SU779094A1 - Apparatus for automatic control of vibrated moulding platform operating duty - Google Patents

Description

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих элементы сборного железобетона, в частности при формовании высоких из-5 делий из жестких бетонных смесей, а также при изготовлении ячеистобетонных изделий из высоковязких смесей с применением вибрационных и ударновибрационных воздействий на стадии. Ю формования и т.д.The invention relates to the construction industry and can be used in enterprises manufacturing precast concrete elements, in particular in the molding of high-5 grades from hard concrete mixtures, as well as in the manufacture of cellular concrete products from highly viscous mixtures using vibration and shock-vibration effects at the stage. Yu molding, etc.

Известно устройство для автоматического управления режимом работы вибрационных формующих площадок, содержащее датчик высоты подъема смеси в 15 форме, усилители и исполнительные механизмы изменения амплитуды и частоты вибрационных воздействий га.A device for automatically controlling the operating mode of the vibratory forming pads, comprising a mixture height sensor in the form 15, amplifiers and actuators for changing the amplitude and frequency of the vibration effects of ha.

Недостатком этого устройства является то, что принцип его действия 20 основан на непосредственном измерении вязкости смеси и высоты подъема массы и формировании управляющего сигнала, пропорционального скорости подъема массы. 25The disadvantage of this device is that the principle of its action 20 is based on the direct measurement of the viscosity of the mixture and the height of the mass rise and the formation of a control signal proportional to the speed of the mass rise. 25

Известно и другое устройство для автоматического управления режимом работы вибрационных формующих площадок, содержащее датчик момента удара, распределитель, кинематически 4£>There is another device for automatically controlling the operating mode of the vibratory forming pads, containing a shock moment sensor, distributor, kinematically 4 £>

связанный с валом возбудителя колебаний, блок формирования и блок питания силового электродвигателя, причем датчик момента удара соединен с одним из входов блока формирования, другой вход которого соединен с распределителем, а выход блока формирования подключен ко входу блока питания силового электродвигателя £2}. Недостатком этого устройства яв-. ляется то, что.по его принципу действия в системе вибровозбудитель-формабетонная смесь посредством изменения скорости вращения вала возбудителя колебаний на ходу автоматически настраивается на режим взаимодействия с наибольшей для данных условий ударной скоростью лишь колебательная система вибратор-форма. При этом, « особенно при применении ударно-вибрационных площадок со свободным прижатием формы пружинами, через упругие прокладки к дебалансному возбудителю колебаний, поддерживаемая для обеспечения требуемого режима работы частота ударно-вибрационных воздействий вибратора на форму в большинстве случаев не совпадает с собственной частотой бетонной смеси, в связи с чем не обеспечивается резонансный , режим в колебательной системе форма.бетоиная смесь. Кроме того, этим устройством интенсивность воздействия в процессе Формования вообще не регулируется .coupled to the shaft of the exciter, the forming unit and the power supply unit of the power electric motor, the impact torque sensor is connected to one of the inputs of the forming unit, the other input of which is connected to the distributor, and the output of the forming unit is connected to the input of the power supply unit of the electric motor £ 2}. The disadvantage of this device is. According to its principle of operation in the vibration exciter-form-concrete mixture system, by changing the rotational speed of the exciter shaft on the go, it is automatically set to the interaction mode with the highest shock speed for these conditions, only the vibrator-form oscillatory system. Moreover, “especially when using shock-vibration pads with free compression of the mold by springs, through elastic gaskets to an unbalanced vibration exciter, the frequency of shock-vibration effects of the vibrator on the mold, which is maintained in order to ensure the required operating mode, in most cases does not coincide with the natural frequency of the concrete mix, in this connection, the resonant mode in the oscillatory system is not provided. beton mix. In addition, with this device, the intensity of the impact during the Forming process is not regulated at all.

Цель изобретения - повышение точности управления.The purpose of the invention is to improve the accuracy of control.

