Система управления вибрационным устройством для формования стержней

 

Изобретение относится к области формования стержней виброуплотнением. Может быть использовано при изготовлении карбидкремниевых нагревателей для металлургических объектов. Цель - повышение точности управления. Содержит плиту 1, установленную на упругих эле.ментах 2, первый и второй электромагнитные вибровозбудители 3 и 4, установленные на плите, форму 5, электромагнит 6, расположенный в направляющих 7, подпружиненный якорь 8, преобразователь 9 частоты, первый трехфазный выпрямитель 10, первый, второй и третий контакторы 11, 12 и 13, преобразователь 14 частота - аналог, преобразователь 15 сигнала обратной связи, датчик 16 вибрации , дифференциатор 17, нуль-орган 18, блок 19 управления частотой вибрации, первый и второй ключи 20 и 21, задатчик 22 конечной вибрации, задатчик 23 начальной амплитуды вибрации, второй трехфазный выпрямитель 24, четвертый контактор 25, реле времени 26, первый и второй элементы НЕ 27 и 28. 1 ил. с (Л со о to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 В 28 В 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3993300/29-33 (22) 23.12.85 (46) 15.05.87. Бюл. № 18 (71) Воронежский инженерно-строительный институт и Всесоюзный институт огнеупоров (72) М. А. Берман, Л. Г. Гольденберг, В. Г. Пыльнев и В. М. Ям (53) 666.97.033.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 752255, кл. G 05 D 19/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 698758, кл. В 28 В 1/08, 1979. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАЦИОННЫМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к области формования стержней виброуплотнением. Может быть использовано при изготовлении карбидкремниевых нагревателей для метал„„Я0„„1310210 А 1 лургических объектов. Цель — повышение точности управления. Содержит плиту 1, установленную на упругих элементах 2, первый и второй электромагнитные вибровозбудители 3 и 4, установленные на плите, форму 5, электромагнит 6, расположенный в направляющих 7, подпружиненный якорь 8, преобразователь 9 частоты, первый трехфазный выпрямитель 10, первый, второй и третий контакторы Il. !2 и 13, преобразователь 14 частота — аналог, преобразователь

15 сигнала обратной связи, датчик 16 вибрации, дифференциатор 1?, нуль-орган 18, блок 19 управления частотой вибрации, первый и второй ключи 20 и 21, задатчик 22 конечной вибрации, задатчик 23 начальной амплитуды вибрации, второй трехфазный выпрямитель 24, четвертый контактор 25, реле времени 26, первый и второй элементы

НЕ 27 и 28. 1 ил.

1310210

Система предназначена для использования в технологических процессах, связанны с формованием стержней виброуплотнением исходных компонентов, например, при изготовлении карбидкремниевых нагревателей для металлургических объектов. 5

Иель изобретения — повышение точности управления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Вибрационное устройство для формования стержней содержит плиту 1, установленную на упругих элементах 2, первый электром агнитный вибровозбудитель 3, второй электромагнитный вибровозбудитель 4, установленные на плите, форму 5, электромагнит 6, расположенный в направляющих 7, подпружиненный якорь 8, преобразователь 9 частоты первый трехфазный выпрямитель

10, первый контактор 11, второй контактор

12, третий контактор 13, преобразователь 14 частота — аналог, преобразователь 15 сигнала обратной связи, датчик 16 вибрации, дифференциатор 17, нуль-орган 18, блок 19 управления частотой вибрации, первый ключ

20, второй ключ 21, задатчик 22 конечной вибрации, задатчик 23 начальной амплитуды вибрации, второй трехфазный выпрямитель 24, четвертый контактор 25, реле времени 26, первый элемент HE 27, второй элемент НЕ 28.

Система управления работает следующим образом.

Форму 5 с компонентами, входящими в изделие (стержень), устанавливают Н;1 плиту 1 и подключают систему к источнику питания (не показан) . На выходе нуль-органа 18 появляется сигнал «1», который включает второй контактор 12 и открывает первый ключ 20. Поскольку при этом сигнал с выхода нуль-органа 18 поступает на третий коптактор 13 через первый элемент HE 27, а на второй ключ 21 — через второй элемент НЕ 28, третий контактор отключен, и второй ключ закрыт. Одновременно сигнал 4О

«1» с выхода нуль-органа !8 поступает на вторые входы второго трехфазного выпрямителя 24, четвертого контактора 25 и на вход реле времени 26, которое выполнено так, что включается без выдержки, а отключается 4> с выдержкой времени.

