Система управления гидравлическим прессом

Система управления гидравлическим прессом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ, содержшцая гидроцилиндр с Полостями рабочего и возвратного хода, соединенный с насосом и баком магистралями рабочего и возвратного хода через блок клапанного распределения, имеющий гидроуправляемые нагнетательные и сливные клапаны, попарно расположенные в каждой из магистралей, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, блок клапанного распределения снабжен регулируемым и управляемым дросселями , обратными клапанами и двумя гидрозамками, один из которых соединен с полостью управления сливного клапана магистрали рабочего хода, выполнен с давлением срабатывания меньтин, чем давление срабатывания другого гйдрозамка, с возможностью механического взаимодействия с управляемым дросселем, а другой гидрозамок соединен с полостью управления нагнетательного клапана магистрали возвратного хода, причем нагнетательньш клапан в магистрали рабочего хода соединен со сливным через обратный клапан, управляющие полости гидрозамков соединены между собой, через управляеь«ый дроссель - со сливом , а через регулируемый дроссель и подсоединенный к нему параллельно обратный клапан - с полостью управления сливного клапана магистрали возвратного хода.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

OW

РЕСПУБЛИК . ае «и>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н. АВТОРСНОММ СВ ДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3532240/25-06 (22) 28.12.82 (46) 15.09.84. Бюл. У 34 (72) А.М.Юров, В.В.Юдаев,Ф.А.Прохина и Г.С.Бобровничий (7!) Рязанское производственное . объединение "Тяжпрвссмаш" (53) 621.228-82(088.8) (56) 1. Добринский Н.С. Гидравлический привод прессов. М., "Машиностроение", !957, с. 205, рис. 103.

2. Авторское свидетельство СССР !

« 721347, кл. В 30 В 15/16, 1980. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ, содержащая гидроцилиндр с полостями рабочего и возвратного хода, соединенный с насосом и баком магистралями рабочего и возвратного хода через блок клапанного распределения, имеющий гидроуправляемые нагнетательные и сливные клапаны, попарно расположенные в каждой из магистралей, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью расЗ«я) В 30 В 15 16 F 15 В ll/04 ширения функциональных возможностей, блок клапанного распределения снабжен регулируемым и управляемым дросселями, обратными клапанами и двумя гидрозамками, один из которых соединен с полостью управления сливного клапана магистрали рабочего хода, выполнен с давлением срабатывания меньшим, чем давление срабатывания другого гидрозамка, с возможностью механического взаимодействия с управляемым дросселем, а другой гидрозамок соединен с полостью управления нагнетательного клапана магистрали возвратного хода, причем нагнетательный клапан в магистрали рабочего хода соединен со сливным через обратный клапан, управляющие полости гидрозамков соединены между собой, через управляемый дроссель - со сливом, а через регулируемый дроссель и подсоединенный к нему параллельно обратный клапан — с полостью управления сливного клапана магистрали возвратного хода.

1 !!!3

Изобретение относится к системам управления гидравлическими прессами, предназначенными для синтеза сверхтвердых материалов, например искусственных алмазов.

Известны системы управления гидравлическим прессом, содержащие магисталь рабочего хода гидроцилиндра и магистраль обратного хода, в которых установлена аппаратура уп- !б равления (Ij .

Недостатком такой системы является .то, что она не обеспечивает плавный сброс давления в рабочем

1 цилиндре пресса.

Известна также система управления гидравлическим прессом, содержащая гидроцилиндр с полостями рабочего и возвратного хода, соединенный с насосом и баком магистралями рабо20 чего и возвратного хода через блок клапанного распределения, имеющий гидроуправляемые нагнетательные и слйвные клапаны, попарно установленные в каждой из магистралей 23

Хотя известная система позволяет сбросить давление в гидроцилиндре плавно, без скачков и гидроударов, падение давления при этом имеет крутую характеристику под углом, близким к нормали. Применение этой системы для управления прессом, предназначенным для синтеза сверхтвердых материалов, приводит .к крутой характеристике снятия усилия прессования после выдержки, что снижает выход крупнозернистых продуктов синтеза.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы управления прессом.

