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>>>



УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УСИЛИЯ ЗАПИРАНИЯ ПРЕСС-ФОРМЫ В МАШИНЕ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

 

Богушевский В.С., Антоневич О.А.

Украина, г. Киев,

Национальный технический университет Украины «КПИ»

 

В основу технического решения положен косвенный контроль усилия запирания по величине давления масла в гидравлическом цилиндре запирания. Идентификация характерных участков на кривой изменения давления масла в гидравлическом цилиндре запирания позволяет однозначно интерпретировать правильную настройку механизма запирания. Усилие запирания контролируется только при закрытой пресс-форме. Распознавание динамики изменения давления масла в гидравлическом цилиндре запирания с помощью блоков и связей между ними позволяет осуществлять контроль усилия запирания пресс-формы в машине литья под давлением.

 

Введение. Технологический процесс получения отливок в машинах ЛПД, отличающийся большим быстродействием, состоит из операций, которые характеризуются различными переменными величинами и непосредственно влияют на качество отливок. Наиболее важные операции: подогрев металла в раздаточной печи; очистка, смазка и закрытие пресс-формы, заливка металла в камеру прессования; запрессовка металла в форму, охлаждение и затвердевание металла в ней; раскрытие пресс-формы и выталкивание отливки.

При закрытой пресс-форме необходимо обеспечивать заданное усилие запирания, исключающего выплеск расплавленного металла при прессовании. Это достигается регулированием нагрузки на несущих колоннах машины ЛПД [1]. В процессе регулирования нагрузки на несущих колоннах машины ЛПД выполняются следующие функции: измерение величины нагрузки на каждой из четырех колонн, сравнение измеренных величин с максимально и минимально возможными значениями, перемещение механизма запирания исполнительным реверсивным двигателем в направлении изменения усилия запирания до заданного значения, блокировку цикла управления машиной ЛПД в случае невозможности регулирования исполнительного реверсивного двигателя (при нахождении механизма запирания в одном из крайних положений и необходимости перемещения механизма в направлении этого положения, превышении величины нагрузки на одной из колонн максимально возможного значения, а на другой – в пределах ниже минимального значения, необходимости последовательной регулировки в разные стороны, невозможности осуществить процесс регулирования сверх заданных значений промежутка времени или количества циклов регулирования) [2].

Однако равенство нагрузки на несущих колоннах машины ЛПД заданному значению не свидетельствует о закрытии пресс-формы, распрямлении рычагов и взятии их на механическую блокировку. В этом случае в процессе прессования возможен выплеск металла [3].

Исследования, приведенные в статье, проводились в НТУУ “Киевский политехнический институт” по теме “Математическая модель и система управления машинами литья под давлением”, Государственный регистрационный номер 0112U002173.

Цель исследований. Повышение надежности контроля механизма запирания пресс-формы.

Результаты исследований.

В основу технического решения положен косвенный контроль усилия запирания по величине давления масла в гидравлическом цилиндре запирания. Идентификация характерных участков на кривой изменения давления масла в гидравлическом цилиндре запирания (рис. 1) позволяет однозначно интерпретировать правильную настройку механизма запирания. Усилие запирания контролируется только при закрытой пресс-форме.

Процесс при правильной работе механизма запирания (рис. 1, а) может быть интерпретирован следующим образом. На начальном участке, точки 0-1, происходит нарастание давления в гидравлическом цилиндре запирания до величины, достаточной для преодоления трения покоя в поршневых кольцах и манжетах уплотнения штока. Затем шток приходит в движение, и выбираются зазоры в шарнирах рычажной системы, чем, по-видимому, и объясняются колебания давления на участке 2-3. В момент времени (точка 2) происходит смыкание подвижной и неподвижной половин пресс-формы и выборка зазоров в местах соединения направляющих колонн машины и в пакете пресс-формы. На участке 3-5 (точки 3, 4, 5) происходит упругая деформация элементов машины (растяжение колонн, сжатие рычагов, изгиб подвижной и неподвижной плит) и пресс-формы (собственно запирание), причем усилие запирания в это время увеличивается от нуля (точка 3) до максимально возможного при данной настройке механизма запирания (точка 5). На протяжении рассматриваемого периода давление жидкости в гидравлическом цилиндре запирания возрастает до местного “пикового” максимума (точка 4) и снова падает в результате изменения коэффициента усиления рычажной системы. Точки 3, 4, 5 соответствуют значениям от десятых долей миллиметров пути перемещения подвижной плиты при небольших усилиях запирания до 1 – 2 мм для усилий запирания порядка 1000 – 3000 тс. Затем в результате упора шток цилиндра останавливается и давление возрастает до максимального в гидросистеме машины (точка 6).

