Устройство для определения момента затвердевания отливки

 

Устройство к литейному производству и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при производстве отливок литьем под давлением. Целью изобретения является повышение точности определения момента затвердевания. Момент затвердевания отливки определяется в зависимости от температур формы и отливки, теплофизических параметров, геометрических характеристик отливки. Причем производится коррекция по разнице между заданной и текущей температурами отливки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1488121 (51) 4 В 22 D 18/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4224439/23-02 (22) 06.04.87 (46) 23.06.89. Бюл. Р 23 (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) В.И.Середа и Н.И.Настенко (53) 621.746.043 (088.8) (56) Заславский М.Л. и др. Совершенствование оборудования литья под дав лением. — N.: ВНИИТЭМР, 1985, сер. 6-1, вып. 2. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Mn:МЕНТА ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ОТЛИВКИ (57) Устройство относится к литейноИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в атомном машиностроении и котлостроении при производстве отливок литьем под давлением в автоматизированных и роботизированных линиях литья под давлением.

Целью изобретения является повышение точности определения момента затвердевания.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство для определения момента затвердевания отливок содержит задатчик 1 температуры выбивки, датчик 2 температуры выбивки (например, контактный или бесконтактный измеритель температуры с цифровым выходом), датчик 3 температуры формы (например, выполненный аналогично предыдущему), 2 му производству и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при производстве отливок литьем под давлением. Целью изобретения является повышение точности определения момента затвердевания.

Момент затвердевания отливки определяется в зависимости от температур формы и отливки, теплофизических параметров, геометрических характеристик отливки. Причем производится коррекция по разнице между заданной и текущей температурами отливки.

1 иле

I датчик 4 положения пресс-поршня С: (например, фотоимпульсный датчик

BE178), вычислительный блок 5 (выпол- 2 ненный, например, на микросхемах

К155 ИМЗ), таймер 6 (например, злект- р„ ровный на реверсивном счетчике с генератором секундных импульсов и формирователем выходного импульса), ©© укорачивающую схему 7 (например, на микросхеме К155ЛАЗ), схему 8 задерж- М ки (например, на микросхеме К155ЛАЗ), компаратор 9 (например, цифровой ком паратор с задатчиком допуска), схему

ИЛИ 10 (например,на микросхеме

К 155 ЛАЗ), три блока 11 — 13 памяти (выполненные, например, на микросхемах К155ТМ2), задатчик 14 времени, и представляющий собой блок памяти (например, на микросхемах К 573РФ2), два ключа 15 и 16 (например, на микросхемах соответственно КР580ВВ55 и

К 155ЛАЗ), а также реверсивный счет1488121

Первый вход схемы ИЛИ 10 соединен с выходом схемы 8 задержки, второй вход — с входом управления первого ключа 15, который является входом всего устройства, а выход схемы ИЛИ

10 соединен с входом "Запись" первого блока 11 памяти.

Выход таймера 6 является выходом устройства.

Вычислительный блок 5 имеет воз- можность реализовать функцию:

П,= Пв» + (Ц "в ) пр

55 чик 17 (например, на микросхемах

К155ИЕ6), частотомер 18 (например, конденсаторный) и пороговый элемент

19 (например, триггер Шмидта).

При этом выход задатчика 1 температуры выбивки через ключ 15 соединен с входом первого блока 11 памяти, выход которого подключен к первому входу вычислительного блока 5, к 10 второму входу которого через второй блок 11 памяти подключен датчик 2 температуры выбивки, а вход "Запись" второго блока 12 памяти является входом "Запись" устройства вход "Сброс" 15 входом "Сброс" устройства.

Входы компаратора 9 подключены соответственно к выходу второго блока 12 памяти и задатчику 1 температуры выбивки, вход управления второго 20 ключа 16 соединен с выходом компаратора 9, вход "Запись" третьего блока

13 памяти подключен к выходу второго ключа 16, вход — к выходу вычислительного блока 5, а выход — через первый25 ключ 15 с входом первого блока 11 памяти.

Адресные входы задатчика 14 времени подключены соответственно к выхо.дам третьего блока 13 памяти, датчика 3 температуры формы и реверсивного счетчика 17, а выход задатчика

14 времени соединен с входом "Установка" таймера 6, вход "Пуск" которого подключен к входу "Считывание" за- З5 датчика 14 времени.

Выход датчика 4 положения пресспоршня соединен с входом реверсивного счетчика 17 и через последовательно соединенные частотомер 18, поро- 40 говый элемент 19, укорачивающую схему 7 — с входом второго ключа 16.