При срабатывании реле времени 26 на его выходе появляется сигнал «1», который поступает на вход первого контактора !l, включая его. Возникает первоначальный возмущающий импульс, поступающий с преоб- 5О разователя 9 частоты на первый электромагнитный вибровозбудитель 3 через второй контактор 12. Первоначальный импульс вызывает движение плиты 1 в сторону сжатия упругих элементов 2, переходящее в свободные колебания. На выходе датчика 16

55 вибрации возникает сигнал переменного тока, повторяющий колебания плиты 1 по час2 тоте, амплитуде и фазе. Этот сигнал в преобразователе 15 сиг нала обратной связи претерпевает фазовый сдвиг, изменение по форме и усиление го мощности таким образом, что при поступлении на второй вход преобразователя 9 частоты через блок 19 управления частотой вибрации и первый ключ 20 он запирает преобразователь 9 частоты в моменты движения плиты 1 в сторону увеличения зазора в магнитопроводе первого электромагнитного вибровозбудителя 3.

Возникает положительная обратная связь, при которой колебания плиты 1 происходят на резонансной частоте системы, образованной плитой 1, первым электромагнитным вибровозбудителем 3, упругими элементами 2 и присоединенной массой компонентов, находящихся в форме 5. В процессе формования стержня, т. е. в процессе виброуплотнения компонентов в форме, величина присоединенной массы непрерывно изменяется и соответственно этому происходит изменение резонансной частоты. Таким образом, изменение резона ггсной частоты отражает процесс уплотнения смеси — с повышением степени уплотнения резонансная частота снижается. П ри этом ам плитуда вибрации плиты зависит от уровня напряжения, поступающего на преобразователь

9 частоты с первого трехфазного выпрямителя 10. Этот уровень устанавливается задатчиком 23 начальной амплитуды вибрации.

В процессе формования стержня ам илитуда колебаний II;IHThl постепенно снижается, причем сггияение осуществляется в функции текущего значения технологичес-кого параметра, характеризующего состояние компонентов в форме 5. Таким технологическим параметром в системе является степень уплотнения, определяемая по изменению резонансггой частоты. Сигнал пропорциональный степени уплотнения формируется на выхо <е преобразователя 14 частота -- аналог.

Реализация первой особенности достигается тем, что сигнал с выхода преобразователя 14 частота - — аналог поступает на второй вход первого трехфазного выпрямителя 10, постепенно снижая напряжение на его выходе.

Снижение амплитуды вибрации плиты в функции текущего значения степени уплотнения резко снияас..- образование разрывов в формуемых стержнях.

Дополнительное инерционное воздействие на формуемое изделие с целью получения более высокой степени уплотнения оказывают с управляемой переменной интенсивностьго. Для этого контактирующий с изделием якорь 8 через пружину связан с электромагнитом 6, вертикальное положение которого обеспечивается направляю13 з щими 7, а электромагнит 6 подключен к выходу второго трехфазного выпрямителя

24. Сигналом «1», поступающим с выхода нуль-органа 18 на второй вход второго трехфазного выпрямителя 24, разрешается регулирование выходного напряжения второго трехфазного выпрямителя сигналом, посту.пающим на его первый вход с выхода преобразователя 14 частота — аналог. П ри этом по мере уменьшения сигнала на выходе преобразователя 14, т.е. с повышением степени уплотнения компонентов в форме

5, выходное напряжение второго трехфазного выпрямителя 24 возрастает, что приводит к постепенному втягивани>о якоря

8 в электромагнит 6 и увеличению деформации пружины, разделяющей якорь 8 и электромагнит 6. Это приводит к увеличению массы пригруза, действующего на формуемое изделие, т.е. к увеличению интенсивности воздействия пригруза на формуемое изделие, что способствует уменьшению разрывов в изделии без снижения его конечной степени уплотнения.

Предлагаемая система осуществляет последовательно во времени двухчастотный режим формования, причем переход с одной частоты на другую осуществляется также в функции степени уплотнения. Когда в изделии достигается предельная при работе первого электромагнитного вибровозбудителя 3 степень уплотнения, сигнал на выходе преобразс>вателя 14 частота— аналог перестает изменяться и на выходе дифференциатора 7 появляется нулевой сигнал. Нуль-орган !8 срабатывает и на его выходе появляется сигнал «О». Второй контактор 2 отключается, а первый ключ

20 закрывается. Одновременно включается третий контактор 13 и открывается второй ключ 21. Первый электромагнитный вибровозбудитель 3 отключается, а второй электромагнитный вибровозбудитель 4 подключается к преобразователю 9 частоты и начинает колебаться с частотой, определяемой установкой задатчика 22 конечной частоты вибрации. Эта частота выбирается в 4 — 10 раз большей, чем часготы, на которых работал первый электромагнитный вибровозбудитель 3. При этом упругая система второго электромагнитного вибровозбудителя 4 выбрана такой, чтобы при повышенной частоте он развивал достаточную амплитуду колебаний, однако меньшую, чем амплитуда колебаний первого вибровозбудителя 3. Такой режим снижает вероятность появления разрывов в изделии. Чтобы при этом обеспечивалась и необходимая степень уплотнения компонентов в форме