Для сравнения на рис. 1, б представлена кривая, аналогичная кривой рис. 1 а, свидетельствующая о правильной работе механизма, но с меньшим усилием запирания.

Кривые (рис. 1, в, г, д, е) свидетельствуют о том, что механизм запирания либо настроен неправильно (рис. 1 в), либо неисправен. В этом случае литейный цикл должен быть забло­кирован.

Рис. 1. Кривые изменения давления в гидроцилиндре механизма запирания в период смыкания пресс-формы τ: р и Рмакс – давление в гидроцилиндре соответственно пороговое и максимальное значение, обеспечиваемое насосами машины ЛПД.

 

Кривая (рис. 1, в) получается в случае настройки механизма на недо­пустимо большое усилие запирания. Расстояние между подвижной и непод­вижной плитами машины задается в этом случае слишком малым для полного выпрямления рычагов и при запрессовке металла усилие от давления его в пресс-форме частично передается на шток цилиндра, в результате чего происходит отдача подвижной плиты и, как следствие, выброс металла.

На кривой (рис. 1, г) произошло преждевременное нарастание давления до момента смыкания двух половин пресс-формы. Такая ситуация возможна при повреждении механизма запирания, например осей шарниров, недопустимых по величине задиров, отсутствие смазки в шарнирах и т.п.

Кривая (рис. 1, д) свидетельствует о том, что шток гидроцилиндра не пришел в движение, в результате чего, уже в начале цикла работы механизма давление рабочей жидкости повысилось до максимального значения, обеспечиваемого насосами машины. Такой вариант возможен при заклинивании поршня в цилиндре, поднятии манжет, механического повреждения рычажной системы.

Наконец, по кривой (рис. 1, е) можно сделать вывод о неисправности гидравлической части машины (не срабатывает электромагнитный клапан, нарушена герметичность системы и т.п.).

 

Рис. 2. Блок-схема устройства контроля усилия запирания пресс-формы

 

Шарнирно-рычажный механизм 1 (рис. 2) соединен с подвижной и упорной плитами 2 и 3 машины литья под давлением (на рис. 2 условно не показана нижняя симметрично расположенная группа рычагов). Под позицией 4 изображен таймер. Выход блока 5 памяти через блок 6 задержки соединен с ключом 7. Датчик 8 давления масла в гидравличес­ком цилиндре 9 соединен через ключ 7 с блоком 10 сравнения, выход которого через блок И 11 соединен с блоком ИЛИ 12. Шток поршня гидравличес­кого цилиндра 9 запирания шарнирно соединен с шарнирно-рычажным механизмом 1. Выход блока ИЛИ 12 соединен со входом блока 13 указания.. Таймер 4 через блок НЕ 14 соединен со вторым входом блока И 11. Блок 10 сравнения подключен к блоку И 15, второй вход которого подключен через блок 16 сигнализации и дифференциатор 17 на ключ 7. Выход блока И 15 соединен через дифференциатор 18 со счетчиком 19. Выход счетчика 19 соединен со схемами сброса таймера 4, блока 5 памяти, выходом блока ИЛИ 12 и входом блока 13 указания. Выход блока 12 соединен также со схемой сброса счетчика 19. Выход ключа 7 соединен со входом блока 20 памяти. Выход блока И 15 подсоединен к блоку 20 памяти через блок И 21 и непосредственно к блоку 22 памяти, выход последнего связан через блок 23 задержки, блок НЕ 24 со вторым входом блока И 21. Выход блока 20 памяти соединен через сумматор 25, сумматор 26 с ключом 27, который также связан с выходом блока И 21. Выход сумматора 25 соединен со входом блока 13 указания. Выход ключа 27 связан через блок 28 задержки с блоком И 29 и непосредственно со входом блока 13 указания. Выход счетчика 19 соединен со схемами сброса блока 22 памяти и вторым входом блока И 29.

