гидросистема управления станиной сварочной машины

Классы МПК:B23K11/25 управляющие устройства
B23K11/04 стыковая сварка оплавлением 
F15B15/00 Пневматические или гидравлические устройства для перемещения органов из одного положения в другое
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-09-15
публикация патента:

Изобретение относится к гидросистеме управления станиной сварочной машины и может найти применение в устройствах для контактной стыковой сварки полос, которые устанавливают в станах бесконечной прокатки. Гидросистема содержит гидрораспределитель, регулятор расхода, установленный на напорной линии гидропривода с возможностью подключения к поршневой полости гидроцилиндра управления, связанного штоковой полостью с одним выходом гидрораспределителя и поршневой полостью через обратный клапан с другим выходом гидрораспределителя. Дополнительный регулятор расхода установлен параллельно первому. Входы обоих регуляторов расхода соединены с напорной линией через общий гидрораспределитель. Выходы каждого регулятора связаны через свой гидрораспределитель с поршневой полостью гидроцилиндра управления и с устройством контроля расхода. 1 ил.

гидросистема управления станиной сварочной машины, патент № 2374050

Формула изобретения

Гидросистема управления станиной сварочной машины, содержащая гидрораспределитель, регулятор расхода, установленный на напорной линии гидропривода с возможностью подключения к поршневой полости гидроцилиндра управления, связанного штоковой полостью с одним выходом гидрораспределителя и поршневой полостью через обратный клапан с другим выходом гидрораспределителя, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным регулятором расхода, установленным параллельно первому, при этом входы обоих регуляторов расхода соединены с напорной линией через общий гидрораспределитель, а выходы каждого регулятора связаны через свой гидрораспределитель с поршневой полостью гидроцилиндра управления и с устройством контроля расхода.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для контактной стыковой сварки полос, выполняемой на специализированных стыкосварочных машинах, которые устанавливаются в высокопроизводительных металлургических агрегатах, например станах бесконечной прокатки, травильных линиях и др.

Периодическая сварка задаваемых в такие агрегаты рулонированных полос обеспечивает непрерывность их работы. В этом случае длительность стыковки рулонов не должна допускать простоев или замедления темпа работы агрегата. Высокая производительность сварочных машин в этих условиях достигается за счет автоматизации сварочного процесса и механизации вспомогательных операций, а также за счет снижения отказов в работе машин во всех операциях, важнейшей из которых является управление перемещением подвижной станины машин при оплавлении и осадке. Качество сварных швов во многом зависит от правильности и стабильности выполнения заданного графика сближения свариваемых торцов полос, осуществляемого подвижной станиной. Чаще всего перемещение подвижной станины в современных сварочных машинах выполняют гидросистемы, в которых в качестве исполнительного элемента используют копировальные золотники, струйные распределители, регуляторы расхода и др. Основным требованиям к таким элементам в сварочных машинах, установленных в непрерывных высокопроизводительных металлургических агрегатах, является высокая степень надежности, отказ в работе машины при сварке приводит к сбою работы всего агрегата и к некондиционным потерям металла, так как время, отводимое на установку полос и сварку в металлургических агрегатах, ограничено 50-60 с, то повторная сварка практически всегда вызывает остановку агрегата и связанные с этим потери производительности и брак продукции.

Известно устройство для регулирования параметров процесса сварки в стыкосварочной машине /авт. свид. SU № 1066764, кл. В23К 11/03, 15.01.84/, содержащее составную штангу, которая одним концом шарнирно связана с подвижной станиной, а вторым концом связана с задатчиком скорости перемещения, выполненным в виде кинематического кулачка. Штанга является частью механизма управления перемещением подвижной станины, который состоит из копировального клапана, гидроцилиндра перемещения станины и клапана осадки. При перемещении станины кулачок воздействует на рычаг, который в свою очередь открывает золотник копировального клапана и масло от насоса поступает через золотник в цилиндр перемещения станины сварочной машины, обеспечивая задаваемый кулачком график оплавения при сварке.

Известен также широко применяемый в сварочных машинах (см. статью Каштанова Н.М., Рысса Б.А., Тонконогова В.Я. и Недодаева Ю.М. «Гидропривод машин для стыковой сварки полос» в сборнике «Труды ВНИИМЕТМАШ», 1986 г., стр.74-81) механизм управления подвижной станиной, имеющий в своем составе трехлинейный дросселирующий гидрораспределитель с регулируемым начальным открытием рабочих окон, распределяющий энергию потока жидкости и обеспечивающего отработку заданной программы перемещения от шагового двигателя, обеспечивающего ввод программы через механический преобразователь в виде пары «гайка-винт». В качестве обратной связи по скорости и перемещению используется рычаг, одним концом связанный с подвижной станиной, а вторым воздействующий на золотник гидрораспределителя.

