zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТА РОЗКРИТТЯ ПРЕС-ФОРМИ

 

Богушевський В.С. д.т.н., проф.,

Самарай Р.В. аспірант

Україна, м. Київ,

Національний Технічний Університет України "КПІ"

 

Для повышения размерной точности и уменьшения брака по трещинам, особенно отливок из широкоинтервальних сплавов, необходимо раскрывать пресс-форму при строго определенной температуре отливки. В современных машинах ЛПТ время выдержки отливки в форме задается реле времени. Колебания температуры металла в раздаточной печи, время выдержки металла в камере прессования, температуры пресс-формы, а также массы пресс-остатка и масла, наносящегося на рабочую поверхность пресс-формы, приводят к тому, что раскрытие последней через заданный промежуток времени не позволяет удалять отливку при определенной температуре. В современное время применяется ряд способов определения момента раскрытия пресс-формы. В одном из способов, момент раскрытия пресс-формы определялся за ее температурой. Спай термопары располагался на контактной поверхности пресс-формы или на расстоянии 0,2 - 0,5 мм от нее. Раскрытие формы при заданной температуре отливки снижает брак по неточности размеров и трещинам. При этом не требуется высокая точность автоматического регулирования температуры пресс-формы и металла в раздаточной печи, а также времени выдержки металла в камере прессования. Однако возникают погрешности, которые связаны с влиянием на показания термопары неконтролируемого слоя смазки, а также системы охлаждения отливки. В основу разработанного способа определения момента раскрытия пресс-формы положены исследования контроля кристаллизации отливки по усилию на толкатели. Определение момента раскрытия пресс-формы по информации о тепловых характеристиках ее и заливаемого металла, а также усилий на толкатели, позволяет автоматически с высокой точностью и надежностью выдать команду на размыкание пресс-формы и извлечение оливки, при этом повышая производительность машины ЛПТ.

Ключові слова: нечітка логіка, система регулювання, лиття під тиском.

 

Вступ

Для підвищення розмірної точності й зменшення браку по тріщинам, особливо відливок із широкоінтервальних сплавів, необхідно розкривати прес-форму при строго визначеній температурі відливки. У сучасних машинах ЛПТ час витримки відливки у формі задається реле часу. Коливання температури металу у роздавальній печі, час витримки металу у камері пресування, температури прес-форми, а також маси прес-залишку і мастила, що наноситься на робочу поверхню прес-форми, призводять до того, що розкриття останньої через заданий проміжок часу не дозволяє видаляти відливку при визначеній температурі. В сучасний час застосовується ряд способів визначення момента розкриття прес-форми [1 – 2]. В основу алгоритма визначення тривалості кристалізації [1] покладено постулат про те, що готова відливка повинна витримуватися в прес-формі визначений інтервал часу, що складається з тривалості часу кристалізації відливки і прес-залишку. Недоліком способу є вплив на результати температури прес-форми і металу в роздавальній печі. В способі [2] момент розкриття прес-форми визначався за її температурою. Спай термопари розташовувався на контактній поверхні прес-форми або на відстані 0,2 – 0,5 мм від неї. Розкриття форми при заданій температурі відливки знижує брак по неточності розмірів і тріщинам. При цьому не потрібна висока точність автоматичного регулювання температури прес-форми і металу в роздатковій печі, а також часу витримки металу в камері пресування. Однак виникають похибки, що зв’язані з впливом на показання термопари неконтрольованого шару мастила, а також системи охолодження відливки.

Дослідження, що приведені в статтті, проводились в НТУУ „Київський політехнічний інститут” по темі „Математична модель і система управління машинами лиття під тиском”, Державний реєстраційний номер 0112U002173.

Постановка задачі

Дослідити зв’язок між технологічними параметрами роботи устаткування в процесі лиття під тиском і моментом розкриття прес-форми з метою підвищення точності визначення останнього.

Результати досліджень

В основу розробленого способу визначення момента розкриття прес-форми покладені дослідження контролю кристалізації відливки по зусиллю на штовхачі [3]. В момент впуску металу основне теплове навантаження несе тільки дуже тонкий шар форми [4]. Запізнення виникнення теплового збурення на глибині х відносно коливань температури на границі визначається за відомою формулою

 (1)

де запізнення температурної хвилі, с; х – лінійна координата в напрямку, що перпендикулярний поверхні стінки, м; тривалість ливарного циклу, с;

аф – коефіцієнт температуропровідності матеріалу прес-форми, м2/с.

