Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением
Своевременное переключение ступеней скорости дает возможность получить оптимальные характеристики разгона пресс-поршня и за счет этого повысить точность регулирования. Определены параметры, влияющие на оптимальное значение моментов переключения скорости пресс-поршня: масса отливки, ее температура и...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Datum: | 2013 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2013
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/132900 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением / В.С. Богушевский, Я.К. Антоневич // Металл и литье Украины. — 2013. — № 4. — С. 27-29. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-132900 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Богушевский, В.С. Антоневич, Я.К. 2018-05-14T15:23:31Z 2018-05-14T15:23:31Z 2013 Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением / В.С. Богушевский, Я.К. Антоневич // Металл и литье Украины. — 2013. — № 4. — С. 27-29. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/132900 621.74.043.2 Своевременное переключение ступеней скорости дает возможность получить оптимальные характеристики разгона пресс-поршня и за счет этого повысить точность регулирования. Определены параметры, влияющие на оптимальное значение моментов переключения скорости пресс-поршня: масса отливки, ее температура и вязкость. Разработан метод определения оптимальных моментов переключения пресс-поршня по ступеням скорости и структурная схема устройства регулирования скорости пресс-поршня машины литья под давлением (ЛПД). Своєчасне перемикання ступенів швидкості дає можливість отримати оптимальні характеристики розгону преспоршня і за рахунок цього підвищити точність регулювання. Визначено параметри, що впливають на оптимальне значення моментів перемикання швидкості прес-поршня: маса відливки, її температура і в’язкість. Розроблено метод визначення оптимальних моментів перемикання прес-поршня по ступенях швидкості та структурна схема пристрою регулювання швидкості прес-поршня машини лиття під тиском (ЛПТ). Timely speed gear changing allows get the best performance acceleration of the press-piston, and thus improve the accuracy of regulation. The parameters which impact on the optimal value of switching times of the press-piston speed are casting weight, the temperature and viscosity. A method for determining the optimal switching time of press-piston speed step and block diagram of the press-piston speed control device on die-casting machine are developed. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением Регулювання швидкості прес-поршня машин лиття під тиском Control of press-plunger speed in die-casting machine Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением |
| spellingShingle |
Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением Богушевский, В.С. Антоневич, Я.К. |
| title_short |
Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением |
| title_full |
Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением |
| title_fullStr |
Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением |
| title_full_unstemmed |
Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением |
| title_sort |
регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением |
| author |
Богушевский, В.С. Антоневич, Я.К. |
| author_facet |
Богушевский, В.С. Антоневич, Я.К. |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металл и литье Украины |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Регулювання швидкості прес-поршня машин лиття під тиском Control of press-plunger speed in die-casting machine |
| description |
Своевременное переключение ступеней скорости дает возможность получить оптимальные характеристики разгона пресс-поршня и за счет этого повысить точность регулирования. Определены параметры, влияющие на оптимальное значение моментов переключения скорости пресс-поршня: масса отливки, ее температура и вязкость. Разработан метод определения оптимальных моментов переключения пресс-поршня по ступеням скорости и структурная схема устройства регулирования скорости пресс-поршня машины литья под давлением (ЛПД).
Своєчасне перемикання ступенів швидкості дає можливість отримати оптимальні характеристики розгону преспоршня і за рахунок цього підвищити точність регулювання. Визначено параметри, що впливають на оптимальне значення моментів перемикання швидкості прес-поршня: маса відливки, її температура і в’язкість. Розроблено метод визначення оптимальних моментів перемикання прес-поршня по ступенях швидкості та структурна схема пристрою регулювання швидкості прес-поршня машини лиття під тиском (ЛПТ).
Timely speed gear changing allows get the best performance acceleration of the press-piston, and thus improve the accuracy of regulation. The parameters which impact on the optimal value of switching times of the press-piston speed are casting weight, the temperature and viscosity. A method for determining the optimal switching time of press-piston speed step and block diagram of the press-piston speed control device on die-casting machine are developed.