 

Рис. 3. Блок-схема блока указания

 

Блок 13 указания (рис. 3) содержит сигнальное табло 30 “Блокировка”, сигнальное табло 31 “Закрыто”, элемент НЕ 32, соединенный с элементами И 33 и 34. Второй вход элемента И 33 соединен с сумматором 25, а выход – с сигнальным табло 35 “Меньше”. Второй вход элемента И 34 соединен с элементом НЕ 36, а выход – с сигнальным табло 37 “Больше”.

Устройство работает следующим образом (рис. 2). При повышении дав­ления рабочего тела гидросистемы в левой полости цилиндра происходит перемещение вправо поршня со штоком, в результате чего с помощью шарнирно-рычажного механизма 1 удаляется подвижная плита 2 машины с укрепленной на ней подвижной половиной пресс-формы (на рисунке не показана) от упорной плиты 3 машины. При этом подвижная половина пресс-формы смыкается с неподвижной с определенным усилием запирания.

Сигнал на запирание пресс-формы “Пуск”, поступающий от электромеханической кнопки, включает таймер 4 и блок памяти 5 и через блок 6 задержки поступает на ключ 7. Продолжительность задержки устанавливается больше времени переходного процесса по преодолению трения покоя в поршневых кольцах и манжетах. Ключ 7 открывается и сигнал от датчика 8 о давлении масла в гидравлическом цилиндре 9 запирания поступает на блок 10 сравнения, на который в виде уставки поступает сигнал о нижнем пределе давления запирания Р.

Если давление масла выше уставки, что возможно, если шток гидравлического цилиндра запирания не пришел в движение (рис. 1, д) или произошло преждевременное нарастание давления (рис. 1, г), то на выходе блока 10 появляется единичный сигнал, который проходит через блок И 11 и блок ИЛИ 12, блокирует цикл машины литья под давлением, сигнализируя о ее неисправности. Одновременно этот же сигнал сбрасывает таймер 4, блок 5 памяти и поступает на вход блока 13 указания. Если давление масла ниже уставки, то на вход блока ИЛИ 12 поступает нулевой сигнал. По истечении времени, соответствующего минимальной продолжительности запирания пресс-формы, с первого выхода таймера 4 поступает единичный сигнал, который инвертируется в блоке НЕ 14 и запирает блок И 11, т.е. в дальнейшем при появлении единичного сигнала с выхода блока 10 сравнения блокировка цикла машины не происходит. Единичный сигнал с выхода блока 10 сравнения поступает на вход блока И 15. На блок 16 сигнализации подается выходной сигнал с дифференциатора 17, на вход которого поступает сигнал, пропорциональный давлению. На входе блока сигнализации появляется единичный сигнал при наступлении условия  (рис. 1, а точка Г). Информация с выхода блока 16 сигнализации поступает на второй вход блока И 15, на выходе которого также появляется единичный сигнал. Напряжение с выхода блока И 15 проходит через дифференциатор 18, на котором формируется импульсный сигнал на счетчик 19 импульсов. При поступлении на счетчик 19 трех импульсов (рис. 1, а, точки 4, 5 и 6) на выходе счетчика 19 появляется единичный сигнал, свидетельствующий о нормальном прохождении процесса закрывания пресс-формы. Этот сигнал поступает на вход блока 13 указания и сбрасывает таймер 4 и блок 5 памяти. При отсутствии сигнала с выхода счетчика в течение времени, соответствующего максимальной продолжительности запирания пресс-формы, что свидетельствует о неисправности гидравлической части машины (рис. 1, е) или неправильной ее настройке (рис. 1, в), срабатывает таймер 4 и с его второго выхода поступает сигнал о несрабатывании механизма запирания пресс-формы, который поступает через блок ИЛИ 12 на первый вход блока 13 указания, в схему таймера 4, блок 5 памяти и на блокировку цикла машины. При поступлении сигнала на вход блока 13 указания (рис. 3) зажигается сигнальное табло 30 “Блокировка”, а при поступлении его на второй вход – сигнальное табло 31 “Закрыто”. Сигнал о давлении масла в гидравлическом цилиндре 9 запирания поступает с ключа 7 на блок 20 памяти. Сигнал разрешения записи в блок 20 памяти формируется в блоке И 21. При поступлении единичного сигнала с блока И 15 на первый вход блока И 21, т.е. при достижении давлением масла экстремального значения этот сигнал одновременно поступает и на блок 22 памяти, где запоминается и подается через блок 23 задержки на вход блока НЕ 24.

