Спосіб прискореного здійснення ходу наближення рухомої поперечини гідравлічного преса до поковки

Реферат: Спосіб прискореного здійснення ходу наближення рухомої поперечини гідравлічного преса до поковки полягає у тому, що примусово відкривають зливний клапан зворотних циліндрів та наповнювально-зливний клапан, поперечина під дією своєї ваги рухається униз, робочі циліндри заповнюють рідиною низького тиску із наповнювально-зливного бака через відкритий наповнювально-зливний клапан. Поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини визначають засобами контролю у кожний момент ходу наближення рухомої поперечини до поковки та контролюють у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу. При цьому поточне прискорення обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання наведеної залежності, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливного клапана зворотних циліндрів, змінюючи час його відкриття. UA 117177 U (12) UA 117177 U UA 117177 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до обробки матеріалів тиском, і може знайти застосування при створенні та подальшій експлуатації ковальськоштампувального обладнання з гідравлічним приводом. Відомий спосіб керування роботою наповнювально-зливної системи гідравлічного преса, який здійснюється шляхом відкриття наповнювально-зливного клапана під час ходу наближення, його закриття під час робочого ходу та відкриття на зворотному ході. Наповнювально-зливним клапаном керує індивідуальний сервопривід так, що клапан примусово знаходиться у постійно відкритому стані, а його примусове закриття сервоприводом здійснюється тільки під час робочого ходу, при цьому рідина високого тиску подається у робочі циліндри преса тільки після того, як спрацює датчик закриття наповнювально-зливного клапана [1]. Відомий також, вибраний як прототип, спосіб здійснення ходу наближення гідравлічного преса, при якому примусово відкривають зливний клапан зворотних циліндрів та наповнювально-зливний клапан. Внаслідок цього рухома поперечина під дією своєї ваги рухається униз, а робочі циліндри заповнюються рідиною низького тиску із наповнювальнозливного бака через відкритий наповнювально-зливний клапан [2]. Загальними суттєвими ознаками відомого і способу, що заявляється, є наступне: примусово відкривають зливний клапан зворотних циліндрів та наповнювально-зливний клапан, поперечина під дією своєї ваги рухається униз, робочі циліндри заповнюють рідиною низького тиску із наповнювально-зливного бака через відкритий наповнювально-зливний клапан. Для цього процесу характерним є те, що під час заповнення робочих циліндрів рідиною низького тиску має місце їх рідинне голодування, що супроводжується гідроударними та коливальними явищами. Посилює рідинне голодування невзаємозв'язана робота зливного клапана зворотних циліндрів та наповнювально-зливної системи. Тому швидкість опускання рухомої поперечини обмежують, що призводить до зниження ефективності роботи гідравлічного преса внаслідок суттєвого подовження ходу наближення. В основу корисної моделі поставлена задача: підвищення ефективності, надійності та довговічності системи керування гідравлічним пресом при заповненні робочих циліндрів рідиною низького тиску за рахунок технічного результату, що полягає у запобіганні рідинному голодуванню робочих циліндрів на ході наближення рухомої поперечини до поковки. Поставлена задача вирішується тим, що поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини визначають засобами контролю у кожний момент ходу наближення рухомої поперечини до поковки та контролюють у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу: 35 a 40 45 50 55   t 2n  dVn  b 1    відк  1  Vn2  c  k нс  S n  0 ,  t 2n  dt    де a - приведені до рухомої поперечини рухомі маси металу та рідини, кг; dVn / dt - поточне 2 прискорення при переміщенні рухомої поперечини на ході наближення, м/с ; b - коефіцієнт в'язкого гідравлічного опору руху поперечини, кг/м;  - коефіцієнт якості магістралі "зворотні циліндри - наповнювально-зливний бак"; tвідк , t - час відкриття та поточна величина часу підйому зливного клапана зворотних циліндрів, c; n - показник виду конструктивної характеристики зливного клапана зворотних циліндрів; Vn - поточна швидкість рухомої поперечини на ході наближення, м/с; c - сума активних та сил опору при русі поперечини на ході наближення, Н; k нс - приведена до рухомої поперечини лінійна жорсткість гідролінії "наповнювально-зливний бак - робочі циліндри", Н/м; Sn - поточне переміщення рухомої поперечини на ході наближення, м, при цьому поточне прискорення обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання наведеної залежності, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливного клапана зворотних циліндрів, змінюючи час його відкриття. За рахунок того, що поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини визначають засобами контролю у кожний момент ходу наближення рухомої поперечини до поковки та контролюють у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу, поточне прискорення обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у 1 UA 117177 U 5 10 15 20 25 30 35 випадку невиконання залежності алгоритму, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливного клапана зворотних циліндрів, змінюючи час його відкриття забезпечуються найбільш сприятливі умови прискореного здійснення ходу наближення рухомої поперечини гідравлічного преса до поковки з гарантованим запобіганням рідинного голодування робочих циліндрів при їх заповненні рідиною низького тиску. Як результат цього - підвищуються ефективність, надійність та довговічність системи керування гідравлічним пресом при заповненні робочих циліндрів рідиною низького тиску. Запропонований спосіб здійснюється в такій