Эта цель достигается тем, что устройство для автоматического управления режимом работы вибрационных Формующих площадок, содержащее датчик “момента удара, распределитель, кинематически связанный с валом возбудителя колебаний, блок формирования и блок питания силового электродвигателя, ν причем датчик момента удара соединен _с одним из входов блока Формирования, другой вход которого соединен с распределителем, а выход блока формирования подключен ко входу блока питания силового электродвигателя, снабжено датчиками высоты и веса, задатчиками частоты и амплитуды, двумя преобразователями, двумя элементами сравненйя, Двумя блоками'управления, исполнительным механизмом прижатия формы, ' исполнительным механизмом изменения величины момента эксцентриков, датником силы прижатия и датчиком момен......та эксцентриков, причем датчик высоты подключен к одним входам задатчиков частотый амплитуды, к другим входам которых подключей датчик веса, выход задатчика частоты соединён с . Одним из входов первого преобразователя и с одним из входов второго преобразователя, выход которого .подключен к одному из входов первого элемента сравнения, другой вход которого соединен с датчиком силы прижатия, выход первого элемента сравнения соединен через первый блок управления с исполнительным механизмом прижатия Формы, выход задатчика амплитуды соединен с другим входом первого преобразователя, выход которого подключен к одному из входов второго элё' ’ментасравнения, другой вход которогосоединен с датчиком момента экс’ цен^риков, а выход второго элемента сравнения через’ второй блок управления подключен к исполнительному ме ханизму изменения величины эксцентриков .This goal is achieved by the fact that a device for automatically controlling the operating mode of the vibratory Forming pads, comprising a “moment of shock” sensor, a distributor kinematically connected to the shaft of the vibration exciter, a forming unit and a power motor power supply unit, ν wherein the moment of impact sensor is connected _ to one of the inputs of the block Formation, the other input of which is connected to the distributor, and the output of the forming unit is connected to the input of the power unit of the power electric motor, equipped with height and weight sensors, frequency and amplitude sensors, two converters, two comparison elements, two control units, an actuator for clamping the mold, an actuator for changing the magnitude of the moment of the eccentrics, a pressure sensor for the force and the moment sensor ...... of the eccentrics, and the height sensor is connected to one of the inputs of the master frequency amplitude, to the other inputs of which we connect the weight sensor, the output of the frequency master is connected to. One of the inputs of the first transducer and with one of the inputs of the second transducer, the output of which is connected to one of the inputs of the first comparison element, the other input of which is connected to the pressure force sensor, the output of the first comparison element is connected via the first control unit to the Form pressing mechanism, output the amplitude setter is connected to another input of the first converter, the output of which is connected to one of the inputs of the second electronic comparison circuit, the other input of which is connected to the torque sensor ex s, and the output of the second comparison element via 'second control unit connected to the actuator of the mechanism of change of the eccentrics.

j На чертеже схематически показано '~^!~^Гфедаагаёмюе'‘устр0^'^0'7 ^- Устройство содержит форму 1 для формирования Изделий; бетонную ^смесь 2; датчик 3 высоты; датчик 4 веса; задатчик 5 частоты/ который включает в себя преобразователи 6, ключи 7, компараторы 8 и сумматор 9; преобразователь 10, элемент 11 сравнения, блок 12 управления, исполнительный механизм.13 прижатия формы, пружину 14, датчик 15 силы прижатия, задатчик 16 амплитуды, преобразователь 17, элемент 18 сравнения, блок 19 ” управления, упругие элементы 20, рас-45 to пределитель 21, вал 22 возбудителя колебаний, датчик 23 момента эксцентриков 24, вибровозбудитель 25, датчик 26 момента удара, исполнительный .механизм 27 изменения величины эксцентриков, блок 28 формирования, блок 29 питания силового электродвигателяj The diagram shows' ~ ^! ~ ^ Gfedaagayemue``device0 ^ '^ 0'7 ^- The device contains form 1 for the formation of Products; concrete ^ mix 2; height sensor 3; weight sensor 4; frequency adjuster 5 / which includes converters 6, keys 7, comparators 8 and adder 9; transducer 10, comparison element 11, control unit 12, actuator. 13 form pressing, spring 14, pressure force sensor 15, amplitude adjuster 16, transducer 17, comparison element 18, control unit 19, elastic elements 20, ras-45 to limiter 21, shaft 22 of the exciter of vibrations, sensor 23 of the moment of eccentrics 24, vibration exciter 25, sensor 26 of the moment of impact, actuator. mechanism 27 of changing the magnitude of the eccentrics, block 28 formation, power supply unit 29 of the power motor

