Спосіб роботи зливної системи гідравлічного преса

Реферат: UA 118085 U при цьому поточне прискорення гальмування обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання наведеної залежності, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливних клапанів робочих циліндрів, змінюючи час їх закриття. UA 118085 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до обробки матеріалів тиском, і може знайти застосування при створенні та подальшій експлуатації систем декомпресії та низького тиску ковальсько-пресового обладнання з гідроприводом. Відомий спосіб розвантаження робочих циліндрів гідравлічних пресів від тиску шляхом дроселювання робочої рідини зливним клапаном. При цьому зазначений спосіб здійснюється відкриттям наповнювально-зливного клапана одразу ж після робочого ходу преса, тобто при високому тиску в робочих циліндрах [1]. Відомий також спосіб гальмування рухомих мас гідроприводу, згідно з яким для забезпечення найбільшої продуктивності машини необхідно, щоб час та хід гальмування були мінімальними. Умовам отримання мінімальних часу та ходу гальмування при обмеженому модулі прискорення та заданої вихідної швидкості відповідає закон постійного прискорення. Однак спроби використання цього способу не дають бажаного результату через те, що має місце миттєва зміна прискорення на початку та вкінці гальмування, так званий "м'який удар". В процесі гальмування доцільно мати періоди, на яких прискорення змінюється монотонно. Це дозволить уникнути різких змін тиску в гідросистемі, які можуть викликати коливальні явища та підвищений знос в елементах гідроприводу [2]. Відомий, вибраний як прототип, спосіб роботи зливної системи гідравлічного преса шляхом дроселювання робочої рідини зливними клапанами невеликого прохідного перерізу, які встановлюють в головному клапанному розподільнику у приямку преса. Під час декомпресії робочих циліндрів після падіння в них тиску у до припустимого значення відкривають наповнювально-зливні клапани та скидають тиск із робочих циліндрів до рівня тиску у наповнювально-зливному баку через основний трубопровід низького тиску [3]. Загальними суттєвими ознаками відомого і способу, що заявляється, є: дроселювання робочої рідини зливними клапанами, відкриття наповнювально-зливних клапанів під час декомпресії робочих циліндрів після падіння тиску у робочих циліндрах до припустимого значення та скидання тиску із робочих циліндрів до рівня тиску у наповнювально-зливному баку через основний трубопровід низького тиску. Для цього процесу характерним є низька ефективність спрацювання накопленої пресом під час ходу деформування потенційної енергії робочої рідини, внаслідок чого процес декомпресії затягується, перешкоджаючи переміщенню рухомої поперечини на зворотному ході та збільшуючи час машинного циклу преса. При цьому робота зливної системи обмежується здійсненням виключно процесу декомпресії без застосування зливних клапанів для гальмування рухомих мас на зворотному ході. В основу корисної моделі поставлена задача: підвищення ефективності роботи гідравлічних пресів, їх швидкодії та якості керування за рахунок технічного результату, що полягає у підвищенні ефективності здійснення процесів декомпресії робочих циліндрів після ходу деформування та гальмування рухомих мас на зворотному ході шляхом перерозподілу гідравлічного опору між робочими циліндрами і наповнювально-зливним баком та застосування зливних клапанів у якості засобу гальмування рухомих мас у верхньому положенні. Поставлена задача вирішується тим, що зливні клапани максимально наближують до робочих циліндрів відповідних ступенів зусиль та зосереджують основну частку загального гідравлічного опору магістралі "робочий циліндр - зливний клапан - наповнювально-зливний бак" на відповідному зливному клапані, поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини безперервно вимірюють засобами контролю, при підході рухомої поперечини до верхнього положення спочатку закривають наповнювально-зливні клапани, а потім зливні клапани робочих циліндрів усіх ступенів зусиль, після зупинки рухомої поперечини у верхньому положенні закривають впускний клапан зворотних циліндрів та контролюють увесь процес гальмування рухомої поперечини на зворотному ході у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу          dV 1 2 a n  b  1      1  Vn  c  k в  Sn  0 , 2n dt    t   1      t   з      де a - приведені до рухомої поперечини рухомі маси металу та рідини, кг; dVn / dt - поточне прискорення при гальмуванні рухомої поперечини на зворотному ході, 2 м/с ; b - коефіцієнт в'язкого гідравлічного опору руху поперечини, кг/м; 1 UA 118085 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60  - коефіцієнт якості гідролінії«робочий циліндр- зливний клапан- наповнювально-зливний бак"; t3, t - час закриття та поточна величина часу закриття зливного клапана робочих циліндрів, с; n - показник виду конструктивної характеристики зливного клапана робочих циліндрів; Vn - поточна швидкість рухомої поперечини при гальмуванні на зворотному ході, м/с; c - сума активних та сил опору