Поставленная цель достигается тем, что в системе управления гидравлическим прессом, содержащей гидроцилиндр с полостями рабочего и возвратного хода, соединенный с насосом и баком магистралями рабочего и возвратного хода через блок клапанного распределения, имеющий гидроуправляемые нагнетательные и сливные клапаны, попарно установленные в каждой из магистралей, блок клапанно-50 го распределения снабжен регулируемым и управляемым дросселями,обратными клапанами и двумя гидрозамками, один из которых соединен с полостью управления сливного клапана магистрали рабочего хода, выполнен с давлением срабатывания меньшим, чем давление срабатывания другого гидрозамка, 271 с возможностью механического взаимодействия с управляемым дросселем, а другой гидрозамок соединен с полостью управления нагнетательного клапана магисTрали возвратного хода, причем нагнетательный клапан в магистрали рабочего хода соединен со сливным через обратный клапан, управляющие полости гидроэамков соединены между собой, через управляемый дроссельсо сливом, а через регулируемый . дроссель и подсоединенный к нему параллельно обратный клапан — с полостью управления сливного клапана магистрали возвратного хода.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой системы управления гидравлическим прессом для синтеза сверхтвердых материалов; на фиг. 2конструкция гидрозамка сливного клапана магистрали рабочего хода(в блоке с регулируемым и нерегулируемым дросселями и сливным клапаном); на фиг. 3 — конструкция гидрозамка нагиетательного клапана возвратной магистрали(в блоке с нагнетательным клапаном).

Система управления гидравлическим прессом содержит насос !, соединенный магистралью 2 рабочего хода с рабочим гидроцилиндром 3, а магистралью 4 возвратного хода — с возвратным гидроцилиндром 5{на фиг.l изображен один иэ двух гидроцилиндров 5). Между насосом 1 и гидроцилиндром 3 расположен блок 6 клапанного распределителя, в состав которого входят нагнетательный и сливной клапаны 7 и 8, включенные в магистраль 2 рабочего хода, а также нагнетательный и сливной клапаны 9 и 10, включенные в магистраль 4 возвратного хода. Кроме того, в магистраль 2 включен обратный клапан II °

От магистрали 2 отходит магистраль

l2 управления, соединенная через распределитель 13 с надпоршневой полостью клапана 7 и через распределитель 14 с надпоршневой полостью клапана 10(распределители 13 и )4 имеют электромагнитное управление).

Сливной клапан 8 магистрали 2 и нагнетательный клапан 9 магистрали

4 снабжены гидрозамками !5(фиг. 2) и

16 соответственно.

Подпружиненный поршень 17 образует управляющую полость 18. К поршню

l7 примыкает шток запорного клапана

l9. На штоке клапана !9 выполнены

3 1 продольные клиновидные канавки 20 с плавно увеличивающимся " поперечным сечением и канавки 21 со значительно большей площадью поперечного сечения °

Гидрозамок 16(фиг. 3) также имеет поршень 22 и управляющую полость 23.

Шток (толкатель) поршня 22 взаимодействует с запорным элементом - шариком 24. При этом активная площадь поршня 17 в гидрозамке !5 превышает активную площадь поршня 22 в гидрозамке 16.

Управляющая полость !8 гидрозамка 15 соединена магистралью 25 с управляющей полостью 23 гидроэамка

16 и через нерегулируемый дроссель

26 обе полости(18 и 23) соединены со сливом

Кроме того, управляющие полости

18 и 23 гидрозамков 15 и 16 через регулируемый дроссель 27 и подключенный параллельно ему обратный клапан 28 соединены с надпоршневой полостью сливного клапана 10 магистрали 4.

Плунжер рабочего гидроцилиндра 3 .жестко связан с подвижной плитой

29 пресса. Капсула с реакционной смесью(не показана) устанавливается между подвижной плитой 29 и неподвижной плитой 30 пресса.

Цикл работы пресса при синтезе .сверхтвердых материалов включает обжим реакционной смеси с усилием порядка 6300 кН(при температуре около 1000 С), выдержку при этом

О усилии до 5 мин и плавное снижение усилия до нуля в течение 60 с.

Предлагаемая система управления прессом обеспечивает заданный цикл следующим образом.