послідовності дій: - для здійснення ходу наближення поперечини до поковки примусово відкривають зливний клапан зворотних циліндрів та наповнювально-зливний клапан; - рухома поперечина під дією своєї ваги рухається униз, а робочі циліндри заповнюються рідиною низького тиску із наповнювально-зливного бака через відкритий наповнювальнозливний клапан; - поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини визначають засобами контролю у кожний момент ходу наближення рухомої поперечини до поковки та контролюють у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу; - поточне прискорення обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування; - у випадку невиконання залежності алгоритму, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливного клапана зворотних циліндрів, змінюючи час його відкриття. Приклад здійснення способу. Прискорене здійснення ходу наближення рухомої поперечини гідравлічного преса до поковки відбувається наступним чином. 1. На ході наближення здійснюється заповнення робочих циліндрів преса рідиною низького тиску. З цією метою примусово відкривають зливний клапан зворотних циліндрів та наповнювально-зливний клапан. Внаслідок цього рухома поперечина під дією своєї ваги рухається униз, а робочі циліндри заповнюються рідиною низького тиску із наповнювальнозливного бака через відкритий наповнювально-зливний клапан. Зливний клапан зворотних циліндрів оснащують засобами регулювання (сервопривід) і контролю (датчик лінійних переміщень). 2. Поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини визначають засобами контролю у кожний момент ходу наближення рухомої поперечини до поковки та контролюють у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу: a 40 45 50   t 2n  dVn  b 1    відк  1  Vn2  c  k нс  S n  0 ,  t 2n  dt    (1) де a - приведені до рухомої поперечини рухомі маси металу та рідини, кг; dVn / dt - поточне 2 прискорення при переміщенні рухомої поперечини на ході наближення, м/с ; b - коефіцієнт в'язкого гідравлічного опору руху поперечини, кг/м;  - коефіцієнт якості магістралі "зворотні циліндри - наповнювально-зливний бак"; tвідк , t - час відкриття та поточна величина часу підйому зливного клапана зворотних циліндрів, c; n - показник виду конструктивної характеристики зливного клапана зворотних циліндрів; Vn - поточна швидкість рухомої поперечини на ході наближення, м/с; c - сума активних та сил опору при русі поперечини на ході наближення, Н; k нс - приведена до рухомої поперечини лінійна жорсткість гідролінії "наповнювально-зливний бак - робочі циліндри", Н/м; Sn - поточне переміщення рухомої поперечини на ході наближення, м. 3. Поточне прискорення обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування. Так для ковальських гідравлічних пресів з діапазону номінальних зусиль 30…150 МН 2 поточне прискорення Jn  dVn / dt обмежують значенням 1,1 м/с . 4. У випадку невиконання залежності (1), системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливного клапана зворотних циліндрів, змінюючи час його відкриття. 2 UA 117177 U 5 10 15 20 25 30 35 40 В сучасних гідравлічних пресах зазначеного діапазону зусиль t отк складає 0,1…0,2 с. В разі необхідності його можна збільшити. Наведений приклад підтверджує досягнення технічного результату - а саме: підвищення ефективності, надійності та довговічності системи керування гідравлічним пресом при заповненні робочих циліндрів рідиною низького тиску на ході наближення рухомої поперечини до поковки. Джерела інформації: 1. Design and Analysis of the Low-Speed Hydraulic Control System of 3,15 MN Forging Press / Y.B. Li, M.H. Huang, Q. Pan, M. Chen // Advanced Materials Research. - 2013. - Vol. 690-693. P. 2210-2217. 2. Снижение колебаний давления в наполнительно-сливном трубопроводе гидросистемы ковочного пресса / М.Е. Гойдо, В.В. Бодров, P.M. Багаутдинов, М.А. Алексеев // КШП. ОМД. 2005. - №4. - С. 30-36. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб прискореного здійснення ходу наближення рухомої поперечини гідравлічного преса до поковки, який полягає у тому, що примусово відкривають зливний клапан зворотних циліндрів та наповнювально-зливний клапан, поперечина під дією своєї ваги рухається униз, робочі циліндри заповнюють рідиною низького тиску із наповнювально-зливного бака через відкритий наповнювально-зливний клапан, який відрізняється тим, що поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини визначають засобами контролю у кожний момент ходу наближення рухомої поперечини до поковки та контролюють у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу:   t 2n  dV в ідк 2 a n  b 1    1  Vn  c  k нс  Sn  0 , де:  t 2n   dt    a - приведені до рухомої поперечини рухомі маси металу та рідини, кг; 2 dVn / dt - поточне прискорення при переміщенні рухомої поперечини на ході наближення, м/с ; b - коефіцієнт в'язкого гідравлічного опору руху поперечини, кг/м;  - коефіцієнт якості магістралі "зворотні циліндри - наповнювально-зливний бак"; t в ідк , t - час відкриття та поточна величина часу підйому зливного клапана зворотних циліндрів, c; n - показник виду конструктивної характеристики зливного клапана зворотних циліндрів; Vn - поточна швидкість рухомої поперечини на ході наближення, м/с; c - сума активних та сил опору при русі поперечини на ході наближення, Н; k нс - приведена до рухомої поперечини лінійна жорсткість гідролінії "наповнювально-зливний бак - робочі циліндри", Н/м; Sn - поточне переміщення рухомої поперечини на ході наближення, м, при цьому поточне прискорення обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання наведеної залежності, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливного клапана зворотних циліндрів, змінюючи час його відкриття. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3