Вопросы для самоподготовки:
Охарактеризуйте состав устройств управления листоштамповочными механическими прессами?
Какие режимы работы предусмотрены схемой управления листоштамповочным прессом?
Как осуществляется управление муфтой пресса?
Лекция 13. Электрооборудование гидравлических прессов
Теоретические вопросы:
13.1. Режимы работы гидравлических прессов
13.2. Основные задачи электрического управления электрооборудованием гидравлических прессов
13.3. Механизм пуска гидравлического пресса
13.1. Режимы работы гидравлических прессов
Гидропрессы (рис. 56) могут иметь один из следующих трех возможных вида приводов:
насосный безаккумуляторный;
насосно-аккумуляторный;
мультипликаторный.
Привод, имеющий модульную конструкцию обычно монтируется в верхней части пресса. Такое расположение имеет ряд очевидных преимуществ: свободный доступ ко всем гидравлическим устройствам, наименьшая протяженность линий циркуляции гидравлической жидкости между насосом, гидроаккумулятором и цилиндром и т.д. В отдельных случаях привод может иметь альтернативное расположение, например, в тех случаях, когда по соображениям высоты конструкции пресса привод необходимо установить рядом с агрегатом.
При насосно-аккумуляторном приводе скорость движения плунжера и давление непосредственно связаны с подачей насосов, а следовательно, и с работой двигателя, из-за чего система получается компактной. Под высоким давлением она находится только во время рабочего хода.
Однако существенным недостатком системы является то, что насос, а значит и двигатель, должен рассчитываться по максимальному усилию прессования.
|
|
|
|
а) |
б) |
в) |
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 56. Общие виды гидравлических прессов
Поэтому для прессов, работающих с большими усилиями и скоростями прессования, требуются насосы и двигатели большой мощности, которые используются в целом далеко не полностью.
При насосно-аккумуляторном приводе, благодаря наличию аккумулятора, пресс может потреблять в нужные моменты большое количество жидкости и, следовательно, развивать большую мощность.
Для восполнения кратковременно расхода жидкости в аккумуляторе имеется достаточно времени, и потому требуются насосы с гораздо меньшей производительностью, а следовательно, и двигатели с меньшей мощностью.
Однако система получается более сложной, занимает больше места и имеет более низкий к.п.д., тем более, что во избежание возможности гидравлического удара при быстром торможении траверсы трубопроводы проектируются с повышенным гидросопротивлением.
Если пресс работает с переменным усилием прессования, то такой режим должен обеспечиваться или своевременным подключением различного числа рабочих цилиндров при возрастании сопротивления на поперечине, или же питанием от аккумуляторов с различным давлением жидкости, или использованием насосов переменного давления, или при очень высоких давлениях путем использования мультипликаторов.
Ступенчатое повышение давления при возрастании сопротивления делает установку значительно более экономичной сравнительно с неизменным давлением, соответствующим максимальному сопротивлению. Основным преимуществом таких станций является то, что они могут обслуживать несколько прессов.
Электрические двигатели у гидравлических прессов применяются в основном лишь для привода разного рода насосов, работающих довольно длительно с неизменной нагрузкой.
Для приводов гидропрессов наиболее часто применяют асинхронные короткозамкнутые двигатели, реже – двигатели с фазным ротором. Для привода тяжелых гидравлических прессов иногда применяют синхронные двигатели. Управление гидроприводами производится посредством клапанов и гидропереключателей, перемещаемых электромагнитами. Возврат клапана в исходное положение производит пружина. Таким образом, электроуправление является основной формой управления гидравлическим прессом и наиболее часто здесь применяют автоматическое управление в функции пути.
Для питания гидравлических прессов используют индивидуальные приводы насосов и насосно-аккумуляторных станций.
Насосно-аккумуляторные станции предназначены для питания групп гидравлических прессов. В состав станций входят гидронасосы, гидравлические баллоны, компрессоры для получения сжатого воздуха и воздушные баллоны.
Управление осуществляется посредством электрической и гидравлической аппаратуры. Для привода пресса и компрессоров станций малой и средней мощности применяют асинхронные двигатели. На станциях большой мощности устанавливают синхронные двигатели.
Сами насосно-аккумуляторные станции управляются при помощи поплавковых устройств с контактными и индуктивными датчиками, фотореле и реле давления.
Таким образом, схема управления гидравлическим прессом должна обеспечивать его работу в следующих режимах:
полуавтоматической работы с выдержкой под давлением;
пооперационной работы без автоматической выдержки времени;
наладки.
13.2. Основные задачи электрического управления электрооборудованием гидравлических прессов
«Мозгом» любой современной металлообрабатывающей машины является система управления технологическими процессами, осуществляющая решение задач электрического оборудования технологических машин.
Основными задачами электрического управления оборудования гидравлических прессов являются: подключение насосов по мере понижения уровня воды в гидробаллонах; отключение насосов по мере повышения уровня; прекращение подачи воды прессам при опускании ее до нижнего уровня.