при русі поперечини на зворотному ході, Н; kB - приведена до рухомої поперечини лінійна жорсткість гідролінії "зворотні циліндри зливний клапан зворотних циліндрів", Н/м; Sn - поточне переміщення рухомої поперечини при гальмуванні на зворотному ході, м, при цьому поточне прискорення гальмування обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання наведеної залежності, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливних клапанів робочих циліндрів, змінюючи час їх закриття. За рахунок зосередження основної частки загального гідравлічного опору магістралі "робочий циліндр - зливний клапан - наповнювально-зливний бак" на відповідному зливному клапані досягається перерозподіл гідравлічного опору між робочими циліндрами та наповнювально-зливним баком, завдяки чому суттєво прискорюються процеси декомпресії робочих циліндрів та гальмування рухомих мас на зворотному ході, підвищується ефективність дроселювання робочої рідини зливними клапанами. За рахунок: безперервного вимірювання поточних швидкості та переміщення рухомої поперечини засобами контролю, закриття спочатку наповнювально-зливних клапанів при підході рухомої поперечини до верхнього положення, а потім зливних клапанів робочих циліндрів усіх ступенів зусиль, та закриття після зупинки рухомої поперечини у верхньому положенні впускного клапана зворотних циліндрів, контролю процесу гальмування рухомої поперечини у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за заданою залежністю, обмеження поточного прискорення гальмування максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання залежності алгоритму, дії системою автоматичного керування на засоби регулювання зливних клапанів робочих циліндрів, змінюючи час їх закриття, забезпечуються найбільш сприятливі умови прискореного гальмування рухомої поперечини на зворотному ході з гарантованою відсутністю гідравлічного удару, коливальних явищ та інерційного вибігу уверх. Як результат цього - підвищуються ефективність роботи гідравлічних пресів, їх швидкодії та якість керування. Запропонований спосіб здійснюється таким чином. Зливна система гідравлічного преса працює шляхом дроселювання робочої рідини зливними клапанами. Відкриття наповнювально-зливних клапанів під час декомпресії робочих циліндрів відбувається після падіння тиску у робочих циліндрах до припустимого значення, після чого скидають тиск із робочих циліндрів до рівня тиску у наповнювально-зливному баку через основний трубопровід низького тиску. Зливні клапани максимально наближують до робочих циліндрів відповідних ступенів зусиль та зосереджують основну частку загального гідравлічного опору магістралі "робочий циліндр зливний клапан - наповнювально-зливний бак" на відповідному зливному клапані. Поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини безперервно вимірюють засобами контролю. При підході рухомої поперечини до верхнього положення спочатку закривають наповнювальнозливні клапани, а потім зливні клапани робочих циліндрів усіх ступенів зусиль. Після зупинки рухомої поперечини у верхньому положенні закривають впускний клапан зворотних циліндрів та контролюють увесь процес гальмування рухомої поперечини на зворотному ході у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу. Поточне прискорення гальмування обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання наведеної залежності, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливних клапанів робочих циліндрів, змінюючи час їх закриття. Приклад здійснення способу. Спосіб роботи зливної системи гідравлічного преса здійснюється таким чином. 1. Визначають відповідні параметри магістралі "робочий циліндр - зливний клапан наповнювально-зливний бак" на базі креслень розводок трубопроводів за допомогою відповідних теоретичних залежностей. До цих параметрів у тому числі належать: загальна активна площа робочих циліндрів відповідної ступені зусиль; 2 UA 118085 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 об'єм та тиск у наповнювально-зливному баку; довжина та розміри поперечного перетину основного зливного трубопроводу; величини коефіцієнтів місцевих гідравлічних опорів магістралі. 2. Зливні клапани максимально наближують до робочих циліндрів відповідних ступенів зусиль та зосереджують основну частку загального гідравлічного опору магістралі "робочий циліндр - зливний клапан - наповнювально-зливний бак" на відповідному зливному клапані. Поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини безперервно вимірюють засобами контролю. 3. Декомпресію робочих циліндрів здійснюють шляхом дроселювання робочої рідини зливними клапанами. Відсутність гідравлічного удару в магістралі "робочий циліндр - зливний клапан - наповнювально-зливний бак" гарантується дроселюючими властивостями зливних клапанів та їх конструктивними особливостями. При цьому рекомендується досягати значення коефіцієнта  не нижче 0,8. 4. Після падіння тиску у робочих циліндрах до припустимого значення відкривають наповнювально-зливні клапани та скидають тиск із робочих циліндрів до рівня тиску у наповнювально-зливному баку через основний трубопровід низького тиску. 