|
| issn |
2077-1304 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/132900 |
| citation_txt |
Регулирование скорости пресс-поршня машин литья под давлением / В.С. Богушевский, Я.К. Антоневич // Металл и литье Украины. — 2013. — № 4. — С. 27-29. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT boguševskiivs regulirovanieskorostipressporšnâmašinlitʹâpoddavleniem AT antonevičâk regulirovanieskorostipressporšnâmašinlitʹâpoddavleniem AT boguševskiivs regulûvannâšvidkostípresporšnâmašinlittâpídtiskom AT antonevičâk regulûvannâšvidkostípresporšnâmašinlittâpídtiskom AT boguševskiivs controlofpressplungerspeedindiecastingmachine AT antonevičâk controlofpressplungerspeedindiecastingmachine |
| first_indexed |
2025-11-26T10:00:34Z |
| last_indexed |
2025-11-26T10:00:34Z |
| _version_ |
1850618351371419648 |
| fulltext |
2� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’20132� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013
УДК 621.74.043.2
В. С. Богушевский, Я. К. Антоневич
Национальный технический университет Украины «КПИ», Киев
Регулирование скорости пресс-поршня
машин литья под давлением
Своевременное переключение ступеней скорости дает возможность получить оптимальные характеристики
разгона пресс-поршня и за счет этого повысить точность регулирования. Определены параметры, влияющие
на оптимальное значение моментов переключения скорости пресс-поршня: масса отливки, ее температура и
вязкость. Разработан метод определения оптимальных моментов переключения пресс-поршня по ступеням
скорости и структурная схема устройства регулирования скорости пресс-поршня машины литья под давле-
нием (ЛПД).
Ключевые слова: пресс-поршень, камера прессования, скорость, заполнение
В
ведение. Скорость прессования – один из глав-
ных параметров, характеризующих техноло-
гический режим литья под давлением (ЛПД)��
По известной величине скорости прессования
на основе полуэмпирических зависимостей можно
определить такие параметры процесса, как продол-
жительность заполнения полости формы и скорости
впуска металла в форму��
Оптимальное заполнение металлом пресс-фор-
мы обеспечивается его вводом в пресс-камеру с
постоянным ускорением и последующей запрес-
совкой с постоянной скоростью [1]�� Путь пресс-
поршня можно разбить на несколько характерных
участков с соответствующими законами регулирова-
ния�� Первый участок 0,03������0,10 м определяет дви-
жение пресс-поршня до перекрытия заливочного
окна�� Для предотвращения выплеска металла
из окна ускорение на этом участке должно быть
небольшим – 0,1������1,0 м/с2�� После того как пресс-
поршень перекроет заливочное окно, начинает-
ся второй этап запрессовки, на котором нужно как
можно быстрее достигнуть заданной величины
скорости пресс-поршня с большим ускорением�� Ско-
рость запрессовки – от 0,2 до 10,0 м/с, а ускорение –
от 1 до 1200 м/с2�� По достижении скорости пресс-
поршня заданного значения начинается третий
этап запрессовки, характеризующийся постоянной
скоростью поршня��
Традиционно управление скоростью пресс-
поршня осуществляется по пройденному пути и его
ускорению�� При этом моменты переключения режи-
мов движения пресс-поршня, отсчет которых ведется
от его конечного положения, определяются пройден-
ным путем [2]�� Однако расчетное конечное положе-
ние и режим ввода металла изменяются в зависи-
мости от массы и физических свойств (температуры,
вязкости) последнего�� Некомпенсированное измене-
ние этих параметров приводит к таким дефектам в
отливках, как неслитины и газонасыщенность��
Постановка задачи. Цель проведения исследова-
ний – разработка метода определения оптимальных
моментов переключения пресс-поршня по ступеням
скорости��
Результаты исследований. Как показали иссле-
дования [3], фазу высокой скорости прессования не-
обходимо включить до того, как степень заполнения
камеры прессования составит 100 %�� Если эта фаза
начнется при полном заполнении камеры, то при раз-
гоне пресс-поршня в момент перехода с фазы мед-
ленной скорости до высокой произойдет преждевре-
менное охлаждение металла в литниковой системе
и его частичная кристаллизация�� Это уменьшит пло-
щадь живого сечения питателя и рабочую скорость
прессования�� Преждевременное же включение фазы
высокой скорости приведет к повышенному газосо-
держанию в металле�� Своевременное переключение
ступеней скорости дает возможность получить опти-
мальные характеристики разгона пресс-поршня и за