5, в устройстве предусматривается переход при высокочастотных колебаниях плиты

1 с формой 5 на вибрационный режим работы пригруза. Сигнал «О», появившийся на выходе нуль-органа 18 при его сраба10210

4 тывании, закрывает второй трехфазный выпрямитель 24 и подача постоянного тока в электромагнит 6 прекращается. С появлением «0» на втором входе четвс.ртого коптактора 25 (на его первом> вхс>де продолжает оставаться cHI llllл «!», Иос>уHHIoHll! II с выхода реле ар«»еНН 26) он cpon;I.I I HI;>CT и подает на электро>гагпит 6 переменное папряжt Hèc с частотой источника Ilита> ия.

Начинается вибрация электромагнита 6 и якоря 8, способствующая доуплотнсник> компонентов. Уровень вибрации выбирается таким, чтобы не происходи10 разрушение структуры изделия, т.е. таким, чтобы не возникало разрывов.

Четвертой характерной Особепнос.гью системы являе ся то. что продолжительность работы второп> электромагнитного вибровозбудителя 4 и продолжительность работы пригруза в вибрационном режиме не могут превышать заданной величины.

Это достигается благодаря наличи>о в устройстве реле 26 времени.

При появлении на выходе нуль-Органа !

8 сигнала «О» сигна.l «О» на выхо ге реле

26 времени появляется Ilo сразу, а с выдсржкой времени. опредсляемой установкой этоГО ре1е. После ОтрdooTИH Выдс ржки Врсмc ни на выходе рслс времени 26 появляется сигнал «0», который Откггючаст первьш и

>етв pTbIH контакторы !1 и 25. Вибрация и 1 иты и HpH I pv3I> Hpl .Ixpll ща ются. Отформованное изделие у,са.>яю." из формьь

Данная систсма позволит повысигь точность управления. в результате чего возможно получить стержни высокого качества.

Формула изобрегенгг.г

Система управления иибрационным устройством д1 я (po pal 0 âà í èÿ стс p, Hнсй, содержащая датчик виорации, преобразователь частоты, первый трехфазный выпрямитель, блок управ. гения частотой вибрации, первый контактор, преобразователь сигнала обратной связи, преобразоватсггь частота---аналог, дифференциатор, нульорган и первый электромагнитный возбудитель, закреплеHH: IH на плите, причем датчик вибрации через прсобразоватсль сигнала обратной cüÿçè подключен к Входу блока управления частотой вибрации и к входу преобразователя частота -- аналог, выход которого чсрез дифференциатор соединен с входом нуль-органа, первый вход первого трехфазного выпрямителя подклк>чен к выходу первого контактора, or.ãï÷à>оигаяся тем, что, с целью повышения точ гости управления, она снабжена вторым трехфазным выпрямителем, вторым третьим и четвертым контакторами, двумя логическими элементами НЕ, двумя ключами, задатчиком начальной амплитуды вибрации, задатчиком конечной частоты вибрации, реле врс13 1 02 мени, вторым электромагнитным вибровозбудителем, закрепленным на плите, и расположенным над плитой электромагнитом с подпружиненным якорем, причем выход преобразователя частота — аналог соединен с вторым входом первого трехфазного выпрямителя и с первым входом второго трехфазного выпрямителя, третий вход первого трехфазного выпрямителя соединен с задатчиком начальной амплитуды вибрации, а выход — с первым входом преобразовате- 10 ля частоты, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, третий вход с выходом первого ключа, выход преобразователя частоты подключен к первым входам второго и третьего контакторов, выходы которых подключены соответственно к 0

Ь электромагнитным вибровозбудителям, выход блока управления частотой вибрации соединен с первым входом первого ключа; задатчик конечной частоты вибрации соединен с первым входом второго ключа, выход второго трехфазного выпрямителя и четвертого контактора соединены с электромагнитом, первый вход четвертого контактора подключен к выходу реле времени и к входу первого контактора, выход нуль-органа соединен с входом реле времени, вторыми входами второго и четвертого контакторов, второго трехфазного выпрямителя, первого ключа, через первый элемент НЕ— с вторым входом третьего контактора, а через второй элемент НŠ— с вторым входом второго ключа.

Составитель Л. Шарова

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1689/15 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4