Вход "Считывание" задатчика 14 времени через схему 8 задержки подключен к выходу укорачивающей схемы 7. 45 е (при Б „ = 0 она принимает вид адх = U вх i ) ° где "еи» выходного сигнала вычислительного устройства; U g — значение сигнала, поступающего на первый вход вычислительного блока 5; U е„„ — значение сигнала, поступающего на второй вход вычислительного блока 5.

В задатчике 14 времени записаны таблицы значений функции времени

r =f(1, Т<, Т > ), определяемые по формуле

Сх, (Т лик -Tg)+g

УРЮ 7= Т

СФ(Тмин-Т6 ) +я и 7 =0,5к — --у приН (1, где Н вЂ” толщина стенки отливки;

1. — удельный вес материала отливки

СА, — удельная теплоемкость материала отливки; — теплопередача материала фор- мы;

g — удельный объем теплоты, выделяющейся во время кристаллизации материала отливки;

Тф — температура формы;

Те — температура выбивки;

Т„„„ — температура ликвации материала отливки;

Р— радиус пресс-остатка;

1 — длина пресс-остатка, или определяемые экспериментально.

Датчик 4 положения пресс-поршня механически связан с пресс-поршнем (не показан).

Величина времени задержки схемы 8 выбирается из условия обеспечения записи информации в первый блок 11 памяти до момента считывания информации из задатчика 14 времени.

Устройство для определения момента затвердевания отливок работает следующим образом.

Предварительно датчик 4 положения пресс-поршня регулируют таким образом, чтобы выходной сигнал реверсивного счетчика 17 в момент окончания запрессовки соответствовал длине пресс-остатка, а порог срабатывания порогового элемента 19 устанавливают равным величине выходного сигнала частотомера 18 в момент окончания запрессовки, в задатчике 14 времени записывают таблицы функций " =(1,Тф, Т ), на задатчике 1 температуры выбивки устанавливают необходимое (рас1488121 четное или экспериментальное) значение температуры выбивки, на компараторе 9 задают величину верхнего и нижнего отклонений от заданной темпе5 ратуры выбивки.

С кнопки "Запись" (не показана) подают сигнал на вход устройства,при этом ключ 15 на время действия входного сигнала отключает выход третье- 10 го блока 13 памяти от входа первого блока t1 памяти и подключает к нему выход задатчика 1 температуры выбивки.

Кроме того, поступая через схему ИЛИ

10 на вход "Запись" первого блока 11 15

:памяти, входной сигнал приводит к записи в блоке 11 памяти информацию о заданной величине температуры выбивки, поступающей с задатчика 1 через ключ

15 на вход блока 11 памяти. После 0 окончания действия входного сигнала ключ 15 отключает выход задатчика 1 от входа блока 11 памяти и подключает к нему выход блока 13 памяти. Обнуляют блок 12 памяти, подавая сигнал

"Сброс" на вход "Сброс" всего устройства (цепи "Сброс" на чертеже не по— казаны) . При этом компаратор 9 срабатывает и его выходной сигнал, поступая на вход управления второго ключа 30

16, открывает его и выход укорачивающей схемы 7 соединяется через ключ

16 с входом "Запись"блока 13 памяти.

Устройство готово к работе.

При движении пресс-поршня во время З5 запрессовки отливки на выходе датчика

4 положения пресс-поршня появляются импульсы, частота следования которых пропорциональна скорости движения пресс-поршня, а их количество — вели- 40 чине пройденного пути. Поступая на вход частотомера 18, эти импульсы вызывают появление сигнала на его выходе, пропорционального скорости движения пресс-поршня, что приводит к срабатыванию порогового элемента 19, на выходе которого появляется сигнал высокого уровня.

При окончании запрессовки выходной сигнал частотомера 18 снижается и при SO достижении им уровня, соответствующего моменту окончания запрессовки, пороговый элемент 19 возвращается в исходное состояние, а на его выходе появляется сигнал низкого уровня ° При спаде выходного сигнала порогового элемента 19 укорачивающая схема 7 формирует сигнал, длительность которого определяется временем, необходимым для записи информации в первом блоке

11 памяти и считывания информации с задатчика 14 времени.

Поступая через ключ 16 на вход

"Запись" блока 13 памяти, выходной сигнал укорачивающей схемы 7 вызывает запись информации о заданной температуре выбивки, поступающей с вычислительного блока 5 на вход блока 13 памяти.

После записи информации в блок 13 памяти импульсом, поступающим со схемы 8 задержки, происходит считывание значения времени, необходимого для затвердевания отливки с задатчика

14 времени, на адресные входы которого поступает информация о заданной температуре выбивки с блока 13 памяти о температуре формы с датчика 3 температуры формы, о длине пресс-остатка с реверсивного счетчика 17.