Враховуючи шар мастила, що приводиться до еквівалентного шару з теплофізичними характеристиками матеріалу прес-форми, запізнення температурної хвилі на глибині установки вимірювача температури (гарячого спаю термопари)

 (2)

де  запізнення температурної хвилі у прес-формі на рівні гарячого спаю термопари, с;  товщина шару мастила, м; ам – коефіцієнт температуропровідності мастила, м2/с; відстань від контактної поверхні прес-форми до гарячого спаю термопари в напрямку, що перпендикулярний фронту розповсюдження температури, м.

Значення визначається ідентифікацією експериментальних даних – це момент виходу на максимум показань термопари, що визначається від моменту закінчення заливки металу у форму і приймається за початок контролю температурного режиму системи відливка – прес-форма.

Зміну у часі с, температури точки активного шару прес-форми tф, 0С можна описати формулою для інерційної ланки першого порядку з чистим запізненням

 (3)

де tp – температура рідкого металу, що заливається (контролюється термопарою занурення), 0С [5]; коефіцієнт, с–1; А1 – коефіцієнт, що залежить від сталої часу перехідного процесу, яка визначається геометричною координатою і системою охолодження прес-форми, с–1.

Зміну температури відливки t, 0С, можливо представити формулою

 (4)

де А2 – коефіцієнт, що залежить від сталої часу перехідного процесу, яка визначається системою охолодження форми, с–1.

Враховуючи, що

 (5)

можна записати

 (6)

де с – середня питома теплоємність, Дж/(кг . К);  теплопровідність, Вт/(м . К); k2 – коефіцієнт відносної теплової активності контактуючих тіл. Теплофізичні коефіцієнти з індексом “ф” відносяться до прес-форми, без індекса – до відливки.

Коефіцієнт А2 змінюється в кожному циклі, так як охолодження відливки і прес-форми визначається змінною товщиною шару мастила. Визначається А2 в момент кристалізації відливки в момент початку падіння показань датчика зусиль, що встановлений на штовхачі, за формулою

 (7)

де час, що відрахований від момента закінчення заливки металу у форму до початку падінь показань датчика зусиль, с. Індекс “*” при температурних параметрах відноситься до їх значень в момент

Із формули (6) знаходимо

 (8)

Способ перевірено на Полтавському заводі “Електромотор”. Пристрій для реалізації способа (рис. 1) працює наступним чином.

 

 

Перед початком виробництва відливок на задатчику температури 1, при якій потрібно розкрити форму установлюється значення температури на 5 – 10 0С нижче температури фазового перетворення. Сигнал, що пропорційний величені завдання, поступає в блок порівняння 2.

Напруга, що пропорційна зусиллю на штовхачі, від вимірювачів зусилля 3, які встановлені під плиту штовхачів, поступає на блок порівняння 4. На другий вхід блока 4 поступає “нульовий” опорний сигнал. При надходжені сигнала “Початок кристалізації” (зниження сигнала на плиту штовхачів до нуля) проводиться очищення блока памяті 5 і запис в нього показань блока ділення 6. При надходженні сигналу “Друга фаза пресування” від датчика 10 запускаються таймери 8 і 9. Із вимірювача 17 температури прес-форми (термопара у комплекті з перетворювачем, гарячий спай якої установлений в отвір форми на відстані 0,2 – 0,5 мм від контактної поверхні) поступає напруга, що пропорційна температурі форми, в блок порівняння 16 безпосередньо й зі запізненням у часі. Під час зростання температури прес-форми, що зв’язаний із заливкою металу, напруга, яка поступає з блока затримки 18, нижче напруги від вимірювача 17 і з блока порівняння 16 знімається “нульовий” сигнал. При проходжені максимума температури у випадку перевищення сигналу від блока 18 напруги, що поступає з вимірювача 17, з виходу блока порівняння 16 зниматься “одиничний” сигнал, який використовується для зупинки таймера 8. Напруга з виходу таймера, що пропорційна величині відкриває ключ 15 і після перетворення в імпульс у диференціаторі 26 проводить скид-запис в момент значення tф у блок памяті 19.

