ГИДРОПРИВОД ПЕРЕДНЕЙ ГОЛОВКИ ПРАВИЛЬНО-РАСТЯЖНОЙ МАШИНЫ
HYDRAULIC DRIVE OF STRAIGHTENING-STRETCHING MACHINE FRONT HEAD

Изобретение относится к области правки изделий из сталей и цветных металлов методом вытягивания, а именно к управляющим устройствам для гидравлических правильно-растяжных машин, и может быть использовано при создании новых и модернизации существующих гидравлических приводов передней (подвижной) головки указанных машин в кузнечно-прессовом машиностроении и в станкостроении.
Известен гидропривод передней головки правильно-растяжной машины, содержащий гидроцилиндр со штоковой и поршневой полостями, выполняющими фукции полостей соответственно рабочего и возвратного хода [1]. В данном гидроприводе штоковая полость гидроцилиндра соединена посредством напорной гидролинии с источником потока рабочей жидкости, а поршневая полость через блок управления - с напорной гидролинией и гидробаком, находящимся под атмосферным давлением. При этом блок управления выполнен в виде нормально закрытых впускного и сливного клапанов, входами сообщенными с поршневой полостью. Полость управления впускного клапана соединена с первой линией первого двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, вторая линия которого соединена с гидробаком, а третья - с напорной гидролинией, с которой через дроссель соединена первая линия второго двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, вторая линия которого соединена с гидробаком, третья - с полостью управления сливного клапана, а четвертая - с поршневой полостью гидроцилиндра через обратный клапан, подключенный своим входом к поршневой полости, соединенной с входом сливного клапана через дроссель.
Если на этапе правки изделия происходит его обрыв, то сила, передающаяся через изделие на заднюю (неподвижную) головку правильно-растяжной машины, внезапно исчезает. Силы же, действующие на переднюю (подвижную) головку машины и ее станину, на которой закреплен корпус гидроцилиндра, исчезают лишь через некоторый промежуток времени, необходимый для расширения упругосжатой в штоковой полости гидроцилиндра жидкости. Под действием этих сил станина машины и передняя головка приходят в движение с большим ускорением в противоположных направлениях.
В результате, работа правильно-растяжной машины с рассматриваемым гидропривода при обрыве изделия (и, соответственно, внезапном исчезновении нагрузки) сопровождается резким рывком ее передней головки, а также станины, что отрицательно сказывается на их долговечности. Повышенные динамические нагрузки, воспринимаемые машиной при обрыве растягиваемого изделия, являются недостатком конструкции рассматриваемого гидропривода.
Другим недостатком рассматриваемого гидропривода является то, что при обрыве изделия не происходит автоматического прекращения подачи рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра, что затягивает продолжительность процесса затухания колебаний станины и передней головки правильно-растяжной машины, вызванных обрывом изделия.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является принятый в качестве прототипа гидропривод передней головки правильно-растяжной машины, содержащий рабочие и возвратные гидроцилиндры, предохранительные клапаны для ограничения максимального давления в рабочих полостях этих гидроцилиндров, гидрораспределители управления рабочими и возвратными гидроцилиндрами, входные каналы которых посредством напорной гидролинии соединены с источником потока рабочей жидкости, двухлинейный двухпозиционный гидрораспределитель разгрузки рабочих гидроцилиндров от давления, клапан наполнения с сервоуправлением по давлению в рабочих полостях возвратных гидроцилиндров, один из двух каналов которого соединен с баком наполнения, а другой - с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, сливную гидролинию, соединенную с баком, находящимся под атмосферным давлением, и два дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя, при этом входной канал первого дополнительного гидрораспределителя соединен с исполнительным каналом гидрораспределителя рабочих гидроцилиндров, а исполнительный канал - с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, входной канал второго дополнительного гидрораспределителя соединен с исполнительным каналом гидрораспределителя возвратных гидроцилиндров, а исполнительный канал - с рабочими полостями возвратных гидроцилиндров, и в исходном положении подпружиненных золотников обоих дополнительных гидрораспределителей входной и исполнительный каналы каждого из них соединены между собой [2].