счет этого повысить точность регулирования��
Управление скоростью пресс-поршня осуще-
ствляется по пройденному им эффективному пути L,
м, определяемому по формуле
1( ) *,= + ∆L n n L (1)
где n – число импульсов, поступающих с датчика хо-
да пресс-поршня; 1∆n – поправка; L* – путь, пройден-
ный щелевой линейкой между двумя последователь-
ными импульсами, м��
Поправку в число импульсов 1∆n определяют в
зависимости от массы, температуры и вязкости ме-
талла по формуле
[ ]1 1 2 31 / ( ) ( ) / *,∆ = + − − + −α α α ϑ ϑn m m t t LH H H (2)
где α1, α2, α3 – коэффициенты; m, mн – фактическая
и нормируемая дозы металла, кг; t, tн – фактическая
и нормируемая температуры металла, °С; , ϑ ϑ
H
–
фактическая и нормируемая кинематическая вяз-
кости металла, м2/с��
Значения коэффициентов машины ЛПД ти-
па АЛ711Б08 стакана диаметром d = 0,09 м равны:
α1 = 0,87 м, α2 = 0,019 м/°С, α3 = 0,24 · 104 с/м�� Для
других значений диаметров стакана d* коэффициен-
ты *αi определяют по формуле
* 2 2/( *) ��=α αi id d (3)
Устройство регулирования скорости пресс-
поршня (рис�� 1) работает следующим образом��
2� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’20132� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013
При получении инициативного сигнала начала
запрессовки с выхода блока 12 (запуск-остановка)
производится сброс-запуск таймера 13 и блока фор-
мирования управляющего воздействия 9�� С блока 9
на пропорциональный золотник 8 (следящий дроссе-
лирующий гидрораспределитель С1250 в комплекте
с блоком управления БУГ-02-И1) выдается управля-
ющее воздействие, равное начальной уставке І0�� Зо-
лотник 8 открывается, рабочая жидкость поступает в
гидравлический цилиндр 1�� шток 2 приводит в дви-
жение пресс-поршень 3�� Со штоком 2 жестко связана
щелевая линейка датчика хода пресс-поршня 6 (вы-
ключатель импульсов ДФ-4У1)��
Показания датчика 6 непрерывно поступают в
блок формирования управляющих воздействий 9,
который «опрашивает» таймер 13, операционный
блок 10 и вычисляет ход пресс-поршня по форму-
ле (1)�� Затем производится сравнение пройденного
пути пресс-поршнем с уставкой начала разгона L1
(первого участка пути пресс-поршня, соответству-
ющего прохождению заливочного отверстия камеры
прессования 4)�� При выполнении условия L ≤ L1 –
управляющее воздействие І0; при выполнении усло-
вия L1 ≤ L ≤ L2 (где L2 – уставка длины второго участ-
ка хода пресс-поршня, м), – управляющее воздей-
ствие І1, мА, которое вычисляется в зависимости
от скорости пресс-поршня
1 1 2( )I = k v - k v - v ,у у (4)
где k1, k2 – коэффициенты пропорциональности для
данных условий равны 0,2 и 0,9 мА·с·м–1 соответ-
ственно; vу, v – уставка и текущее значение скорости
пресс-поршня, м/с��
Корректировка коэффициентов пропорциональ-
ности для других диаметров стакана производится
аналогично корректировке коэффициентов αi по
формуле (3)��
Текущую скорость пресс-поршня определяют по
формуле
* / ,= ∆τv L (5)
где ( 1)+∆τ = τ − τi i – промежуток времени между
двумя последовательными опросами таймера, с;
I – порядковый номер опроса��
Уставку скорости пресс-поршня рассчитывают по
формуле
2
y y 1 1= 2 ( - )+ ,v a L L v (6)
где ау – уставка ускорения пресс-поршня на втором
участке его хода, м/с2; v1 – скорость пресс-поршня на
первом участке, м/с��
При выполнении условия L > L2 управляющее
воздействие устанавливается равным максималь-
ному значению Iмакс, мА:
макс макс1= ,I k v (7)
где vмакс – уставка максимальной скорости пресс-
поршня, м/с��
При поступлении сигнала размыкания плит с вы-
хода блока 12 (запуск-остановка) из блока форми-
рования управляющих воздействий 9 на золотник 8
поступает сигнал I = 0��
Структурная схема напряжений, пропорциональ-
ных температуре металла (от датчика 11 – термо-
пара ТХА-0515 в графитовом наконечнике); массе
металла (от датчика 7 – тензометрический преобра-
зователь типа ДСТБ-С-060, смонтированный на за-
ливочном устройстве); вязкости металла (от датчика
14) приведена на рис�� 2��
Вязкость металла определяют по скорости его
слива из заливочного ковша в заливочную машину��
По мере слива заданной массы нарушается кон-
такт между жидким металлом и верхним контактным
датчиком 2 (датчики установлены в заливочном ков-
ше 3 через огнеупорные диэлектрические пробки 1)��
Единичный сигнал от верхнего контактного датчи-
ка 2 поступает в узел И4, а нулевой сигнал от нижне-
го контактного датчика 2, инвертируясь в узле НЕ6,