Основной недостаток таких механизмов управления подвижной станиной связан с высокой чувствительностью перекрытий золотника и с необходимостью точнейшей настройки трехлинейного гидрораспределителя для обеспечения начальной скорости перемещения, что выполняется на специальных стендах высококвалифицированным персоналом, при этом настроенная скорость зависит от вязкости масла, а золотник в работе может привести к сбоям и отказам гидросистемы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является описанная в статье Е.М.Щевелева, А.Ф.Новицкого, Н.Н.Зуева и др. «Создание автоматической программируемой системы управления для стыкосварочных машин четвертого поколения с функциями допускового контроля, диагностики и визуализации», «Тяжелое машиностроение», № 1, 2007 г., стр.18-22, система управления, в которой в качестве исполнительного органа, управляющего перемещением подвижной станины, используется электрогидравлический струйный распределитель, при этом непосредственное управление струйным распределителем осуществляет контроллер, а в качестве датчика положения подвижной станины используется аналоговый резистивный датчик. В данной системе управления предусмотрен режим «Тест», при включении которого происходит возвратно-поступательное перемещение станины с записью всех параметров, позволяющее делать оценку скоростных и частотных параметров электрогидравлического привода подвижной станины.

Недостатком известного устройства является то, что обнаружение неисправности привода в процессе работы машины не дает возможности быстрого устранения неполадки и не создает условий экстренного перехода на запасной вариант управления. Устранение неполадки в таком устройстве неизбежно вызывает остановку агрегата и приводит к потере производительности и появлению возможностей брака.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение бесперебойной работы машины контактной стыковой сварки полос во время сварочного цикла, устранение сбоев цикла сварки из-за отказа гидроаппаратуры управления перемещением подвижной станины и обеспечение высокого качества стыков при отсутствии необходимости переварки сварных швов из-за отказа гидросистемы, требующей остановки непрерывного металлургического агрегата.

Технический результат с достижением вышеуказанного эффекта обеспечивается тем, что гидросистема управления станиной сварочной машины, содержащая гидрораспределитель, регулятор расхода, установленный на напорной линии гидропривода с возможностью подключения к поршневой полости гидроцилиндра управления, связанного штоковой полостью с одним выходом гидрораспределителя и поршневой полостью через обратный клапан с другим выходом гидрораспределителя, снабжена дополнительным регулятором расхода, установленным параллельно первому, при этом входы обоих регуляторов расхода соединены с напорной линией через общий гидрораспределитель, а выходы каждого регулятора связаны через свой гидрораспределитель с поршневой полостью гидроцилиндра управления и с устройством контроля расхода.

Заявляемая гидросистема управления станиной сварочной машины приведена на чертеже.

Гидросистема управления станины содержит два управляемых регулятора расхода 1 и 2, один из которых может быть резервным, связанным с напорной линией 3 через гидрораспределитель 4. Выходы регуляторов расхода 1 и 2 через гидрораспределители 5 и 6 связаны с поршневой полостью гидроцилиндра 7 перемещения станины сварочной машины и с устройством контроля расхода 8. Штоковая полость гидроцилиндра 7 связана с выходом гидрораспределителя 9, второй выход которого через обратный клапан 10 соединен с поршневой полостью гидроцилиндра 7.

Гидросистема станины сварочной машины работает следующим образом. Для осуществления процесса сварки производится переключение: гидрораспределителя 9 - штоковая полость гидроцилиндра 7 связывается со сливом, гидрораспределителя 4 - давление подается на работающий регулятор расхода 1 (2), гидрораспределитель 5 (6) - регулятор расхода 1 (2) связывается с поршневой полостью гидроцилиндра 7. Путем регулирования расхода масла, пропускаемого через регулятор расхода 1 (2), обеспечиваются требуемые графики перемещения станины сварочной машины. По окончании процесса сварки происходит отключение гидрораспределителей 4 и 5 (6) - работающий регулятор расхода 1 (2) отсоединяется от напорной линии 3 и поршневой полости гидроцилиндра 7, переключение распределителя 9 в другое положение, при котором в штоковой полости гидроцилиндр 7 связывается с напорной линией 3, а поршневая полость через обратный клапан 10 со сливом, в результате чего происходит возврат гидроцилиндра 7 в исходное положение для проведения следующего цикла сварки.