Входящие в состав данного гидропривода дополнительные гидрораспределители выполнены с механическим управлением и предназначены для обеспечения автоматической остановки передней головки при подходе ее к положению, соответствующему крайнему выдвинутому состоянию плунжеров рабочих гидроцилиндров. При перемещении головки до установленного положения закрепленный на ней копир сначала перемещает золотник второго дополнительного гидрораспределителя в позицию, при которой его входной и исполнительный каналы разобщаются, вследствие чего перекрывается выход жидкости из рабочих полостей возвратных гидроцилиндров через гидрораспределитель этих гидроцилиндров (и сохраняется возможность выхода жидкости из рабочих полостей возвратных гидроцилиндров только через их предохранительный клапан), а затем перемещает золотник первого дополнительного гидрораспределителя в позицию, при которой его входной и исполнительный каналы разобщаются, вследствие чего перекрывается поступление жидкости от источника ее потока в рабочие полости рабочих гидроцилиндров. При таком управлении использование указанных дополнительных гидрораспределителей для остановки передней головки правильно-растяжной машины при обрыве растягиваемого изделия не представляется возможным, поскольку заранее не известно, при каком положении головки произойдет обрыв изделия.
При обрыве изделия в процессе работы правильно-растяжной машины с рассматриваемым гидроприводом ее передняя головка и станина приходят в движение с большим ускорением в противоположных направлениях. Разгон передней головки приводит к существенному увеличению расхода рабочей жидкости, вытесняемой из рабочих полостей возвратных гидроцилиндров, и росту давления в них, максимальное значение которого ограничивается с помощью предохранительного клапана возвратных гидроцилиндров. Указанный клапан защищает возвратные гидроцилиндры от поломки в рассматриваемой ситуации, но поскольку тормозное усилие, создаваемое возвратными гидроцилиндрами, даже при увеличении давления в их рабочих полостях до давления открытия проходного сечения предохранительного клапана незначительно по сравнению с усилием, действующим на переднюю головку со стороны рабочего гидроцилиндра, то оно не оказывает существенного влияния на переходные процессы, протекающие в правильно-растяжной машине после внезапного исчезновения рабочей нагрузки, связанного с обрывом растягиваемого изделия, и передняя головка рывком перемещается до положения, при котором давление в рабочих полостях рабочих гидроцилиндров снижается естественным путем вследствие расширения жидкости из-за увеличения предоставляемого ей объема.
В соответствии с вышесказанным известный гидропривод практически не может предотвратить возникновение высоких динамических нагрузок на металлоконструкции и элементы гидропривода передней головки правильно-растяжной машины при обрыве растягиваемого изделия, что является его недостатком.
Технической задачей, решаемой изобретением, является увеличение срока службы металлоконструкций и элементов гидропривода передней головки правильно-растяжной машины путем уменьшения уровня и продолжительности действия динамических нагрузок, воспринимаемых ими при обрыве изделия, подвергающегося правке растяжением, и, соответственно, при внезапном исчезновении рабочей нагрузки, за счет форсирования процесса снижения давления в полостях рабочих гидроцилиндров.
Другой технической задачей, решаемой изобретением, является обеспечение возможности оптимальной настройки параметров гидропривода, от которых зависят уровень и продолжительность действия динамических нагрузок, воспринимаемых металлоконструкциями и элементами гидропривода передней головки правильно-растяжной машины при обрыве растягиваемого изделия.
Задачей изобретения является также минимизация повышения давления в гидролинии, через которую из рабочих полостей рабочих гидроцилиндров форсировано выпускается сжатая и обладающая большой энергией жидкость при обрыве растягиваемого изделия.
