Устройство для растачивания глубоких отверстий
Патент 742107
Авторы
Устройство для растачивания глубоких отверстий
Иллюстрации
Реферат
<ц7421О7
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 071277 (21) 2551471/25-08 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
Опубликовано 250680. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 2506.80 (51)М. Кл.
В 23 Q 15/00 В 23 Q 17/18
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.952. 8 (088.8) (72) Авторы изобретения
A.H.Êà÷îðîâñêèé и М.Б.Диперштейн
Западно-Сибирский научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСТАЧИВАНИЯ ГЛУБОКИХ
ОТВЕРСТИЙ
Изобретение относится к области тяжелого машиностроения, а именно к механической расточке осевых отверстий в крупногабаритных изделиях типа "труба".
Известно механическое устройство управления осевой расточкой иэделий типа "труба", в котором перемещение на направляющие брусья передается от исполнительных механизмов через штанги и клинья, что обеспечивает повышение жесткости и точности регулирования $1) .
Недостатком этого механизма является громоздкость, сложность, он со- 15 держит много инерционных звеньев и не имеет непосредственного контроля за величинами смещений направляющих брусьев.
Цель изобретения — повышение точности и быстродействия управления.
Поставленная цель достигается тем, что механизм регулирования смещения росточной головки снабжен электротермосиловыми элементами с мембраной и нагревательным элементом, установленными на направляющих брусьях, причем каждый из электротермосиловых элементов соединен с 30 нагревательным элементом посредством последовательно включенных датчика величины перемещения мембраны и усилителя.
На фиг.1 схематически изображено устройство расточной головки; на фиг.2 — разрез A-A на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — устройство электротермосилового элемента - на фиг.5 — принципиаt льная электрическая схема включения двух противоположно установленных электротермосиловых элементов.
На расточной штанге 1 (фиг.1) во вращающейся втулке 2 установлены узлы 3 управления, направляющие брусья 4 которых прижаты к внутренней обрабатываемой поверхности изделия 5.
На корпусе 6 узла управления (фиг.2 и 3) установлена обойма 7 с направляющим брусом 4, удерживаемая планками 8, через прокладки 9. С внутренней стороны обойма 7 опирается на электротермосиловые элементы 10, зафиксированные в корпусе стопорами 11.
Каждый электротермосиловой элемент
10 (фиг.4) состоит из стакана 12, герметически закрытого мембраной 13 с центральным упором, под которым расположен якорь 14 индуктивного дат742107 инка 15 с катушкой 16. Сердечник датчика 15 закреплен в стакане 12 через изоляционную прокладку 17 и соединен с одной стороны с нагревателем 18, например с проволочной спиралью, а с другой — с электрическим контактом 19. Нагреватель 18 удерживается сепаратором 20 н стопорным кольцом
21. Центральный стержень 22, изолированный втулкой 23 от сердечникадатчика 15 ° соединен с одним концом i обмотки катушки 16 и снабжен электрическими контактом 24. Внутренняя полость элемента 10 заполнена электроизоляционной жидкостью 25 с высоким температурным коэффициентом объемного расширения. Нагреватели 18 l5 (фиг. 5) двух взаимно противоположных электротермосиловых элементов 10 включены на входы балансного усилителя постоянного тока, выполненного, например, на транзисторах 26 и 27, имеющих цепи глубоких обратных связей по току на резисторах 28 и 29 и делитель напряжения смещения рабочей точки на резисторах 30 и 31, соединенный с базами транзисторов через балансные резисторы 32 и 33, зашунтированные конденсатором 34.
Обмотки катушек 16 датчиков 15 совместно с обмотками 35 входного трансформатора 36 образуют мостовую схему включения, выход которой через предварительный усилительный каскад 37 подключен на вход фазочувствительного преобразователя 38, соединенного своим выходом непосредственно с базами транзисторов 26 и 27 З5 выходного баланса усилителя мащности. Сигнальная обмотка 39 трансформатора 36 соединена с клеммами 40 подачи сигнала управления. Клеммы 41 соединяют с источником напряжения QQ питания фазочувствительного преобразователя, а 42 — с источником питания усилителя мощности.
