Оборудование заводов по переработке пластмасс

Числовые системы регулирования расхода н давления масла в гидроприводе литьевых машин

Числовая система управления. Принципиально новым реше­нием в области систем управления является создание число­вых систем регулирования в сочетании с клапанными электро-

Магнитными дистрибуторами. В отличие от традиционных си­стем, в которых регулирование скорости и давления впрыска осуществляется вручную, плавной настройкой дросселя и ре­гулятора давления, числовые регуляторы расхода состоят из серии регуляторов, причем каждый из них настроен на какое - то одно значение расхода. Если такая управляющая система включает в себя п отдельных звеньев, то, соединяя их в раз­ных последовательностях, можно получить z различных значе­ний объемного расхода:

Z=2" —1 (.7.1)

Так, числовая система регулирования скорости, состоящая из пяти дискретных регуляторов (рис. 7.30), обеспечивает воз­можность задания 31 значения объемного расхода. Каждый регулятор состоит из установленной между напорной магист­ралью Р и потребляющей магистралью А тарированной диа­фрагмы 1, управляемого гидравлически клапана 2 и управляю­щего электромагнитного клапана 3. Постоянный перепад дав­ления между магистралями поддерживается при помощи зо­лотникового регулятора давления 4. Отверстия в диафрагмах подбирают таким образом, чтобы обеспечить следующее соот­ношение объемных расходов:

Qe = 2Q4 = 2«Q, = 2»Qe = 24?1 (7.2)

Открывая различные клапаны, можно суммировать расходы, задаваемые каждой из диафрагм. Очевидно, что максимальный расход, обеспечиваемый такой числовой системой, превышает минимальный в 31 раз:

QMaKc/Qi=21 + 23 + 2^ + 2+l = 31 (7.3)

При этом система управления позволяет реализовать любой дискретный расход, равный

Q = Qj«, где 31 </<1 (7.4)

Числовой дискретный регулятор давления, обеспечивающий высокую точность поддержания заданного давления, состоит из нескольких соединенных последовательно золотниковых ре­гуляторов, каждый из которых настроен на поддержание свое­го индивидуального значения перепада давлений. В числовой системе, состоящей из пяти регуляторов давления (рис. 7.31), каждый индивидуальный регулятор имеет свой электромагнит­ный управляемый золотник (/—V). Фиксированные перепады давлений, реализуемые в каждом регуляторе, находятся меж­ду собой в соотношении

P1:P2:Ps:Pi:Pb = 1:2:22:2s:2i (7.4а>

Соединяя их в различных последовательностях, можно реализовать 31 вариант давлений в магистрали потребителя Е по сравнению с давлением в напорной магистрали Р.

Очевидно, что если открыты все регуляторы давления, кро­ме первого, то давление в магистрали Е равно Рь если откры­ты все, кроме второго, то давление в магистрали Е равно Рг и т. д. Комбинируя регуляторы в различной последователь­ности, можно реализовать 31 фиксированное значение давле­ний. В системах с контролируемой температурой масла регуля­торы такого типа обеспечивают поддержание заданного дав­ления с точностью 0,5% при числе переключений до отказа, равном около 106.

Клапанные дистрибуторы для числовых систем управления. В последнее время в системах управления литьевых машин получили распространение управляющие элементы, представ­ляющие собой конические клапаны, обозначаемые кодом 2/2, означающим, что каждый элемент может находиться в одном из двух положений (открыто или закрыто) и, соединять или разъединять только две магистрали. Применение таких индиви­дуальных управляющих (логических) элементов позволяет со - здавать гибкие системы с числовым программным управле­нием.

Типичный управляющий клапан типа 2/2 (рис. 7.32) состоит из стакана 2, вставляемого в цилиндрическое гнездо корпуса 1 и удерживаемого в нем крышкой 5. В цилиндрическом от­верстии стакана располагается клапан 3, прижимаемый (пру­жиной 4 к седлу 6. Герметизация неподвижных и подвижных соединений достигается при помощи резиновых уплотнитель - ных колец 7, 8 и 9.