Гидросистема управления станины сварочной машины позволяет осуществлять постоянный контроль рабочих параметров задействованного регулятора расхода 1 (2), подключая его в периоды между циклами сварки к напорной линии 3 через гидрораспределитель 4 и к устройству контроля расхода 8 через гидрораспределитель 5 (6), то есть постоянно осуществляется мониторинг рабочего состояния задействованного в процессе сварки регулятора расхода 1 (2). В случае выявления отклонений в работе регулятора расхода 1 (2) происходит подключение резервного регулятора расхода 1 (2) с предварительной проверкой его состояния.

Таким образом, предлагаемая гидросистема управления станиной сварочной машины, снабженная дополнительным регулятором расхода, установленным параллельно первому, при этом входы обоих регуляторов расхода соединены с напорной линией через общий гидрораспределитель, а выходы каждого регулятора связаны через свой гидрораспределитель с поршневой полостью гидроцилиндра управления и с устройством контроля расхода, позволяет:

- обеспечивать высокое качество сварки и существенно снизить вероятность отказов за счет своевременного выявления отклонений в работе регуляторов расхода и оперативного перехода на работу с резервным регулятором расхода;

- обеспечить бесперебойную работу машины контактной стыковой сварки полос во время сварочного цикла;

- устранить сбои цикла сварки из-за отказа гидроаппаратуры управления перемещением подвижной станины;

- обеспечить отсутствие необходимости переварки сварных швов из-за отказа гидросистемы, требующей остановки непрерывного металлургического агрегата.

Класс B23K11/25 управляющие устройства

установка для контактной сварки переменным током, переключательный модуль для управления ее сварочным трансформатором и способ изготовления переключательного модуля -  патент 2486997 (10.07.2013)
источник питания контактной сварочной машины -  патент 2421311 (20.06.2011)
способ и система для сварки частей -  патент 2404034 (20.11.2010)
способ и устройство контактной стыковой сварки изделий компактного сечения -  патент 2393068 (27.06.2010)
способ управления блоком уравнительного цилиндра, в частности для сварочного устройства, и блок уравнительного цилиндра -  патент 2389589 (20.05.2010)
машина для контактной стыковой сварки рельсов -  патент 2366550 (10.09.2009)
сварочный агрегат -  патент 2237556 (10.10.2004)
устройство управления сварочной машиной -  патент 2183539 (20.06.2002)
способ автоматического контроля параметров режима точечной сварки на многотрансформаторной машине контактной сварки -  патент 2113952 (27.06.1998)
способ определения сварочного напряжения машины для роликовой сварки и устройство для его осуществления -  патент 2069132 (20.11.1996)

Класс B23K11/04 стыковая сварка оплавлением 

способ удаления грата после контактной стыковой сварки оплавлением изделий круглого сечения -  патент 2515864 (20.05.2014)
способ изготовления моноколеса турбомашины -  патент 2513491 (20.04.2014)
способ стыковой сварки оплавлением -  патент 2510315 (27.03.2014)
способ стыковой сварки оплавлением рельсовой стали -  патент 2507045 (20.02.2014)
способ контактной стыковой сварки с предварительным подогревом и измерением температуры образцов изделий различного сечения -  патент 2504462 (20.01.2014)
способ центровки рельсов в машине для контактной стыковой сварки -  патент 2503529 (10.01.2014)
сварочная головка для сварки рельсов -  патент 2503526 (10.01.2014)
машина для контактной стыковой сварки рельсов -  патент 2503525 (10.01.2014)
способ измерения усилия осадки при контактной стыковой сварке -  патент 2486998 (10.07.2013)
способ охлаждения зоны сварки рельса, устройство для охлаждения зоны сварки рельса и сварное соединение рельса -  патент 2485187 (20.06.2013)

Класс F15B15/00 Пневматические или гидравлические устройства для перемещения органов из одного положения в другое

устройство управления ракетой или реактивным снарядом -  патент 2526407 (20.08.2014)
силовой цилиндр с пусковым механизмом для защитного устройства, встроенного в автомобиль для защиты пешехода в случае лобового столкновения -  патент 2521186 (27.06.2014)
устройство управления планетарной коробкой передач -  патент 2518788 (10.06.2014)
линейный привод -  патент 2499163 (20.11.2013)
гидропривод дискретного углового хода -  патент 2497027 (27.10.2013)
пневматический цилиндр одностороннего действия для использования на платформе локомотива -  патент 2496030 (20.10.2013)
цилиндр управления фонарем самолета -  патент 2492366 (10.09.2013)
конструкция и способ для демпфирования перемещения поршня -  патент 2489608 (10.08.2013)
приводной узел на текучей среде и способ перемещения регулируемого уплотнения в радиальном направлении (варианты) -  патент 2486350 (27.06.2013)
индуктивный датчик линейного перемещения -  патент 2485439 (20.06.2013)
Наверх