Для создания необходимого усилия обжима включают насос 1 в работу.

Жидкость под давлением подается по магистрали 2, своим давлением подни. мает поршень нагнетательного клапана 7 (распределитель 13 в это время переключен в левое положение и таким образом связывает надпоршевую полость клапана 7 со сливом}, через обратный клапан 11 и через кольцевую полость клапана 8 поступает по магистрали 2 в рабочий гидроцилиндр .3.

Ф

Возвратный гидроцилиндр 5 в это время соединен через открытый клапан

10 со сливом(поршень клапана 10 всплывает под воздействием напора

I 1 3271 4 вытесняемой плунжером из цилиндра 5 жидкости, распределитель 14 находится в положении, изображенном на фиг. I, т.е. соединяет -надпоршневую полость клапана 10 со сливом) .

Подвижная плита 29 пресса под действием плунжера гидроцилиндром

3 движется к неподвижной плите 30 и осуществляет обжим предварительно установленной между плитами 29

10 и 30 капсулы с реакционной смесью (не показана). Капсула подвергается сжатию с заданным усилием(порядка

6300 кН) с последующей выдержкой при этОм усилии (ДО 5 мии) а В прОЦРс» се выдержки в капсуле происходит синтез кристаллов сверхтвердого материала(например, превращение графита в алмаз) .

Постоянное давление в гидроцилиндре 3 во время выдержки обеспечивается тем, что реле максимального давления(не показано) выключает насос 1 и давление в гидроцилиндре 3 остается на достигнутом уровне, так как магистраль 2 заперта обратным клапаном II, а сливной клапан 8 закрыт.

Вслед за выключением насоса 1 распределитель 13 переключается в

30 исходное положение(изображенное на фиг. !), а клапан 7 закрывается, Продолжительность выдержки устанавливается реле времени(не показано), которое пускается в момент отключения насоса в начале вццержки.

Если после выдержки резко сбросить давление в гидроцилиндре 3, то это приводит к резкому снижению усилия обжима реакционной смеси в капсуле, 40 и, как следствие, к растрескиванию. образовавшихся в процессе синтеза крупных кристаллов сверхтвердого материала на мелкие осколки. Поэтому сброс давления в рабочем цилиндре 3

45 после выдержки производят постепенно и плавно(беэ скачков), растягивая процесс до 60 с. Достигается это следующим образом. По окончании выдержки реле времени включает насос

1 который нагнетает давление в магистраль 12 управления(магистраль

2 в это время перекрыта клапаном 7, так как давление в его кольцевой и надпоршневой полостях выровнялось, а магистраль 4 перекрыта клапаном 9) .

Переключением распределителя 14 в левое положение магистраль управления 12 соединяется с надпоршневой

1113271 полостью клапана IO. В результате этого клапан 10 своим поршнем отсекает магистраль 4 от слива(осуществляется подготовка к возвратному ходу). Давление жидкости из магистрали 12 через регулируемый дроссель

27 передается в управляющую полость

18 гидроэамка 15(фиг. 2)и одновременно в управляющую полость 23 гидрозамка 16(фиг. 3) . Однако так как 1О активная площадь поршня 17 больше актинной площади поршня 22, то поршень 17 начинает перемещаться влево по чертежу, в то время как поршень

22 остается до поры неподвижным. 15

Скорость перемещения поршня 17 регулируется дросселем 27, с помощью которого изменяют проходное сечение магистрали 25. Кроме того, н начале хода поршня 17 его движение замедля- 20 ется и стабилизируется тем, что часть годанаемой по магистрали 12 жидкости направляется через дроссель

26 на слив. Перемещающийся поршень

17 толкает клапан 19, заставляя 25 его также медленно перемещаться влево. Выполненные на штоке клапана 19 кпиновидные канавки 20 постепенно выходят из отверстия клапана 19, соединяя тем самым надпоршневую по- З0 пость клапана 8 со сливом.

