скачать книгу бесплатно
1.4.3. Управление по технологическому параметру
(в функции давления)
Управление в функции давления в пневмо- и гидросистемах применяют в двух случаях: а) когда необходимый контроль начала технологической операции связан с достижением требуемого статического усилия от срабатывания пневмореле давления (РД); б) когда контроль хода цилиндров в функции пути невозможен или нецелесообразен – например, когда окончание хода нескольких одновременно срабатывающих цилиндров достаточно контролировать (см. п. 4.3.1 табл. 1 и гидравлический контур в схеме рис. 1) одним клапаном последовательности (в гидравлике – клапаном очерёдности). На рис. 7 показана простейшая схема с управлением в функции давления, аналогичная схеме на рис. 5а, в которой путевой пневмоклапан К
заменён на клапан последовательности КП. Задачей клапана КП является подача с его выхода к левому торцу воздухораспределителя Р сигнала об окончании рабочего хода цилиндра Ц. Принцип работы клапана последовательности объясняет график на рис. 7б.
Рис. 7. Управление по технологическому параметру – в функции давления: а) с примененением клапана последовательности, б) график изменения давления в штоковой pр и бесштоковой pх полостях пневмоцилиндра,
в) график последовательности работы элементов схемы и переключения клапана последовательности при остановке пневмоцилиндра.
В момент времени, соответствующий началу координат «0» графика, рабочее давление p
цилиндра равно атмосферному, а давление в холостой полости равно p
, то есть тому давлению, которое подведено к воздухораспределителю Р. С переключением воздухораспределителя Р влево (это возможно, так как его левый торец соединён через КП с атмосферой – его вертикальная стрелка смещена влево от линии питания сжатым воздухом к выходу в атмосферу). Значения величин давлений в полостях цилиндра быстро меняются, но поршень не может сдвинуться с места в течение времени t
(подготовительный период). Трогание с места начинается, когда давление p
станет больше давления p
на величину дельта p
. Во время t
хода цилиндра давление в холостой полости понижается на величину дельта p
p
. Когда шток поршня дойдёт до упора, давление в рабочей полости p
быстро начнёт возрастать до заданного технологического параметра p
, переходя значение p
, а давление в холостой полости падает до атмосферного.
Клапан последовательности имеет регулируемую пружину, настроенную на давление дельта p
, подводимое от контролируемой полости цилиндра. Пружина срабатывает на графике в промежутке дельта p
, чтобы избежать ложного сигнала. К клапану последовательности подводят подпор (питание) сжатого воздуха, и с той же стороны имеется выход в атмосферу, а со стороны регулируемой пружины подводят подпор от холостой полости цилиндра, где пока давление равно атмосферному. С линии, противоположной пружине, сделан вход от контролируемой рабочей полости цилиндра.
Параметр давления очень важен в контактной электросварке как технологический фактор, особенно в шовной (роликовой) сварке [как «роликовая» – вопреки стандарту, по которому в маркировке МР буква «Р» обозначает «рельефная» сварка, а не «роликовая», – более известная из-за рабочего инструмента – прижатых пневматически друг к другу вращающихся электродов-роликов]. Сварочный ток и вращение роликов должны включаться только тогда, когда в рабочей полости пневмоцилиндра их сжатия достигается соответствующее технологии давление (то есть усилие сжатия роликов) заданного значения.
В электросхеме сварочной шовной машины (МШ) предусмотрен электропневматический датчик – реле давления (РД – п. 4.4.1 табл. 1). Примером управления по технологическому параметру (по величине давления сжатого воздуха) может служить смешанная пневмосхема к приспособлению для продольной шовной сварки (с герметичным раздавливанием кромок вместо пайки) обечаек горловин топливных баков (рис. 8). Особенностями приспособления являются применение реле давления и горизонтальное расположение двухпоршневого пневмопривода (как на рис. 2б; см. также: Новиньков Н. Н., Бобринский Н. Ю. А. С. №336119 – Б. И. №14, 1972).
Рис. 8. Пример пневмосхемы управления в функции технологического
параметра (давления сжатого воздуха) при контактной шовной сварке с применением реле давления.