Для решения поставленной задачи в известном гидроприводе передней головки правильно-растяжной машины, содержащем рабочие и возвратные гидроцилиндры, предохранительные клапаны для ограничения максимального давления в рабочих полостях этих гидроцилиндров, гидрораспределители управления рабочими и возвратными гидроцилиндрами, входные каналы которых посредством напорной гидролинии соединены с источником потока рабочей жидкости, двухлинейный двухпозиционный гидрораспределитель разгрузки рабочих гидроцилиндров от давления, клапан наполнения с сервоуправлением по давлению в рабочих полостях возвратных гидроцилиндров, один из двух каналов которого соединен с баком наполнения, а другой - с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, сливную гидролинию, соединенную с баком, находящимся под атмосферным давлением, и два дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя, при этом входной канал первого дополнительного гидрораспределителя соединен с исполнительным каналом гидрораспределителя рабочих гидроцилиндров, а исполнительный канал - с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, входной канал второго дополнительного гидрораспределителя соединен с исполнительным каналом гидрораспределителя возвратных гидроцилиндров, а исполнительный канал - с рабочими полостями возвратных гидроцилиндров, и в исходном положении подпружиненных золотников обоих дополнительных гидрораспределителей входной и исполнительный каналы каждого из них соединены между собой, согласно изобретению первый дополнительный двухпозиционный гидрораспределитель выполнен трехлинейным и его выходной канал соединен с гидролинией низкого давления, при этом в исходной позиции золотника первого дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя его выходной канал заперт, во второй позиции золотника исполнительный и выходной каналы соединены, а входной канал заперт, оба дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя выполнены с гидравлическим управлением, их пружинные полости управления соединены между собой и с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, а противоположные полости управления также соединены между собой и с упругой емкостью, выходным каналом обратного клапана, входной канал которого соединен с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, и входным каналом гидрораспределителя разгрузки, выходной канал которого соединен с выходным каналом первого дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя.
В частных случаях исполнения гидропривод передней головки правильно-растяжной машины характеризуется следующими отличительными признаками.
Согласно изобретению упругая емкость выполнена с настраиваемым коэффициентом упругости.
Согласно изобретению первый и второй дополнительные двухпозиционные гидрораспределители выполнены с регулируемым усилием предварительного поджатия пружины.
Согласно изобретению параллельно обратному клапану установлен регулируемый дроссель.
Согласно изобретению к выходному каналу первого дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя подсоединена жидкостная полость компенсатора давления.
Согласно изобретению гидролиния низкого давления соединена с баком наполнения.
Согласно изобретению гидролиния низкого давления соединена со сливной гидролинией.
Совокупность признаков предлагаемого гидропривода, состоящая в том, что: первый дополнительный двухпозиционный гидрораспределитель выполнен трехлинейным и его выходной канал соединен с гидролинией низкого давления, при этом в исходной позиции золотника первого дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя его выходной канал заперт, во второй позиции золотника исполнительный и выходной каналы соединены, а входной канал заперт, оба дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя выполнены с гидравлическим управлением, их пружинные полости управления соединены между собой и с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, а противоположные полости управления также соединены между собой и с упругой емкостью, выходным каналом обратного клапана, входной канал которого соединен с рабочими полостями рабочих гидроцилиндров, и входным каналом гидрораспределителя разгрузки, выходной канал которого соединен с выходным каналом первого дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя, - позволяет форсировать процесс снижения давления в полостях рабочих гидроцилиндров передней головки правильно-растяжной машины при обрыве изделия, подвергающегося правке растяжением, и благодаря этому уменьшить динамические нагрузки на металлоконструкции и элементы гидропривода передней головки машины и, соответственно, при прочих равных условиях увеличить срок их службы.
Выполнение упругой емкости с настраиваемым коэффициентом упругости, а первого и второго дополнительных двухпозиционных гидрораспределителей с регулируемым усилием предварительного поджатая пружины обеспечивает возможность оптимальной настройки времени и надежности срабатывания дополнительных двухпозиционных гидрораспределителей при обрыве изделия.
Установка параллельно обратному клапану регулируемого дросселя позволяет исключить ложные срабатывания дополнительных двухпозиционных гидрораспределителей при низкочастотных колебаниях давления в рабочих полостях рабочих гидроцилиндров.
Подсоединение к выходному каналу первого дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя жидкостной полости компенсатора давления минимизирует повышение давления (предотвращает гидравлический удар) в гидролинии низкого давления, через которую из рабочих полостей рабочих гидроцилиндров форсировано выпускается сжатая и обладающая большой энергией жидкость при обрыве растягиваемого изделия.
При соединении гидролинии низкого давления с баком наполнения гидропривод имеет наиболее простой алгоритм управления.
Соединение гидролинии низкого давления со сливной гидролинией способствует при прочих равных условиях наибольшей интенсивности разгрузки рабочих гидроцилиндров от давления при обрыве изделия.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - принципиальная гидравлическая схема гидропривода передней головки правильно-растяжной машины при соединении гидролинии низкого давления со сливной гидролинией; фиг.2 - принципиальная гидравлическая схема гидропривода передней головки правильно-растяжной машины при соединении гидролинии низкого давления с баком наполнения.