Сигнал с выхода блока НЕ 24 поступает на второй вход блока И 21. При первом достижении давлением масла экстремального значения на первый вход блока И 21 поступает единичное напряжение. Такое же напряжение поступает на второй вход блока И 21. Далее единичное напряжение с блока 22 памяти задерживается в блоке 23 задержки и инвертируется в блоке НЕ 24. Блок И 21 закрывается. Последующие экстремумы давления масла не формируют сигнала разрешения записи в блок 20 памяти. Экстремальное давление масла в гидравлическом цилиндре запирания алгебраически суммируется с номинальным значением в сумматоре 25 и результирующий сигнал поступает со знакоаого выхода на второй сумматор 26, где сравнивается с допустимым значением отклонения давления запирания от номинального значения. При нахождения разности в допуске со знакового выхода сумматора 26 на вход блока 13 указания через ключ 27 поступает единичное напряжение, а при выходе из допуска – нулевое. Ключ открывается в момент срабатывания блока И 21. Напряжение со знакового выхода сумматора 26 также поступает через ключ 27 и блок 28 задержки в блок И 29, второй вход которого связан с выходом счетчика 19. При появлении единичного напряжения с выхода блока И 29 подается сигнал на продолжение цикла машины. При поступлении единичного сигнала в блок 13 указания от блока ИЛИ 12 срабатывает первое сигнальное табло 30 “Блокировка”, при поступлении единичного сигнала от счетчика 19 срабатывает второе сигнальное табло “Закрыто”. При поступлении единичного сигнала от ключа 27 этот сигнал инвертируется в элементе НЕ 32 и запирает элементы И 33 и 34. Нулевой сигнал с ключа 27, свидетельствующий о чрезмерно высоком или низком усилии запирания, инвертируясь в элементе НЕ 32, подготавливает к срабатыванию элементы И 33 и 34. При появлении единичного сигнала на знаковом выходе сумматора 25, т.е. при значении давления масла в гидравлическом цилиндре запирания ниже уставки, срабатывает элемент И 33 и включает третье сигнальное табло “Меньше”. При поступлении нулевого сигнала со знакового выхода сумматора 25 этот сигнал инвертируется в элементе НЕ 36 и включает элемент И 34, который подает сигнал на включение четвертого сигнального табло 37 “Больше”. Одновременно со сбросом таймера 4 и блока 5 памяти напряжение сброса поступает также на блок 22 памяти и счетчик 19.

В качестве датчика давления используется датчик типа Метран-100 ДИ [4], блоков сравнения и сигнализации – блоки АКЭСР, блоков НЕ, ИЛИ, И, памяти, задержки, ключей, таймера, сумматоров, дифференциаторов и счетчика – стандартные блоки вычислительной техники.

Использование устройства контроля усилия запирания пресс-формы в машине литья под давлением позволяет исключить выплески металла при прессовании. Это позволяет увеличить выход годного на 0,3 % и производительность машины на 0,5 %.

Выводы: Контроль усилия запирания пресс-формы по характеру изменения давления в цилиндре запирания позволяет автоматически с высокой надежностью определить искомый параметр. При этом диагностируется как нормальный режим механизма запирания, так и аварийный с анализом причин отказов.

Дальнейшие исследования будут направлены на реализацию функций устройства на контроллере с включением последнего в АСУ ТП конвертерной плавки.

 

Список источников и литературы

1.     Моисеев Ю.В., Личак А.И. Автоматизация специальных способов литья //Процессы литья. – № 1. – 2008. – С. 12 – 15.

2.     Голод В.М., Савельев К.Д. Теория, компьютерный анализ и моделирование литейных процессов// Литейщик России. – 2011. – № 2. – С. 13 – 16.

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

4.     www.metran.ru. Интеллектуальные датчики.



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