В подальшому ця напруга через ключ 15 поступає в блок ділення 14, на вхід якого по лінії вимірювач температури метала 24 – блок памяті 25 поступає напруга, що пропорційна  Сигнал на скид-запис значення tр поступає від датчика контроля температури метала (пускач виконавчого механізму термопари занурення). В момент часу  із (3) отримуємо, що  тобто на вхід блока ділення 22 поступає напруга, що пропорціна величині  Напруга, що пропорційна tф, поступає з вимірювача температури прес-форми 17 в блок ділення 20, вихідний сигнал якого пропорційний величені  (параметр t вводиться в блок 20 як постійний коефіцієнт).

Вихідна напруга блока ділення 22, що пропорційна величині послідовно поступає в блок логарифмування 23, звідки на вход блока ділення 6. З виходу блока 6 на вхід блока памяті 5 поступає напруга, яка пропорційна правій частині виразу (7). При надходжені сигналу “Початок кристалізації” з блока порівняння 4 проводиться очищення блока памяті 5 і запис в нього показань, що пропорційні величині А2, які поступають на вхід блока множення 11. На вхід блока 11 поступає тако ж напруга, що пропорційна величині Результуюча вихідна напруга блока 11 пропорційна величині На вхід блока множення 13 поступає напруга, що пропорційна виразу  і вихідна напруга блока ділення 14.

Таким чином, вихідна напруга блока 13, що пропорційна виразу  поступає на вхідблока ділення 21, куди також поступає напруга, що пропорційна величині tф, а вихід блока – пропорційний значенню t. Якщо вихідні напруги блоків 21 і 1 дорівнюють одна одній з виходу блока порівняння 2 видається сигнал на розкриття прес-форми.

Вимірювання параметрів проводиться стандартними датчиками ДСП [6]: температури прес-форми – термопарою ТХК-0529, температури металу, що заливають, – термопарою ТХА-515, зусилля на штовхачах датчиком зусилля ДСТБ-С-060 [7], Для завдання температури використано задатчик РЗД з вихідним перетворювачем струму, для формування позиційних сигналів – безконтактні датчики положення БТП 101-24. Обчислювальні блоки й вузли виконані на мікросхемах обчислювальної техники.

Промислові іспити пристрою на Полтавському заводі “Електромотор” показали, що використання пристрою виключає зайву витримку відливки у прес-формі, що підвищує продуктивність машини ЛПТ на 11 % і покращує якість відливок.

Висновки

Визначення моменту розкриття прес-форми по інформації про теплові характеристики її й металу, що заливається, а також зусиль на штовхачі дозволяє автоматично з високою точністю і надійністю видати команду на розмикання прес-форми і вилучення відливки. При цьому підвищується продуктивність машини ЛПТ.

Подальші дослідження будуть направлені на включення пристрою в АСК ТП машиною лиття під тиском [8].

 

Література

1.     Богушевський В.С. АСКТП комплексу лиття під тиском //Автоматизація виробничих процесів. – 2001. – № 2 (13). – С. 53 – 55.

2.     Повышение эффективности литья под давлением (ЛПД) / А.А.Жуков, А.Д.Постнова, В.А.Борисов и др. //Литейщик России. – 2008. – № 1. – С. 25 – 30.

3.     Богушевський В.С., Антоневич Я.К. Автоматизация тех­но­логического процесса литья под давлением // Вісник Донбаської державної машино­будівної академії. – 2012. – № 4. – С. 29 – 33.

4.     Богушевський В.С., Антоневич Я.К. Тепловая работа пресс-формы машины литья под давлением // Металл и литье Украины. – 2012. – № 6. – С. 7 – 9.

5.     Богушевський В.С., Антоневич Я.К. Прогнозування температурного режиму ванни плавильної печі // Наукові вісті НТУУ „КПІ”. – 2012. – № 2. – С. 108 – 113.

6.     www.metran.ru. Интеллектуальные датчики.

7.     Богушевський В.С., Антоневич Я.К. Інформаційна АСУ машинами лиття під тиском // “Матеріали для роботи в екст­ре­мальних умовах-4”, Матеріали МНТК. – К.: НТУУ “КПІ”. – 2012. – С. 206 – 210.

8.     Богушевський В.С., Антоневич Я.К. Система керування машинами лиття під тиском // Наукові праці національного університету харчових технологій. – 2013. – № 48. – С. 10 – 16.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info