Гидропривод передней головки правильно-растяжной машины содержит рабочие 1, 2 и возвратные 3, 4 гидроцилиндры, плунжеры которых соединены с передней (подвижной) головкой 5 машины.
Рабочие полости рабочих гидроцилиндров 1, 2 соединены между собой и с входным (напорным) каналом предохранительного клапана 6, выходной канал которого соединен со сливом; с одним из двух каналов клапана наполнения 7, другой канал которого соединен с баком наполнения 8; с исполнительным каналом и пружинной полостью управления первого дополнительного трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя 9, выполненного с гидравлическим управлением, и с входным каналом обратного клапана 10, выходной канал которого в свою очередь соединен с упругой емкостью 11, с входным каналом двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя разгрузки 12 и с полостью управления гидрораспределителя 9, противоположной его пружинной полости управления.
Параллельно обратному клапану 10 установлен регулируемый дроссель 13.
Для автоматического дистанционного контроля величины давления в рабочих полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 к ним присоединен датчик давления 14. Датчик давления 14 входит в состав системы управления правильно-растяжной машины (на чертежах система управления правильно-растяжной машины не показана).
Упругая емкость 11 (в качестве которой может использоваться, например, пневмогидравлический и пружинный аккумуляторы) выполнена с настраиваемым коэффициентом упругости. В случае использования в качестве упругой емкости 11 пневмогидравлического аккумулятора изменение коэффициента упругости осуществляется путем изменения давления зарядки аккумулятора газом.
Входной канал дополнительного гидрораспределителя 9 соединен с исполнительным каналом гидрораспределителя 15 управления рабочими гидроцилиндрами 1, 2, а его выходной канал соединен с гидролинией 16 низкого давления.
С выходным каналом дополнительного гидрораспределителя 9 также соединены выходной канал гидрораспределителя разгрузки 12 и жидкостная полость компенсатора давления 17. В качестве компенсатора давления 17 может использоваться пневмогидравлический аккумулятор.
По одному из вариантов исполнения гидропривода передней головки 5 правильно-растяжной машины гидролиния 16 низкого давления соединена со сливной гидролинией 18, соединенной в свою очередь с баком 19, находящимся под атмосферным давлением (см. фиг.1), по другому варианту исполнения гидропривода - с баком наполнения 8 (см. фиг.2).
В исходной позиции золотника дополнительного гидрораспределителя 9, которое он занимает под действием пружины, входной и исполнительный каналы данного гидрораспределителя соединены между собой, а его выходной канал заперт, во второй позиции золотника - исполнительный и выходной каналы соединены, а входной канал заперт.
В исходной позиции золотника гидрораспределителя разгрузки 12, которое он занимает под действием пружины, входной и выходной каналы данного гидрораспределителя заперты, а во второй позиции золотника - соединены между собой.
Рабочие полости возвратных гидроцилиндров 3, 4 соединены между собой и с входным (напорным) каналом предохранительного клапана 20, выходной канал которого соединен со сливом; с полостью управления клапана наполнения 7 и с исполнительным каналом второго дополнительного двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя 21, выполненного с гидравлическим управлением.
Входной канал дополнительного гидрораспределителя 21 соединен с исполнительным каналом гидрораспределителя 22 управления возвратными гидроцилиндрами 3, 4.
Пружинная и противоположная ей полости управления дополнительного гидрораспределителя 21 соединены с одноименными полостями управления дополнительного гидрораспределителя 9.
Гидрораспределители 9 и 21 выполнены с регулируемым усилием предварительного поджатая пружины.
В исходной позиции золотника дополнительного гидрораспределителя 21, которое он занимает под действием пружины, входной и исполнительный каналы данного гидрораспределителя соединены между собой, а во второй позиции золотника - заперты.
На чертежах гидрораспределители 15 и 22 показаны как трехлинейные, трехпозиционные. При этом их входные (напорные) каналы соединены между собой и посредством напорной гидролинии 23 - с источником 24 потока рабочей жидкости (например, с насосной установкой, укомплектованной насосами с изменяемой подачей), а их выходные каналы соединены между собой и с баком наполнения 8.
