входом интегратора, соединенного выходом с вторым входом ключа, а входом - с .выходом элемента И, связанным также с управляющим входом ключа, причем второе устройство сравнения связано входом с первым входом ключа, а выходом-с вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с переключателем режимов работы пресса, а ключ соединен выходом с первым входом сумматора, при этом датчики давления соединены с полостями рабочих цилиндров пресса, а первый вход ключа является входом сервопривода.

Это сервопривод определяет недостаточно высокую производительность работы пресса по следующей причине. На этапе декомпрессии сервопривод поддерживает скорость открытия сливных клапанов рабочих цилиндров:

d h _ Ki ,., ’ dt р ' где h - величина открытия сливных клапанов рабочих цилиндров;

t - текущее время;

Κι - коэффициент пропорциональности;

р - давление в рабочих цилиндрах пресса.

На этапе декомпрессии справедлива зависимость

4£-+А-/иУ²(р-Рб) -о, (2)

Р где Е - приведенный модуль упругости жидкости;

W - объем жидкости в полостях рабочих цилиндров и их гидролиниях;

μ- коэффициент расхода;

f - суммарная площадь открытия сливных клапанов рабочих цилиндров;

рб - давление в наполнительно-сливном баке (Н СБ);

р-плотность жидкости.

Пренебрегая величиной рб по сравнению с р и полагая f=K₂h, (3) где К₂ - коэффициент пропорциональности, уравнение (2) с учетом (1) и (3) легко преобразовать к виду _1.5 1,5 Ί,06μΚιΚ₂Ε ₂ ^р ~^р° —⁽⁴⁾ где ро - давление в рабочих цилиндрах в начале процесса декомпрессии.

Для достижения оптимального с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов процесса декомпрессии рабочих цилиндров пресса необходимо поддерживать на этапе декомпрессии

-^- = const. (5)

Уравнение (4) не удовлетворяет условию (5), следовательно, процесс декомпрессии рабочих цилиндров пресса, реализуемый рассматриваемым сервоприводом, не является оптимальны сточки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов.

Цель изобретения - повышение производительности работы пресса за счет реализации оптимального с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов процесса декомпрессии рабочих цилиндров пресса.

Поставленная цель достигается тем, что известный сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса, содержащий сумматор, первый ключ и последовательно соединенные усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и (7) через датчик положения с вторым входом сумматора, управляющий вход первого,ключа соединен с выходом элемента И, один вход которого связан через первое устрой-. ство сравнения с первым входом суммато- 5 ра, второй вход - с вторым устройством сравнения, а третий с переключателем режимов работы пресса, датчики давления соединены с полостями рабочих цилиндров пресса, снабжен функциональным 10 преобразователем, вторым ключом и двумя диодами, при этом функциональный преобразователь соединен выходом через второй ключ с входом усилителя, выходы датчиков давления соединены через диоды 15 с входами функционального преобразователя и с вторым устройством сравнения, первый ключ соединен входом с выходом сумматора, а выходом - со входом усилителя, а управляющий вход второго ключа сое- 20 динен с выходом элемента И.

Применение функционального преобразователя позволяет повысить производительность работы пресса, так как он формирует закон открытия сливных клала- 25 нов рабочих цилиндров для достижения оптимального с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов процесса декомпрессии.

Применение второго ключа и диодов 30 позволяет повысить производительность работы пресса, так как обеспечивает нормальное функционирование функционального преобразователя.

В технике известно применение функ- 35 циональных преобразователей, осуществляющих функцию преобразователя входного сигнала. Однако появление новых, неизвестных ранее связей функционального преобразователя с одной стороны и вто- 40 рого ключа и диодов с другой, а также формирование сигнала функциональным преобразователем на своем выходе

Кз Р Vp (6)

где Кз - коэффициент пропорциональности, определяет новую, неизвестную ранее функцию функционального преобразователя - 50 формирование закона открытия сливных клапанов для достижения оптимального с точки зрения быстродействия при отсутствйи гидроударов процесса декомпрессии рабочих цилиндров пресса. 55

Формируя сигнал по управлению (6), сервопривод на этапе декомпрессии поддерживает скорость открытия сливных клапанов рабочих цилиндров:

d h Кз d t р Vp ’

Подставляя (7) и (3) в уравнение (2) легко получить:

Р² = Ро

1,41иКгКзЕ а (8)

При изменении давления в рабочих цилиндрах пресса на этапе декомпрессии по уравнению (8) поддерживается равенство (5), т.н. процесс декомпрессии является оптимальным с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов. ·

Это способствует повышению производительности работы пресса.

На чертеже представлена структурная схема сервопривода управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса.

Сервопривод содержит сумматор 1, первый ключ 2, последовательно соединенные усилитель 3, электромеханический преобразователь 4,гидроусилитель 5 и силовой гидроцилиндр 6, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик 7 положения с вторым входом сумматора 1, управляющий вход первого ключа 2 соединен с выходом элемента И 8, один вход которого связан через первое устройство 9 сравнения, с первым входом сумматора 1, второй вход - с вторым устройством 10 сравнения, а третий - с переключателем режимов работы пресса, датчики 11 давления соединены с полостями рабочих цилиндров пресса; функциональный преобразователь 12, второй ключ 13 и два диода 14 и 15. Функциональный преобразователь 12 соединен выходом через второй ключ 13 с входом усилителя 3, выходы датчиков 11 давления соединены через диоды 14 и 15 с входами функционального преобразователя 12 и с вторым устройством 10 сравнения, первый ключ 2 соединен входом с выходом сумматора 1, а выходом - с входом усилителя 3, при этом управляющий вход второго ключа 13 соединен с выходом элемента И 8.