Работу этой смешанной пневмосхемы удобно проследить по графику последовательности её элементов (рис. 9). Рабочий-оператор укладывает обечайку 1 на призму 2 и запирает её шарнирно-рычажным фиксатором (не показан). Затем обеими руками нажимает на пневмокнопки К безопасного пульта пневмоуправления (Новиньков Н. Н. и др. А. С. №298 765. Б. И. №11, 1971) двумя зажимными цилиндрами Ц
. (Если оператор снимет хотя бы одну руку с кнопок К, цилиндры возвратятся в исходное положение.) Импульс сжатого воздуха от кнопок К переключает клапан К
(логический перехватчик «ИЛИ» – п. 6.3.2 табл. 1), проходит через нормально открытый клапан НЕ («стоп») и переключает дифференциальный воздухораспределитель Р
вправо. Цилиндры Ц
зажимают изделие, обеспечивая заданную нахлёстку (1—2 мм). Окончание хода цилиндров Ц
контролируется с двух сторон путевыми пневмоклапанами К
и К
, последовательно подключёнными к питанию сжатым воздухом от непереключённого электровоздухораспределителя ЭР
(п – приспособления). Когда оба цилиндра Ц
переключат путевые пневмоклапаны К
и К
, от них проходит пневматический сигнал «изделие зажато» (через непереключённый ЭР
). Оператор снимает руки с пневмокнопок К, так как теперь воздухораспределитель Р
автоматически удерживается перехватчиком «ИЛИ» (К
) в переключённом положении. Далее работа схемы управления переходит в автоматическую фазу. Тот же пневматический сигнал от К
через тройник 4 переключает влево воздухораспределитель Р
(большой торец которого через непереключённый ЭР
соединён с атмосферой). При этом поршень П
цилиндра Ц
перемещает ползун 3 с изделием 1 в позицию начала сварки, контролируемую электровыключателем ВК
(который заменяет в электросхеме машины МШП педаль её включения), – до упора в поршень П
(имеющего подпор сжатого воздуха от непереключённого путевого пневмоклапана Р
. От ВК
срабатывает электровоздухораспределитель ЭР
(машины), который включает сварочный ток только тогда, когда включится реле давления РД, отрегулированное на заданную уставку давления сжатого воздуха в цилиндре ЦМ машины при опущенном на изделие 1 верхнем ролике. Опускание верхнего (сварочного) ролика на изделие 1 заканчивается переключением путевого воздухопереключателя Р
. Происходит выхлоп сжатого воздуха из-под поршня П
. Поршень П
совместно с поршнем П
цилиндра Ц
делает рабочую сварочную подачу изделия. Окончание сварки контролируется конечным электропереключателем ВК
, который выключает сварочный ток, но затем включается электроводухораспределитель ЭР
и одновременно выключается ЭР
. Через тройник 4 и «перехватчик ИЛИ» (К
) большой торец воздухораспределителя Р
соединяется с атмосферой, и подпор сжатого воздуха с малого торца возвращает его в исходное положение.
Рис. 9. График последовательности элементов пневмоэлектроуправления
к рис.8.
Зажимные цилиндры Ц
открываются. Одновременно возвращаются в исходное положение и воздухораспределители Р
и Р
. Поршни П
и П
цилиндра Ц
занимают исходное положение, проскакивая ВК
и выводя ползун 3 со сваренным изделием в позицию загрузки-выгрузки. В конце холостого хода ползун 3 выключает конечный электровыключатель ВК
, отключающий электровоздухораспределитель ЭР
. Схема управления готова к новому циклу.
Недостатком управления в функции давления является вероятность ложной команды в случае аварийной остановки цилиндра в некотором среднем положении (например, при заедании), что может повлечь за собой несвоевременное повышение давления и выдачу сигнала от клапана последовательности (или электрореле давления) на срабатывание других элементов схемы, ведущее к нарушению графика последовательности цикла (например, к прожогу герметичного сварного соединения) и даже к травмам.