Устройство работает следующим образом. 45
В процессе расточки расположенная на штанге 1 втулка 2 получает вращение за счет сил. трения, возникающих между направляющими брусьями
4 и изделием 5.
В моменты. нормальной концентрической расточки изделия внешняя система автоматического контроля эксцентриситета не выдает на устройство сигналов коррекции, транзисторы 26 . и 27 работают в симметричном режиме и поддерживают одинаковые токи в нагревателях 18 электросиловых элементов 10. Это состояние соответствует начальным условиям, при котором противоположные брусья 4 имеют 40 симметричное расположение опорных поверхностей относительно оси расточной штанги 1.
Напротив, в случае возникновения эксцентриситета оси растачиваемого 45 отверстия, внешняя система автоматического контроля выдает сигналы коррекции, пропорционально проекциям вектора эксцентриситета на оси прямоугольной системы координат, совмещенные с осями вращающихся направляющих брусьев 4. Эти сигналы, представленные переменным током промышленной частоты, после прохождейия по прямой цепи от трансформатора
36, через усилитель 37, фазочувствительный преобразователь 38, балансный усилитель на транзисторах 26 и
27, нагреватель 18 приводят к изменению температуры жидкости 25.;в злектротермосиловом элементе 10, ее расширению и к изменению положения мембраны 13 с упором. При этом н результате изменения магнитного зазора между якорем 14 и сердечником датчика 15 возникает разбаланс индуктивного моста, состоящего из обмоток катушек 16 двух электротермосиловых элементов 10 и двух обмоток 35 трансформатора 36.
Этот сигнал, являясь сигналом обратной связи, автоматически корректирует величину приращения тока в нагревателе в функции от величины зазора и сигнала управляющего воздействия, поданного на клеммы 40. Корректирующие цепи усилителя 37 обеспечивают заданное качество регулирования.
Благодаря применению усилителя, собранного по симметричной балансной схеме на транзисторах 26 и 27, приращения перемещений в двух противоположных электротермосиловых элементах равны по величине, но противоположны по направлениям, что обеспечивает сохранение силы головки в заданной координатной плоскости на заранее заданную величину.
Кроме того, благодаря введению электротермосилового датчика, автоматически корректирующего величину смещения мембраны, как известно, снижается эффективная величина постоянной времени инерционности объекта регулирования,т.е.повышается быстродействие устройства управления перемещением расточной головки.
Приближенно уменьшение эффективной величины постоянной времени можно определить исходя из соотношения: т которое является следствием анализа замкнутой системы регулирования, где К . — коэффициент передачи пряnt:. мой цепи; коэффициент обратной связи;
К, ф — коэффициент жесткости обратной связи>) 1;
Т вЂ” постоянная времени электротермосилового элемента без датчика;
Т вЂ” постоянная времени устройства с датчиком.
742107
Формула изобретения
10 И
Уиа 5 .Й В 22 16 ud И
Устройство для растачивания глубоких отверстий, содержащее направляющие брусья, взаимодействующие с механизмом регулирования смещения расточной головки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия управления, механизм регулирования смещения расточной головки снабжен электротермосиловыми элементами с мембраной и l0 нагревательным элементом, установленными на направляющих брусьях, причем каждый из электротермосиловых элементов соединен с нагревательным элеменroM посредством последовательно включенных датчика величины перемещения мембраны и усилителя.
Источники инфоРмации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 536894, кл. В 23 В 35/00, 1974.
742107
Составитель. В.Жиганов
Редактор В.Зарванская Техред Ж.Кастелевич КорректорА. Гриценко
Заказ 3566/4 Тираж 1160 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4