Поскольку в составе гидропривода имеются гидрораспределитель 12 разгрузки рабочих полостей рабочих гидроцилиндров 1, 2 от высокого давления и клапан наполнения 7, то гидрораспределитель 15 может быть выполнен двухлинейным и двухпозицинным (без выходного канала) с запертыми в исходном состоянии и соединенными во второй позиции входным и исполнительным каналами. Возможен также вариант соединения выходного канала гидрораспределителя 22 не с баком наполнения 8, а со сливной гидролинией 18.
Гидрораспределители 15, 22 и 12 выполнены с электрогидравлическим управлением и с независимыми напорной и сливной гидролиниями управления (гидравлический источник питания для напорной гидролинии управления гидрораспределителей на чертежах не показан). В общем случае управление гидрораспределителями 15, 22 и 12 может быть иным (например, чисто электрическим).
В исходном (нейтральном) положении золотника выходного каскада гидрораспределителей 15, 22 все их каналы заперты. При одном из крайних положений указанного золотника входной и исполнительный каналы соответствующего гидрораспределителя соединены между собой, а его выходной канал заперт, при другой крайней позиции золотника входной канал гидрораспределителя заперт, а его исполнительный и выходной каналы соединены между собой.
Гидропривод передней головки правильно-растяжной машины работает следующим образом.
В исходном остановленном положении передней головки 5 правильно-растяжной машины электромагниты управления гидрораспределителя 22 обесточены, вследствие чего золотник выходного каскада указанного гидрораспределителя находится в нейтральной позиции, в которой все его каналы заперты (и, соответственно, рабочие полости возвратных гидроцилиндров 3, 4 отделены и от напорной гидролинии 23, и от бака наполнения 8). Золотники дополнительных гидрораспределителей 9, 21 под действием соответствующих пружин находятся в их исходной позиции, поскольку значения давления в их полостях управления на предыдущем этапе работы гидропривода были выровнены и являются практически одинаковыми. Правый (по чертежу) электромагнит гидрораспределелителя 15 находится под напряжением, благодаря чему обеспечивается сообщение рабочих полостей рабочих гидроцилиндров 1, 2 с баком наполнения 8. Если гидропривод имеет исполнение, при котором линия низкого давления 16 соединена с баком наполнения 8 (см. фиг.2), то электромагнит гидрораспределителя разгрузки 12 может быть как обесточен, так и находится под напряжением. Если же исполнение гидропривода таково, что линия низкого давления 16 соединена со сливной гидролинией 18 (см. фиг.1), то электромагнит гидрораспределителя 12 обесточен и, соответственно, проходное сечение данного гидрораспределителя перекрыто для исключения перетечек рабочей жидкости из бака наполнения 8 в бак 19, находящийся под атмосферным давлением.
Для перемещения передней головки 5 в направлении изделия, подлежащего правке растяжением (на чертеже изделие не показано), подается управляющий электрический сигнал на левый (по чертежу) электромагнит гидрораспределителя 22, вследствие чего золотник выходного каскада указанного гидрораспределителя перемещается в рабочую позицию, в которой исполнительный канал последнего соединяется с его входным каналом (и, соответственно, рабочие полости возвратных гидроцилиндров 3, 4 соединяются с напорной гидролинией 23). При этом подача рабочей жидкости на выходе источника потока 24 устанавливается на уровне, необходимом для обеспечения заданной скорости движения передней головки 5 на этапе ее подвода к изделию. Давление в рабочих полостях гидроцилиндров 3, 4 повышается, что приводит к принудительному открытию проходного сечения клапана наполнения 7, полость управления которого соединена с полостями указанных гидроцилиндров. Под действием силы давления, действующей на головку 5 со стороны возвратных гидроцилиндров 3, 4, последняя приходит в движение с заданной скоростью. При этом рабочая жидкость в рабочие полости возвратных гидроцилиндров 3, 4 поступает от источника потока 24 через открытые рабочие окна гидрораспределителей 22 и 21, а из рабочих полостей рабочих гидроцилиндров 1, 2 вытесняется в бак наполнения 8 через открытое проходное сечение клапана наполнения 7 и в меньшей степени через открытые рабочие окна гидрораспределителей 9 и 15.
Для остановки головки 5 в том или ином положении при выполнении ею рассматриваемого движения (в частности, в положении зажима конца изделия) достаточно обесточить левый электромагнит гидрораспределителя 22, в результате чего золотник выходного каскада последнего перемещается в свою нейтральную позицию, при которой все каналы гидрораспределителя 22 являются запертыми.