Основной задачей сигнализации является указание уровня воды в баллонах.
Для поддержания температуры гидравлического масла на постоянном уровне – в том числе и во время простоев – в масляный бак устанавливается нагревательный элемент. Отдельная система охлаждения и фильтрации с собственным насосом не допускает выход температуры за максимально допустимый предел, при этом фильтрация жидкости выполняется непрерывно.
Степень загрязнения фильтрующего элемента выводится на дисплей управления пресса.
Таким образом, системы управления машинами и технологическими процессами обеспечивают весь комплекс возможностей для современной организации производства:
- централизованный ввод и интерпретация всех параметров работы оборудования в зависимости от характеристик изготовляемой продукции;
- управление производственными данными, опционально с их занесением в базы данных;
- статистическая обработка производственных данных;
- мониторинг продукции;
- интеграция в системы управления процессами;
- программы сервисного обслуживания;
- системы протоколирования данных.
В распоряжении оператора имеется графический цветной дисплей. Сбор, интерпретация и протоколирование данных могут выполняться в процессе производства и передаваться затем через соответствующий шлюзовой интерфейс к устройствам, объединенным внутренней локальной сетью.
13.3. Механизм пуска гидравлического пресса
Механизм пуска гидравлического пресса рассмотрим для схемы, показанной на рис. 57.
Переключение режимов работы пресса производится посредством переключателя ПУ.
Электродвигатель насоса (на схеме не показан) включается контактором 1К. Промежуточные реле 1РП, 2РП, 3РП, 4РП включают электромагниты клапанов, соответственно обеспечивающих ход ползуна вниз, ход его вверх, ход толкателя вверх и ход его вниз. В конце каждого из этих перемещений нажимаются соответственно путевые переключатели 1ВП, 2ВП, 3ВП и 4ВП.
Если выталкиватель находится в крайнем нижнем положении, то контакт 4ВП закрыт и при нажатии кнопки 3КУ начинается движение ползуна вниз. В конце хода нажимается путевой переключатель 1ВП, который включает моторное реле времени РВ. Мгновенно действующий контакт РВ шунтирует путевой переключатель 1ВП. После обработки установки контакт РВ включает промежуточное реле 2РП, ползун поднимается и в его верхнем положении нажимается путевой переключатель 2ВП. Он отключает реле 2РП, и ползун останавливается.
Контакт 2ВП включает реле 3РП и начинается ход выталкивателя вверх. В конце хода реле 3РП отключается контактом путевого переключателя 3ВП, контакт которого включает реле 4РП. Это реле обеспечивает опускание выталкивателя и отключается в конце хода переключателем 4ВП.
На некоторых гидравлических прессах выполняют операции, использующие многопозиционное прессование на поворотных столах. Одна из возможных схем управления таким процессом показана на рис. 58.
Поворот стола на 900 выполняет гидравлический цилиндр, поршень которого передвигает зубчатую рейку. Эта рейка поворачивает зубчатый сектор, который сцепляется с валом поворотного стола посредством гидравлического зажимного устройства. Управление производится тремя двухпозиционными золотниками. Каждый золотник смещается электромагнитом, при отключении которого возвращается в исходное положение пружиной.
При питании группы прессов от насосно-аккумуляторной станции, в состав которой входят насосы, гидравлические баллоны, компрессоры для получения сжатого воздуха и воздушные баллоны, управление осуществляется посредством электрической и гидравлической аппаратуры.
Рис. 57. Схема управления гидравлическим прессом
Рис. 58. Схема управления поворотным столом
Одной из основных задач при проектировании таких систем управления является обеспечения возможности контроля и регулирования уровня рабочей жидкости в насосно-аккумуляторной станции.
Так, например, для обеспечения нормальной работы станции (рис. 59), имеющей два гидравлических баллона, включаемых в гидросхему параллельно, восемь пневматических баллонов, четыре гидронасоса и воздушный компрессор необходимо иметь специальное устройство для контроля за критическими значениями давления при обеспечении максимальной производительности насоса.
Насосы приводятся в действие асинхронными короткозамкнутыми двигателями. Компрессор работает также от короткозамкнутого двигателя, каждый из четырех насосов снабжается гидропереключателем, управляемым посредством трехфазного электромагнита с противодействующим грузом.
Когда электромагнит отключается, насос переключается на циркуляцию и воду в гидробаллон не подает. При опускании уровня воды в баллоне до нижней аварийной отметке магистраль, ведущая к прессам отключается пятым гидропереключателем, имеющим аналогичный электромагнитный привод.
Рис. 59. Схема насосно-аккумуляторной станции питания гидравлических прессов
Вопросы для самоподготовки:
1. Опишите режимы работы гидравлических прессов?
2. Перечислите основные задачи электрического управления электрооборудованием гидравлических прессов?
3. Опишите механизм пуска гидравлического пресса?