При работе клапана давление жидкости Р3, находящейся в полости Е, и усилие пружины Fs прижимают его к седлу, в то время как давление жидкости в магистралях В (Pz) и A (Pi) стремится открыть клапан. Обозначая результирующую

Силу через X и определяя ее из условий равновесия, получим: Х= РгАг + Р2А2 - PSAS - Fs (7.5)

Если Х<0, то клапан закрыт (см. рис. 7.32); если А'>0, то клапан открыт. Следовательно, достаточно соединить полость Е через магистраль Б со сливом, и клапан немедленно откроет­ся. Напротив, если подать в полость Е избыточное давление, удовлетворяющее условию Х<0, клапан закроется.

Варьируя отношения площадей A\A% и усилие пружины Fs, можно получить широкую гамму управляющих элементов, комбинируя которые удается создавать системы управления, реализующие все необходимые управляющие воздействия.

Принципиальная схема гидропривода машины с числовым управлением (рис. 7.33) состоит из бака 1, насосов высокого 2 и низкого 3 давления, электродвигателя 4, блока предохрани­тельных клапанов 5, числового регулятора расхода 7, числового регулятора давления 11, золотника управления гидроцилинд­ром механизма смыкания 8, золотника управления гидроци­линдром перемещения пластикатора 9 и золотника управления гидроцилиндром осевого перемещения червяка 10.

Гидроцилиндр механизма смыкания 16 соединен с управ­ляющим золотником через магистрали Л и В, на которых установлено четыре управляемых двухходовых клапана 12—15. Если золотник 8 находится в нейтральном положении, то кла­паны 12—15 закрыты; шток 17 цилиндра смыкания неподви-

Жен. Если золотник 8 переместится вправо, подпорная область клапанов 12 и 14 соединится со сливом. При этом клапаны 12 и 14 открываются. Масло из магистрали D начинает поступать через магистраль В в надштоковую полость цилиндра 16, и шток 17 смещается влево, а форма раскрывается. Из надплун - жерной области масло по магистрали А через клапан 12 ели - вается в бак. Если золотник 8 сместится влево, клапаны 12 и 14 закроются, а клапаны 13 и 15 откроются. При этом масло из магистрали D начнет поступать через магистраль А в над^ плунжерную область цилиндра 16, а масло из надштоковой области через магистраль В и клапан 15 будет сливаться в бак. При этом шток 17 движется вправо, и форма закрывается.

Золотник 9 управляет перемещением штока 18 гидроцнлинд­ра 19, связанного с кареткой литьевой головки. Если золотник •переместить влево, шток 18 движется влево, и сопло прижи­мается к литьевой втулке формы. Если золотник 9 переместить вправо, шток 18 также переместится вправо, отводя литьевую головку от формы.

Система управления перемещением поршня 21, соединенно­го с червяком пластикатора, состоит из золотника 10, регуля­тора давления 22, двухходового клапана 23 и золотника управ­ления клапаном 24. На стадии пластикации, когда золотник 10 находится в крайнем правом положении, масло из магист­рали D поступает по трубопроводу Е в надштоковую полость цилиндра 20. При этом масло из надплунжерной полости ци­линдра 20 выдавливается на слив под действием давления рас­плава через регулятор давления 22, поддерживающий заданное давление пластикации. Во время впрыска золотник 10 переме­щается влево. При этом надштоковая полость цилиндра 20 со­единяется со сливом, а в надплунжерную полость масло по­ступает через двухходовой клапан 23, управляемый золотником 24.

Привод червяка пластикатора осуществляется гидромото­ром 25, масло к которому поступает через двухходовой клапан 27, управляемый золотником 26. Регулирование скорости вра­щения гидромотора, как и регулирование скорости впрыска, производится с помощью числового регулятора расхода 7. Ре­гулирование давления впрыска осуществляется при помощи числового регулятора давления 11. Давление в системе управ­ления поддерживается аккумулятором 6.