Рис. 2. Структурная схема датчика вязкости: 1 – диэлектри-
ческие пробки; 2 – контактные датчики; 3 – заливочный ковш;
4, 5 – операционные узлы «И»; 6 – операционный узел «НЕ»;
7 – интегратор; 8 – токовый задатчик; 9 – ключ, подающий импульс
для сброса; 10, 12 – блоки ввода заданных значений; 11 – ключ
остановки интегратора . 2. : 1 – ; 2 – ; 3 – ; 4,
5 – « »; 6 – « »; 7 – ; 8 – ; 9 – ,
; 10, 12 – ; 11 –
5
10
4 6 7 8
9 11 12
10
( . 1)
1
2
3
1
Рис. 1. Структурная схема устройства регулирования скоро-
сти пресс-поршня машины ЛПД: 1 – гидравлический цилиндр;
2 – шток; 3 – пресс-поршень; 4 – камера прессования; 5 – блок
ввода начальных условий, определяемых параметрами отливки;
6 – датчик хода пресс-поршня (выключатель импульсов ДФ-4УІ);
7 – тензометрический преобразователь типа ДСТБ-С-060;
8 – золотник; 9 – блок формирования управляющих воздействий;
10 – операционный блок; 11 – термопара ТХА-0515 в графитовом
наконечнике; 12 – блок «запуск-остановка»; 13 – таймер; 14 – дат-
чик вязкости металла
. 1. - : 1 – ; 2
– ; 3 – - ; 4 – ; 5 – ,
; 6 – - ( -4 ) ; 7 –
- -060; 8 – ; 9 – ; 10 – ; 11 –
-0515 ; 12 – « - »; 13 – ; 14 –
5 6 7
9 10 11
13 14 12
1 2 3 4
8
Магистраль
рабочей
жидкости
1 2 3 4
2� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’20132� 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 4 (239) ’2013
также поступает в узел И4�� Единичное напряжение с
выхода блока 4 включает ключ 9, подающий импульс
для сброса запуска интегратора 7, суммирующего
постоянный выходной сигнал с токового задатчика 8��
При дальнейшем сливе нарушается контакт между
жидким металлом и нижним контактным датчиком 2��
На выходе второго узла И5 появляется единичное
напряжение, производящее через ключ 11 остановку
интегратора 7, выходное напряжение которого про-
порционально вязкости металла при сливе задан-
ной массы��
Испытание макета устройства регулирования ско-
рости пресс-поршня машины ЛПД дало возможность
осуществить регулирование скорости с более высо-
кой точностью, что снижает возврат отливок на 9 %,
увеличивает выход годного на 0,3 % и производи-
тельности – на 7,5 %��
Выводы
При движении пресс-поршня можно выделить три
характерных участка: до прохождения заливочного
окна; разгона; постоянной скорости�� На оптимальное
значение моментов переключения скорости пресс-
поршня влияют масса отливки, ее температура и
вязкость�� Учет этих параметров дает возможность
существенно повысить технико-экономические по-
казатели процесса ЛПД��
Дальнейшие исследования будут проведены в
направлении включения регулятора скорости в об-
щую систему управления машиной ЛПД��
ЛИТЕРАТУРА
1�� Белопухов А. К., Коротков Р. А. Расчет параметров заполнения дисперсно-турбулентным потоком // Автоматизация
и прогрессивная технология литья под давлением�� – М��: МДНТП, 1984�� – С�� 95-99��
2�� Голод В. М., Савельев К. Д. Теория, компьютерный анализ и моделирование литейных процессов // Литейщик
России�� – 2011�� – № 2�� – С�� 13-16��
3�� Коротченко А. Ю., Коротченко И. А., Зарубин А. М. Моделирование течения расплава в камере прессования при
литье под давленим // Там же�� – 2008�� – № 12�� – С�� 19-22��
Богушевський В. С., Антоневич Я. К.
Регулювання швидкості прес-поршня
машин лиття під тиском
Своєчасне перемикання ступенів швидкості дає можливість отримати оптимальні характеристики розгону прес-
поршня і за рахунок цього підвищити точність регулювання. Визначено параметри, що впливають на оптимальне
значення моментів перемикання швидкості прес-поршня: маса відливки, її температура і в’язкість. Розроблено
метод визначення оптимальних моментів перемикання прес-поршня по ступенях швидкості та структурна схема
пристрою регулювання швидкості прес-поршня машини лиття під тиском (ЛПТ).
Анотація
Bogyshevsky V. S., Antonevich Yа. К.
Control of press-plunger speed
in die-casting machine
Timely speed gear changing allows get the best performance acceleration of the press-piston, and thus improve the
accuracy of regulation. The parameters which impact on the optimal value of switching times of the press-piston speed
are casting weight, the temperature and viscosity. A method for determining the optimal switching time of press-piston
speed step and block diagram of the press-piston speed control device on die-casting machine are developed.
Summary
прес-поршень, камера пресування, швидкість, заповненняКлючові слова
press-plunger, press chamber, speed, fillingKeywords
Поступила 27��03��13
|