5. При підході рухомої поперечини до верхнього положення спочатку закривають наповнювально-зливні клапани, а потім зливні клапани робочих циліндрів усіх ступенів зусиль. Після зупинки рухомої поперечини у верхньому положенні закривають впускний клапан зворотних циліндрів та контролюють увесь процес гальмування рухомої поперечини на зворотному ході у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу          dVn 1 2 a  b  1      1  Vn  c  k в  Sn  0 ,(1) 2n dt    t   1      t   з      де a - приведені до рухомої поперечини рухомі маси металу та рідини, кг; dVn / dt - поточне прискорення при гальмуванні рухомої поперечини на зворотному ході, 2 м/с ; b - коефіцієнт в'язкого гідравлічного опору руху поперечини, кг/м;  - коефіцієнт якості гідро лінії "робочий циліндр - зливний клапан - наповнювально-зливний бак"; t3, t - час закриття та поточна величина часу закриття зливного клапана робочих циліндрів, с; n - показник виду конструктивної характеристики зливного клапана робочих циліндрів; Vn - поточна швидкість рухомої поперечини при гальмуванні на зворотному ході, м/с; c - сума активних та сил опору при русі поперечини на зворотному ході, Н; kB - приведена до рухомої поперечини лінійна жорсткість гідролінії "зворотні циліндри зливний клапан зворотних циліндрів", Н/м; Sn - поточне переміщення рухомої поперечини при гальмуванні на зворотному ході, м. 6. Поточне прискорення гальмування обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування. Для гідравлічних пресів з діапазону зусиль 30…150 МН поточне 2 прискорення Jn  dVn / dt обмежують значенням 1,1 м/с . 7. У випадку невиконання залежності (1), системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливних клапанів робочих циліндрів, змінюючи час їх закриття. В сучасних гідравлічних пресах зазначеного діапазону зусиль t з складає 0,1…0,2 с. В разі необхідності його можна збільшити. Наведений приклад підтверджує досягнення технічного результату - а саме: підвищення ефективності роботи гідравлічних пресів, їх швидкодії та якості керування. Джерела інформації: 1. Danieli open-die forging press // Metallurgical plant and technology. -2013. - Vol. 36. -P. 8-9. 2. 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. 3. Matsumoto R. Development of forging processes of magnesium alloys on servo press /R. Matsumoto //Steel research international. -2010. - Vol. 81-9. - P. 1233-1236. 3 UA 118085 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 Спосіб роботи зливної системи гідравлічного преса, який полягає у дроселюванні робочої рідини зливними клапанами, відкритті наповнювально-зливних клапанів під час декомпресії робочих циліндрів після падіння тиску у робочих циліндрах до припустимого значення та скиданні тиску із робочих циліндрів до рівня тиску у наповнювально-зливному баку через основний трубопровід низького тиску, який відрізняється тим, що зливні клапани максимально наближують до робочих циліндрів відповідних ступенів зусиль та зосереджують основну частку загального гідравлічного опору магістралі "робочий циліндр - зливний клапан - наповнювальнозливний бак" на відповідному зливному клапані, поточні швидкість та переміщення рухомої поперечини безперервно вимірюють засобами контролю, при підході рухомої поперечини до верхнього положення спочатку закривають наповнювально-зливні клапани, а потім зливні клапани робочих циліндрів усіх ступенів зусиль, після зупинки рухомої поперечини у верхньому положенні закривають впускний клапан зворотних циліндрів та контролюють увесь процес гальмування рухомої поперечини на зворотному ході у відповідності до закладеного в систему автоматичного керування алгоритму за залежністю одномасової жорстко-пружної моделі гідроприводу          dVn 1 2 a  b  1      1  Vn  c  k в  Sn  0 , 2 n dt    t   1       tз        де a - приведені до рухомої поперечини рухомі маси металу та рідини, кг; 2 dVn / dt - поточне прискорення при гальмуванні рухомої поперечини на зворотному ході, м/с ; b - коефіцієнт в'язкого гідравлічного опору руху поперечини, кг/м;  - коефіцієнт якості гідролінії "робочий циліндр - зливний клапан - наповнювально-зливний бак"; t з, t - час закриття та поточна величина часу закриття зливного клапана робочих циліндрів, с; n - показник виду конструктивної характеристики зливного клапана робочих циліндрів; Vn - поточна швидкість рухомої поперечини при гальмуванні на зворотному ході, м/с; c - сума активних та сил опору при русі поперечини на зворотному ході, Н; k в - приведена до рухомої поперечини лінійна жорсткість гідролінії "зворотні циліндри - зливний клапан зворотних циліндрів", Н/м; Sn - поточне переміщення рухомої поперечини при гальмуванні на зворотному ході, м, при цьому поточне прискорення гальмування обмежують максимально припустимим значенням для конкретної системи керування, а у випадку невиконання наведеної залежності, системою автоматичного керування діють на засоби регулювання зливних клапанів робочих циліндрів, змінюючи час їх закриття. 35 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 4