Кроме импульсов, поступающих со схемы 8 задержки, происходит установка в таймере 6 времени затвердевания отливки и его запуск, а также запись в первом блоке 11 памяти заданного значения температуры выбивки, поступающего с блока 13 памяти через ключ

15 на вход блока 11 памяти. Таймер 6 по истечении заданного значения времени формирует выходной сигнал, поступающий на выход всего устройства.

По этому сигналу происходит раскрытие формы. После чего, с помощью датчика

2 температуры выбивки, происходит замер температуры отливки. Для этого датчик 2 температуры с помощью манипулятора или оператора визируется на отливку в случае бесконтактного датчика, либо приводится в соприкосновение с отливкой в случае контактного датчика.

После истечения времени, необходимого для замера температуры, производится запись информации о величине фактической температуры выбивки в блок 12 памяти путем подачи сигнала на первый вход устройства (цепи подачи не показаны).

Компаратор 9 сравнивает выходной сигнал блока 12 памяти с выходным сигналом задатчика 1. При их соответствии (с учетом допуска) на выходе компаратора 9 устанавливается низкий потенциал, закрывающий ключ 16.

При последующем цикле работы, после окончания запрессовки, импульс записи в блок 13 памяти через ключ 16 не про148812 1 ходит и в нем сохраняется прежняя информация о величине температуры выбивки.

Если заданная и фактическая темпе5 ратуры выЬивки не соответствуют друг другу (с учетом допуска), то на компараторе 9 устанавливается высокий потенциал и ключ 1б открывается.В этом случае, при последующем цикле работы, в блок 13 памяти записывается информация, поступающая с вычислительного блока 5. При этом, выходной сигнал вычислительного блока 5 равен заданному записанному в блоке 11 памяти значению температуры.выбивки, измененному на величину разности задан" ного и фактического значения температуры выбивки. При этом, если фактическое значение температуры выбивки 20 будет больше заданного значения, то в блоке 13 памяти запишется значение . температуры выбивки уменьшенное, по сравнению со значением, записанным в блок памяти, на величину отклонения 25, фактической температуры от заданной.

Если фактическое значение температуры будет меньше заданного, то в блоке

13 памяти запишется значение температуры выбивки, увеличенное по сравне- 30 нию со значением, записанным в блок

11 памяти на величину отклонения.Это приведет соответственно к увеличению или уменьшению времени выдержки отливки в форме и достижению фактической температуры выбивки заданной.

В дальнейшем устройство работает аналогичным образом.

Таким образом, предлагаемое устрой-А0 ство позволяет повысить точность определения момента затвердевания отливки путем адаптации к изменяющимся параметрам процесса и автоматической коррекции по фактической температуре 45 выбивки.

Формула из обр ет ения

Устройство для определения момента 50 затвердевания отливки, содержащее датчик температуры формы, вычислительный блок и таймер, являющийся выходом устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьш>ения точности определения момента затвердевания, оно снабжено задатчиком температуры выбивки, датчиком температуры выбивки, датчиком положения ,пресс-поршня, первым и вторым ключами, тремя блоками памяти, задатчиком времени, схемой задержки, укорачивающей схемой, схемой ИЛИ, компаратором, реверсивным счетчиком, частотомером и пороговым элементом, при этом выход эадатчика температуры выбивки через первый ключ соединен с входом первого блока памяти, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, выход датчика температуры выбивки подключен к второму входу вычислительного блока через второй блок памяти, вход "Запись" которого является входом "Запись" всего. Устройства, а вход "СЬрос" — входом "Сброс" устройства, входы компаратора подсоединены соответственно к выходу второго блока памяти и эадатчику температуры выбивки, вход управления второгр ключа соединен с выходом компаратора, вход "Запись" третьего блока памяти подсоединен к выходу второго ключа, вход — к выходу вычислительного блока, а выход через первый ключ к входу первого блока памяти, адресные входы задатчика времени подсоединены соответственно к выходам третьего Ьлока памяти, датчика температуры формы и реверсивного счетчика, а-выход задатчика времени соединен с входом "Установка" таймера, вход Пуск" которого подсоедш;ен к входу

"Считывание" задатчика времени, выход датчика положения пресс-поршня соединен с входом реверсивного счетчика и через последовательно соединенные частотомер, пороговый элемент, укорачивающую схему — с входом второrо ключа, вход "Считывание" эадатчика времени через схему задержки подсоединен к выходу укорачивающей схемы, а первый вход схемы ИЛИ соединен с выходом схемы задержки, второй вход — с входом управления первого ключа, являющимся входом устройства, .а выход схемы ИЛИ соединен с входом

"Запись" первого блока памяти.

1488121

6xnd "Ярус"

Составитель А. Абрасимов

Техред Л. Олийнык Корректор М. Шароши

Редактор В. Бугренкова

Заказ 3493/15 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101