Процесс растяжения начинается после зажима концов подлежащего правке изделия в передней 5 и задней головках правильно-растяжной машины (задняя головка, изделие и механизмы зажима его концов на чертежах не показаны).
Вначале производится удаление провисания и первоначальное натяжение изделия путем перемещения передней головки 5 в направлении от задней головки в режиме холостого хода. Для этого подается управляющий электрический сигнал на правый (по чертежу) электромагнит гидрораспределителя 22, вследствие чего золотник выходного каскада указанного гидрораспределителя перемещается в рабочую позицию, в которой исполнительный канал последнего соединяется с его выходным каналом (и, соответственно, рабочие полости возвратных гидроцилиндров 3, 4 соединяются с баком наполнения 8). При этом перемещение головки 5 происходит под воздействием рабочей жидкости, поступающей в рабочие полости рабочих гидроцилиндров 1, 2 (эффективные площади плунжеров которых намного больше эффективных площадей плунжеров возвратных гидроцилиндров 3, 4) из бака наполнения 8 через клапан наполнения 7, который в данной ситуации работает как обычный обратный клапан, и в меньшей степени через открытые рабочие окна гидрораспределителей 15 и 9. Рабочая жидкость из рабочих полостей возвратных гидроцилиндров 3, 4 вытесняется в бак наполнения 8 через открытые рабочие окна гидрораспределителей 21 и 22.
После удаления провисания изделия правый (по чертежу) электромагнит гидрораспределителя 15 и электромагнит гидрораспределителя разгрузки 12 (если он до этого находился под напряжением) обесточиваются и подается напряжение на левый электромагнит гидрораспределителя 15. Проходное сечение гидрораспределителя разгрузки 12 при этом является закрытым, а золотник выходного каскада гидрораспределителя 15 перемещается в рабочую позицию, в которой исполнительный канал последнего соединяется с его входным каналом (и, соответственно, рабочие полости рабочих гидроцилиндров 1, 2 соединяются с напорной гидролинией 23). При этом подача рабочей жидкости на выходе источника потока 24 устанавливается на уровне, необходимом для обеспечения заданной скорости движения передней головки 5 в процессе растяжения изделия (в процессе рабочего хода правильно-растяжной машины). Под действием силы давления, действующей на головку 5 со стороны рабочих гидроцилиндров 1, 2, последняя приходит в движение с заданной скоростью рабочего хода. В данном случае рабочая жидкость в рабочие полости рабочих гидроцилиндров 1, 2 поступает от источника потока 24 через открытые рабочие окна гидрораспределителей 15 и 9, а из рабочих полостей возвратных гидроцилиндров 3, 4 вытесняется в бак наполнения 8 через открытые рабочие окна гидрораспределителей 21 и 22.
По мере увеличения степени растяжения подвергающегося правке изделия давление жидкости в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 увеличивается. Синхронно с этим увеличением давления происходит и увеличение давления жидкости в упругой емкости 11 за счет поступления в нее жидкости через обратный клапан 10 (и в незначительном количестве через регулируемый дроссель 13). В результате этого не возникает разности давлений в полостях управления дополнительных гидрораспределителей 9 и 21, которая могла бы повлечь за собой изменение положения их золотников, и эти золотники под действием соответствующих пружин сохраняют свое исходное положение.
Максимальное значение давления в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 ограничивается с помощью предохранительного клапана 6, давление настройки которого назначается из условия минимизации вероятности обрыва изделия при обеспечении необходимой степени его растяжения в процессе правки.
После окончания процесса правки изделия левый электромагнит гидрораспределителя 15 и правый электромагнит гидрораспределителя 22 обесточиваются и подается управляющий электрический сигнал на электромагнит гидрораспределителя разгрузки 12. В результате золотники выходных каскадов гидрораспределителей 15, 22 возвращаются в нейтральную позицию, при которой все их каналы являются запертыми, а золотник двухпозиционного гидрораспределителя 12 перемещается в позицию, при которой его каналы соединяются.