Сервопривод работает следующим образом.

Электрический сигнал, пропорциональный углу поворота вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму рабочий ход”, поступающий на первый вход сумматора 1, суммируется с сигналом, пришедшим с выхода датчика 7 положения и подается через ключ 2 на вход усилителя 3, усиливается и поступает на вход электромеханического преобразователя 4, который, воздействуя на гидроусилитель 5, подает рабочую жидкость в силовой гидроцилиндр 6, поворачивающий вал гидрораспределителя. При подходе вала гидрораспределителя к заданному положению позиционирования сигнал на выходе сумматора 1 уменьшается и становится равным нулю при достижении валом гидрораспределителя заданного положения позиционирования. Электромеханический преобразователь 4, воздействуя на гидроусилитель 5, прекращает подачу рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр 6, который останавливает вал гидрораспределителя в заданном положении позиционирования.

Далее при подаче команды на первый вход сумматора 1 на поворот вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму Возвратный ход, сервопривод работает следующим образом. Элемент И 8 определяет начало докомпрессии (плавного сброса давления из рабочих цилиндров пресса) при одновременном выполнении трех условий:

1. На первом входе сумматора 1 присутствует сигнал, определяющий поворот вала гидрораспределителя в положение, соответствующее режиму Возвратный ход. Выполнение этого условия определяется устройством 9 сравнения, благодаря его связи с входом сумматора 1. При выполнении этого условия устройства 9 сравнения подает сигнал на первый вход элемента И 8.

2. Максимальное давление в рабочих цилиндрах пресса больше 4 МПа. Выполнение этого условия определяется устройством 10 сравнения, благодаря его связи через диоды 14 и 15 с датчиками 11 давления. Благодаря такому включению диодов 14 и 15 на вход устройства 10 сравнения поступает сигнал, пропорциональный наибольшему давлению в среднем или боковых рабочих цилиндрах пресса. При выполнении этого условия устройство 10 сравнения подает сигнал на второй вход элемента И 8.

3. Переключатель режимов работы пресса Ковка - Штамповка находится в положении Ковка. При выполнении этого условия сигнал подается на третий вход элемента И 8.

При выполнении этих трех условий сигнал с выхода элемента И 8 поступает на управляющие входы ключей 2 и 13. Первый ключ 2 отсоединяет выход сумматора 1 от входа усилителя 3, к которому второй ключ 13 подсоединяет выход функционального преобразователя 12. Благодаря включению датчиков 11 давления через диоды 14 и 15 на вход функционального преобразователя поступает сигнал, пропорциональный наибольшему давлению в среднем или боковых рабочих цилиндров пресса.

Функциональный преобразователь 12 формирует на своем выходе сигнал, определяемый уравнением (6), который через ключ подается на вход усилителя 3. Это обуславливает открытие сервоприводом сливных клапанов рабочих цилиндров со скоростью, определяемой уравнением (7). Давление в рабочих цилиндрах пресса уменьшается по закону (8), чем обеспечивается на режиме декомпрессии поддержание равенства (5), т.е. процесс декомпрессии рабочих цилиндров пресса будет оптимальным с точки зрения быстродействия при отсутствии гидроударов.

Завершение режима декомпрессии определяется элементом И 8 по нарушению одного из рассмотренных выше трёх условий. В этом случае элемент И 8 снимает сигнал с управляющих входов ключей 2 и 13. При этом ключ 2 соединит выход сумматора 1 с входом усилителя 3, ключ 13 отсоединит от последнего выход функционального преобразователя 12. .

Применение предложенного технического решения позволит повысить производительность работы пресса.

Экономический эффект будет получен за счет повышения производительности работы пресса на 3% за счет уменьшения простоев.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Сервопривод управления валом гидрораспределителя гидравлического пресса, содержащий сумматор, первый ключ и последовательно соединенные усилитель, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и силовой гидроцилиндр, связанный с валом гидрораспределителя и через датчик положения с вторым входом сумматора, управляющий вход первого ключа соединен с выходом элемента И, один вход которого связан через первое устройство сравнения с первым входом сумматора, второй вход - с вторым устройством сравнения, а третий - с переключателем режимов работы пресса, датчики давления соединены с полостями рабочих цилиндров пресса, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности пресса, сервопривод снабжен функциональным преобразователем, вторым ключом и двумя диодами, при этом функциональный преобразователь соединен выходом через второй ключ с входом усилителя, выходы датчиков давления соединены через диоды с входами функционального преобразователя и с втооым устройством сравнения, первый ключ

   1755175 .

   соединен входом с выходом сумматора, а щий вход второго ключа соединен с еыховыходом - с входом усилителя, а управляю- дом элемента И.