Примером практического применения клапанов последовательности может послужить чисто пневматическая схема управления пневматическим спутником короткой автоматической линии шестироликовой сварки внутреннего шкафа бытового холодильника на рис. 10 [1, стр. 44—45 (Новиньков Н. Н., Тиль Б. Л. А. С. №269782. Б. И. №15, 1970)]. Спутников три: один на позиции «загрузка» (сборки изделия), второй – на позиции «шестироликовая сварка», а третий – освободившись от готового изделия – приходящий по горизонтальной прямоугольной траектории за «спиной» сварочной машины (те же авторы: А. С. №234219. Б. И. №3, 1969) – на позиции «ожидание». Каждый спутник снабжён ресивером и четырёхлинейной платой А (рис. 11) с каналами-линиями: «0» – подпитки ресивера сжатым воздухом (компенсации выхлопов в атмосферу из аппаратов управления и случайных утечек из ресивера), линия «1» – прямой связи с блоком «память» от двуручного безопасного пульта К
(на позиции «загрузка» – рис. 11), линия «2» – отрицательной обратной связи (сигнала «обе руки с К
можно снять»), линия «3» – подачи охлаждающей воды (подключается только на позиции «шестироликовая сварка») – удерживается в спутнике гидравлическим обратным клапаном ОК
. Чисто пневматической схема на рис. 10 является для спутника, перемещаемого между позициями автоматической линии.
При перемещении спутника все входы его платы «А» соединены с атмосферой. Линия «0» сделала выхлоп, но сжатый воздух в ресивере закрыт обратным пневмоклапанном ОК
, а охлаждающая вода – заперта от линии 3 (закрашенный треугольничек и упомянутый выше гидроклапан ОК
).
Рис. 10. Пример использования клапанов последовательности в автономной «чисто пневматической» пневмосхеме спутника автоматической
линии.
Рис. 11. Пример смешанного управления в пневмо-электрической
и гидросхеме охлаждения токопроводящих частей спутника в рис.10.
Как только состоялся выхлоп из линии «0», подпор 9 (из ресивера) переключил пневмоклапан К
влево (показано), сделав выход «2» нормально закрытым. Цилиндры Ц
ещё до отправки спутника к позиции шестироликовой сварки оказались в рабочем положении (нахлёсткой прижимают обе крышки к П-образной обечайке шкафа), так как воздухораспределитель Р
ещё на позиции «загрузка» переключился вправо.Через блок пневмоклапанов «память» (пневмотриггер) от выхода пневмоклапана последовательности КП
прошла команда держать его в переключённом положении [сигнал с выхода пневмоклапана К
, пневмоклапан К
(«ИЛИ») переключил пневоклапан «И» (п. 6.3.2 табл. 1), с выхода которого по линии 5 (положительной обратной связи) произошёл «перехват» сигнала от КП
«на память» (как на рис. 9) к большому торцу пневмоклапана «И», и сжатый воздух (13) через пневмоклапан «НЕ» прочно (независимо от дорожно-транспортных «возмущений») держит включённым пневмоклапан «И» в положении «память», пока после операции «сварка» спутник ни начнёт перемещение к позиции технологической линии «разгрузка»]. «Поезд» из двух спутников – один со сваренным шкафом и второй [после опускания вниз двух плат «Б» (рис. 11)] с подсобранными деталями для сварки – делает ход на шаг между позициями автоматической линии. По пути хода спутника из сварочной машины пневмоклапан «НЕ» (как путевой) в пневмоблоке «память» наезжает на длинную линейку-упор «разгрузка», которая (на рис. 10) переключает его вверх. Давление сжатого воздуха с большого торца пневмоклапана «И» снимается, и он переключается вправо (показано). Линии 4 и 5 соединяются через переключённый пневмоклапан «НЕ» с атмосферой. Положительная обратная связь распадается. Подпор сжатого воздуха (14 – от ресивера) возвращает пневмоклапан «И» в исходное положение (показано). Большой торец воздухораспределителя Р
соединяется с атмосферой, и он переключается влево (показано). Зажимные цилиндры Ц
ещё до остановки спутника на позиции «разгрузка» открываются. Рабочая линия с выхода пневмоклапана последовательности КП
оказывается соединённой с атмосферой (через сам клапан КП
) под действием пружины. Окончание открывания зажимных цилиндров Ц
переключает пневмоклапан последовательности КП
. С его выхода проходит команда к малому торцу воздухораспределителя Р
. [Вннимание! Его левый большой торец соединён с атмосферой через неприжатый покапутевой пневмоклапан К