Жидкость из рабочих полостей рабочих гидроцилиндров 1, 2 через обратный клапан 12 (и в некоторой степени через установленный параллельно ему дроссель 13) перетекает на вход гидрораспределителя 12 и далее совместно с жидкостью из упругой полости 11 через открытое проходное сечение гидрораспределителя разгрузки 12 поступает в гидролинию низкого давления 16, а далее в зависимости от исполнения гидропривода: через сливную гидролинию 18 в бак 19 (см. фиг.1) или в бак наполнения 8 (см. фиг.2). В результате происходит разгрузка полостей рабочих гидроцилиндров 1, 2 от высокого давления, которое было в них по окончании рабочего хода.
После снижения давления в рабочих полостях гидроцилиндров 1, 2 до установленного значения, при котором возможность возникновения гидравлического удара в гидролинии между гидрораспределителем 15 и баком наполнения 8 практически отсутствует, на основании сигнала датчика давления 14 подается управляющий электрический сигнал на правый электромагнит гидрораспределителя 15. Вследствие этого золотник выходного каскада гидрораспределителя 15 перемещается в рабочую позицию, в которой его исполнительный канал соединяется с выходным каналом (и, соответственно, рабочие полости гидроцилиндров 1, 2 соединяются с баком наполнения 8), благодаря чему процесс разгрузки полостей гидроцилиндров 1, 2 от повышенного давления интенсифицируется.
Следует отметить, что при соединении гидролинии 16 с баком наполнения 8 и наличии в гидроприводе компенсатора давления 17 (см. фиг.2) напряжение на правый электромагнит гидрораспределителя 15 может быть подано при более высоком давлении в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2, чем в случае исполнения гидропривода с соединением гидролинии 16 со сливной гидролинией 18 (см. фиг.1), что приводит к сокращению продолжительности разгрузки гидроцилиндров 1, 2 от давления. Это связано с тем, что при соединении гидролинии 16 с баком наполнения 8 компенсатор давления 17 оказывается присоединенным как к выходным каналам гидрораспределителей 9, 12, так и к выходному каналу гидрораспределителя 15, вследствие чего функциональные возможности компенсатора давления 17 по предотвращению гидроударов расширяются.
Если гидролиния 16 соединена со сливной гидролинией 18 (см. фиг.1), то после понижения давления в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 до значения, близкого к величине давления в баке наполнения 8, на основании сигнала датчика давления 14 электромагнит гидрораспределителя 12 обесточивается и проходное сечение данного гидрораспределителя перекрывается (для исключения перетечек рабочей жидкости из бака наполнения 8 в бак 19, находящийся под атмосферным давлением).
Если во время рабочего хода происходит обрыв изделия, то уже в момент, предшествующий непосредственно обрыву изделия, сопротивление последнего растяжению начинает резко уменьшаться при снижении давления в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2, которое становится меньше давления в упругой камере 11, вследствие чего проходное сечение обратного клапана 10 закрывается. Далее давление в упругой камере 11 при соответствующем выборе ее параметров (даже несмотря на незначительные перетечки через регулируемый дроссель 13) остается приблизительно равным давлению в полостях гидроцилиндров 1, 2, имевшему место перед началом обрыва изделия, а давление в полостях гидроцилиндров 1, 2 вследствие продолжающегося ускоренного выдвижения их плунжеров, связанного с внезапным исчезновением нагрузки, уменьшается.
В результате этого разность давлений в полостях управления дополнительных гидрораспределителей 9, 21 и, соответственно, силы давления, действующие на их золотники в направлении пружинной полости, увеличиваются, что в конечном итоге приводит к быстрому перемещению золотников указанных гидрораспределителей во вторую позицию.
При этом исполнительный канал гидрораспределителя 9 разобщается с его входным каналом и соединяется с выходным каналом и, соответственно, полости рабочих гидроцилиндров 1, 2 разобщаются с напорной гидролинией 23 и соединяются с жидкостной полостью компенсатора давления 17 и с гидролинией низкого давления 16, которая по одному из вариантов исполнения гидропривода соединена со сливной гидролинией 18 (см. фиг.1), а по другому - с баком наполнения 8 (см. фиг.2).