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для применяемой бетонной смеси 2 предварительно строится зависимость между величиной оптимальной (расчетной) частоты воздействий иэ_ои весом G уплотняемой массы бетонной смеси при различных степенях уплотнения, которые характеризуются высотой Н, занимаемой этой смесью в форме 1. Данная зависимость f (H,G) закладывается в основу работы задатчика 5 оптимальной частоты ударно-вибрационных воздействий, который формирует на своем выходе управляющий сигнал частоты 10_ос учетом высоты Ή столба бетонной смеси в форме и его степени уплотнения на основе информационных сигналов, поступающих от датчиков высоты 3 и веса 4 уплотняемой массы бетона.For the concrete mixture 2 used, a dependence is preliminarily constructed between the optimal (calculated) frequency of impacts IE _o and the weight G of the concrete mixture being compacted at different degrees of compaction, which are characterized by the height H occupied by this mixture in form 1. This dependence f (H, G) lays the foundation for the operation of the adjuster 5 of the optimal frequency of shock-vibration effects, which generates at its output a control signal of a frequency of 10 _о taking into account the height Ή of the concrete column in the form and its degree of compaction on newer information signals from sensors of height 3 and weight 4 of the compacted concrete mass.

Задатчик 5 оптимальной частоты может быть выполнен, например, в виде блока функциональных преобразователей с управляемыми компараторами, предназначенного для реализации кусочно-линейной аппроксимации функций двух переменных, устанавливающих вза-: имосвязь .между высотой Н и весом G столба бетонной смеси и оптимальной при этом для бетона частотой уплотнения 1л>о .The optimal frequency adjuster 5 can be made, for example, in the form of a block of functional converters with controlled comparators, designed to implement a piecewise-linear approximation of the functions of two variables, establishing the relationship: between the height H and the weight G of the concrete column and the optimum for concrete with a compaction frequency of 1 l> o.

Блок состоит из N функциональных преобразователей 6, поэволяющ'их воспроизводить зависимость u?₀N =f(H,G_N) для фиксированныхдискретных значений параметра G^, и ключей 7, управляемых компараторами 8. С помощью N аналоговых компараторов 8 осуществляется дискретизация входного параметра G согласно с выбором исходного (порогового) смещения. При этом компараторы 8 срабатывают при G = G^ , G^,...G_K, G_N и включают n-ый ключ 7 при условии, когда G_K < G < G_k+4 . Через замкнутый ключ 7 на сумматор 9 от соответствующег.о функционального преобразователя 6 постугает Функция Ц>_к = = f (H,G_K).The block consists of N functional converters 6, allowing to reproduce the dependence u? ₀ N = f (H, G _N ) for fixed discrete values of the parameter G ^, and keys 7 controlled by comparators 8. Using N analog comparators 8, the input parameter G is discretized according to the choice of the initial (threshold) bias. In this case, the comparators 8 are triggered for G = G ^, G ^, ... G _K , G _N and include the nth key 7, provided that G _K <G <G _{k +} 4. Through the closed key 7 to the adder 9 from the corresponding functional converter 6, the function Ts> _k = f (H, G _K ) is thrown.

Функциональный преобразователь 6, входящий в задатчик 5, может быть собран, например, по схеме с последовательными диодными ячейками и с одним суммирующим операционным усилителем.Functional Converter 6, which is included in the setter 5, can be assembled, for example, according to the scheme with sequential diode cells and with one summing operational amplifier.