Так как канавки 20 имеют плавно увеличивающуюся от начала к концу гиубину, то их проходное сечение увеличивается также медлейно по мере продвижения клапана 19. Соответственно с этим также медленно снижается давление н надпоршневой полости сливного клапана 8. А так как падпоршневая полость клапана 8 сооб- 40 щается с гидроцилиндром 3, то столь же медленно снижается давление жидкости н гидроцилиндре 3 от рабочей величины до нуля. 3а счет этого процесс снижения давления занимает

45 около 60 с. Этим и достигается постепенное, растянутое до 60 с,снятие усилия обжима капсулы, которое исклю.— чает растрескивание кристаллов сверхтвердого материала, образовавшихся

50 при синтезе..

Когда давление в гидроцилиндре

3 сброшено практически до нуля, поршень 17 при своем движении перекрывает дроссепь 26, прекращая тем самым частичный слив жидкости из управляющей полости 18. Скорость перемещения поршня 17 за счет этого увеличивается и одновременно с этим выдвигаются из отверстия широкие канавки 21 на штоке клапана 19.Это обеспечивает бь1стрый слив масла из надпоршневой полости сливного клапа на 8 °

Дальнейшее перемещение поршня 17 прекращается(он дошел до торца расточки), давление в магистрали 25,а значит и в управляющей полости 23 гидроэамка 16(фиг. 3) увеличивается.

Только теперь, когда давление в гидроцилиндре 3 сброшено до нуля, подается давление в возвратный гидроцилиндр 5 для обратного хода пресса. Под действием давления н полости 23 поршень 22 перемещается вправо(no чертежу)и толкает шарик

24 в гидрозамке 16(фиг. 3) в результате чего надпоршневая полость нагнетательного клапана 9 соединяется со сливом. Под напором давления, создаваемого насосом 1,поршень клапана 9 всплывает, соединяя тем самым магистраль 4 с возвратным гидроцилиндром

5. Плунжер возвратного гидроцилиндра

5 начинает перемещаться, осуществляя возвратный ход подвижной плиты 29 пресса. При этом сливной клапан 8 открывается (за счет подпора, создаваемого н магистрали 2 плунжером гидроципиндра 3), обеспечивая спин жидкости иэ гидроцилиндра 3 при возвратном ходе.

При движении вниз (по чертежу)подвижная плита 29 пресса надвигается на конечный выключатель(не показан}, который вьщает сигнал на переключение распределителя 14 в правое положение. В результате этого надпоршневая полость клапана 10 соединяется со сливом, сливной клапан 10 открывается и -этим сообщает возвратный гидроцилиндр 5 со сливом. Возвратный ход пресса закончен. Этим же переключением распределителя 14 магистраль управления 12 отсекается от магистрали 25, которая теперь через распре1 делитель 14 соединена со сливом.

Избыточное давление н управляющих полостях 18 и 23 гидрозамкон !5 и

16 быстро снимается, так как жидкость на слив свободно проходит через обратный клапан 28(а не через дроссель 277 . Под действием своих пружин поршень 17, клапан 19 и поршень

22 возвращаются в исходное положение. Насос 1 может быть выключен (или пррдолжает работать на слив).

7 ll

На этом цикл синтеза сверхтвердых материалов закончен. Капсулу с продуктами синтеза извлекают из пресса, а на ее место устанавливают другую капсулу для следующего цикла.

Технический эффект предлагаемой системы управления гидравлическим прессом для синтеза сверхтвердых материалов заключается в том, что она обеспечивает не только вьдержку усилия обжима реакционной смеси в течение заданного времени, но и главным образом медленный, растянутый и регулируемый во времени сброс давления в рабочем гидроцилиндре после вьдержки, а также четкий

13271 8 цикл прессования. Технико-экономи ческие преимущества предлагаемой системы управления заключаются в том, что за счет продолжительной выдержки усилия обжима в реакционной смеси образуются крупные кристаллы сверхтвердого матернала, и главным образом в том, что эа счет пологой характеристики снятия усилия обжима .после выдержки предотвращается .разрушение образовавшихся кристаллов, что в конечном итоге повышает их полезный выход(при быстром сбросе усилия кристаллы частично разрушаются, преврашаясЬ в значительно менее ценные пылевьщ,ные частицы).

oui.

1113271

1 l l 327I

Составитель А. Волков

Редактор Т. Парфенова Техред А Яабинец Корректор С. Шекмар

Заказ 6507/l4 Тирам 62! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4