В результате перетекания жидкости из рабочих полостей гидроцилиндров 1, 2 в жидкостную полость компенсатора давления 17 и далее или в бак 19 (см. фиг.1) или в бак 8 (см. фиг.2) происходит интенсивное снижение давления в полостях гидроцилиндров 1, 2. Причем в случае соединения жидкостной полости компенсатора давления 17 посредством гидролинии 16 со сливной гидролинией 18 процесс разгрузки рабочих гидроцилиндров 1, 2 от давления при прочих равных условиях протекает более интенсивно, поскольку в баке 19, находящемся под атмосферным давлением, давление ниже, чем в баке наполнения 8.
В процессе снижения давления в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 силы давления, действующие на золотники гидрораспределителей 9, 21 в направлении их пружинной полости, постоянно увеличиваются, благодаря чему обеспечивается надежное удержание указанных золотников во второй позиции.
Во второй позиции золотника дополнительного двухпозиционного двухлинейного гидрораспределителя 21 связь между его каналами разобщается и, соответственно, перекрывается связь полостей возвратных гидроцилиндров 3, 4 с баком наполнения 8. При продолжении выдвижения плунжеров рабочих гидроцилиндров 1, 2 это влечет за собой увеличение давления в полостях возвратных гидроцилиндров 3, 4, максимальное значение которого ограничивается посредством предохранительного клапана 20. С ростом давления в полостях возвратных гидроцилиндров 3, 4 увеличивается сила сопротивления, которую эти гидроцилиндры указывают перемещению передней головки 5 правильно-растяжной машины, что способствует снижению давления в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 за счет вытекания из них сжатой жидкости через открытое рабочее окно гидрораспределителя 9, а не за счет расширения жидкости, связанного с перемещением плунжеров гидроцилиндров 1, 2 и, соответственно, передней головки 5.
Интенсивное снижение давления в рабочих полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 сразу после обрыва изделия (и, соответственно, внезапного исчезновения рабочей нагрузки), а также прекращение свободного вытеснения рабочей жидкости из рабочих полостей возвратных гидроцилиндров 3, 4 уменьшает уровень и время действия динамических нагрузок на металлоконструкции и элементы гидропривода передней головки 5 правильно-растяжной машины, что способствует увеличению срока их службы.
После обрыва изделия левый электромагнит гидрораспределителя 15 и правый электромагнит гидрораспределителя 22 обесточиваются, в результате чего золотники выходных каскадов указанных гидрораспределителей возвращаются в нейтральную позицию, при которой все их каналы являются запертыми.
После понижения давления в полостях рабочих гидроцилиндров 1, 2 до значения, близкого к величине давления в баке наполнения 8, на основании сигнала датчика давления 14 подается управляющий электрический сигнал на электромагнит гидрораспределителя 12. Проходное сечение последнего открывается, и давление в упругой камере 11 и в соединенных с ней полостях управления гидрораспределителей 9, 21 снижается до уровня давления в их пружинных полостях управления, вследствие чего золотники гидрораспределителей 9, 21 под действием соответствующих пружин возвращаются в их исходное положение.
Если гидропривод имеет исполнение, при котором гидролиния 16 соединена со сливной гидролинией 18 (см. фиг.1), то далее электромагнит гидрораспределителя 12 обесточивается, в результате чего его проходное сечение закрывается.
Затем на правый электромагнит гидрораспределителя 15 подается управляющее напряжение, вследствие чего полости рабочих гидроцилиндров соединяются с баком наполнения 8, и гидропривод передней головки правильно-растяжной машины оказывается в исходном состоянии для продолжения работы.
Как следует из вышеприведенного описания устройства и работы, предлагаемый гидропривод передней головки правильно-растяжной машины обеспечивает форсирование процесса снижения давления в полостях рабочих гидроцилиндров машины сразу после обрыва изделия (и, соответственно, внезапного исчезновения рабочей нагрузки), а также прекращение свободного вытеснения рабочей жидкости из рабочих полостей возвратных гидроцилиндров и благодаря этому позволяет уменьшить динамические нагрузки на металлоконструкции и элементы гидропривода передней головки, что при прочих равных условиях способствует увеличению срока их службы.
Литература
1. Гидропривод правильно-растяжной машины. Патент на изобретение SU №1807249. МПК F15B 11/02, B21D 3/12. Заявлено 31.03.1989. Опубликовано 07.04.1993.
2. Правильно-растяжная машина 1500 тонн. Схема гидроуправления передней головки. Чертеж 4649.68.00. УралМашЗавод, конструкторский отдел. 1963.