Функциональный преобразователь 10 предназначен для дальнейшего преобразования величины оптимальной частоты в эталонный сигнал величины силы F прижатия формы, обеспечивающей достижение равенства собственной частоты Щф формы с бетонной смесью с оптимальной частотой для уплотнения (Юф = . Он может быть выполнен аналогично функциональным преобразователям 6 с целью реализации заранее установленной зависимости F = (Шо ,. G_n) . Этот преобразователь' формирует на своем выходе сигнал F на основе учета сигналов, поступающих с датчика 4 веса и с задатчика 5) Эталонный сигнал F с функционального преобразователя 10 и сигнал фактической силы прижатия формы от датчика 15 силы прижатия сравниваются в элементе 11 сравнения,на выходе которого в результате формируется сигнал Д F (характеризующий величину и знак отклонения регулируемого параметра) , поступающий на вход блока 12 управления, управляющего исполнительным механизмом 13 изменения силы прижатия формы пружиной 14.The functional converter 10 is designed to further convert the optimum frequency value into a reference signal of the form pressing force F, which ensures the equality of the natural frequency of the UF form with the concrete mixture with the optimal frequency for compaction (UF =. It can be performed similarly to functional converters 6 with the aim of implementing it in advance established dependence F = (Шо,. G _n ). This converter 'generates at its output a signal F based on taking into account the signals coming from the weight sensor 4 and from the setpoint 5) The reference signal F from the functional transducer 10 and the signal of the actual pressing force of the form from the sensor 15 of the pressing force are compared in the comparison element 11, the output of which results in the formation of the signal D F (characterizing the magnitude and sign of the deviation of the adjustable parameter) received at the input of the unit 12 control, controlling the actuator 13 changes the pressing force of the form spring 14.

Таким образом, рассмотренный канал управления, состоящий из датчиков 3,4 и 15, задатчика 5 оптимальной частоты, функционального преобразователя 10, элемента 11 сравнения, блока 12 управления и исполнительного механизма 13, воздействующего на форму 1 через пружину 14, обеспечивает подстройку собственной : частоты формы с бетонной смесью Ц)фпод оптимальную частоту (д)_о для уплотнения бетона, обеспечивая тем самым поддержание резонанса между этими колеблющимися массами (в системе бетон-форма с бетонной смесью).Thus, the considered control channel, consisting of sensors 3,4 and 15, the optimal frequency setpoint 5, the functional converter 10, the comparison element 11, the control unit 12 and the actuator 13 acting on the form 1 through the spring 14, provides the adjustment of the natural: frequency molds with concrete mix C) fpod optimal frequency (d) _о for concrete compaction, thereby ensuring the maintenance of resonance between these oscillating masses (in the concrete-mold system with concrete mix).

Одновременно в резонанс с формой 1 подстраивается частота вынуждающих воздействий вибровозбудителем 25, что обеспечивается каналом управления состоящим из распределителя 21, вала 22 возбудителя колебаний, вибрОвоз.будителя 25, блока 28 формирования и блока 29 питания силового электродвигателя 30.At the same time, the frequency of the forcing effects of the vibration exciter 25 is adjusted to the resonance with form 1, which is ensured by the control channel consisting of a distributor 21, a shaft 22 of the exciter of vibrations, vibration exciter 25, the forming unit 28 and the power supply unit 29 of the power electric motor 30.

Таким образом, описанные выше два канала управления обеспечивают авто матическое.поддержание резонанса в 45 системе вибратор-форма-бето.нная смесь между всеми колеблющимися телами.Thus, the two control channels described above provide automatic resonance support in the 45th vibrator-form-concrete mixture system between all oscillating bodies.

Одновременно третьим каналом управления изменяется интенсивность воздействия за счет регулирования ста-зд тического момента дебаланса. Этот ка.нал включает в себя задатчик 16 оптимальной амплитуды вынуждающей силы, на входы которого поступают сигналы от датчиков'3 и 4, функциональный преобразователь 17, элемент 18 ·* сравнения, блок 19 управления, исполнительный механизм 27 изменения величины момента эксцентриков и датчик 23 величины момента эксцентриков 24.At the same time, the third control channel changes the intensity of the impact due to the regulation of the static moment of unbalance. This channel includes a drive 16 of the optimal amplitude of the driving force, the inputs of which receive signals from sensors'3 and 4, a functional converter 17, a comparison element 18 * *, a control unit 19, an actuator 27 for changing the moment value of the clowns and a sensor 23 eccentric moment values 24.

Задатчик 16 оптимальной амплитуды 60 вынуждающей силы выполняется аналогично задатчику 5 оптимальной часто ты.The driving force generator 16 of optimal driving amplitude 60 is performed similarly to the driving force generator 5.

В основу его работы закладывается предварительно установленная зависи- 65 мость между величиной оптимальной амплитуды вынуждающей силы Р и весом G_nh высотой Н уплотняемой бетонной смеси, т.е. функция:? = (н, G_N).The basis of his work is a pre-established dependence between the value of the optimum amplitude of the driving force P and the weight G _n h height H of the concrete mixture being compacted, i.e. function:? = (n, G _N ).

Задатчик 16 формирует на своем выходе сигнал, характеризующий величину P_N оптимальной амплитуды вынуждаю!щей силы для конкретных значений высоты Н и веса G столба бетонной смеси, величины которых измеряются'датчиками 3 и 4. Этот сигнал поступает на вход функционального преобразователя 17, предназначенного для дальнейшего преобразования величины Р оптимальной амплитуды вынуждающей силы с учетом величины оптимальной частоты ю_о колебаний, информация о которой поступает на второй вход преобразователя 17 с выхода задатчика 5 в эталонный сигнал, характеризующий требуемую величину К момента эксцентриков, которую необходимо обеспечить для поддержания оптимального режима формования. , рThe setter 16 generates at its output a signal characterizing the value P _{N of the} optimal driving force amplitude for specific values of the height H and weight G of the concrete column, the values of which are measured by sensors 3 and 4. This signal is fed to the input of the functional transducer 17, intended for further conversion of the value P of the optimal amplitude of the driving force, taking into account the value of the optimal frequency ω _of oscillations, information about which is supplied to the second input of the converter 17 from the output of the setter 5 into a reference signal characterizing the required value K of the moment of the eccentrics, which must be ensured to maintain the optimal molding mode. , R

Эталонный сигнал К = mr = \ (где m - неуравновешенная масса дебалансов; 'г - величина эксцентриситета этой массы) с выхода функционального преобразователя 17 и сигнал Κφ (величина фактического момента эксцентриков) , поступающий от датчика 23, характеризующего величину момента эксцентриков (например, от датчика величины эксцентриситета массы дебалансов при нерегулируемой массе) сравниваются в элементе 18 сравнения. В результате сравнения на выходе элемента 18 формируется сигнал ДК =Κ-Κψ, характеризующий величину и знак отклонения этого регулируемого параметра, поступающий на вход блока 19 управления, управляющего исполнительным механизмом 27 изменения величины момента эксцентриков 24.The reference signal K = mr = \ (where m is the unbalanced mass of unbalances; 'g is the eccentricity of this mass) from the output of the functional converter 17 and the signal Κφ (the value of the actual moment of the eccentrics) coming from the sensor 23 characterizing the value of the moment of the eccentrics (for example, from the sensor, the values of the eccentricity of the mass of unbalances with unregulated mass) are compared in the element 18 of the comparison. As a result of the comparison, at the output of element 18, a signal DK = Κ-Κψ is generated, which characterizes the magnitude and sign of the deviation of this adjustable parameter, which is fed to the input of the control unit 19 controlling the actuator 27 for changing the moment value of the eccentrics 24.

Таким образом, задатчиками оптимальной частоты и интенсивности воздействия формируются управляющие сигналы с учетом высоты столба бетонной смеси в форме и его фиэико-механи-¹ ческих свойств (степени уплотнения), по которым в результате работы одно-. временно всех трех каналов управления под оптимальную частоту подстраивается собственная частота формы с бетонной смесью, в резонанс с которой, в свою очередь, автоматически подстраивается вибровозбудитель,, одновременно изменяя интенсивность воздействия по требуемому закону за счет регулирования величины момента эксцентриков.Thus, the setters optimum frequency and intensity of the impact generated control signals with the concrete mixture in the form of pillar height and ^fieiko-1 iCal mechanical properties (degree of compaction), which as a result of one. temporarily of all three control channels, the natural frequency of the mold with the concrete mixture is adjusted to the optimum frequency, to which the vibration exciter, in turn, automatically adjusts to resonance, while changing the intensity of the exposure according to the required law by adjusting the magnitude of the moment of the eccentrics.

При автоматизации виброплощадок без свободного прижатия формы канал изменения собственной частоты формы не используется.When automating vibratory platforms without free form clamping, the channel for changing the natural frequency of the form is not used.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 446420, кл. В 28 В 1/08, 1973.1. Author's certificate of the USSR 446420, cl. B 28 B 1/08, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке W 2484150/33,2. USSR author's certificate as per W 2484150/33, 5 кл. в 28 С 1/18, 1977,5 cl. at 28 On 1/18, 1977,