Устройство для определения длительности отверждения литейных стержней Советский патент 1983 года по МПК G01N3/00 B22C1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в литейных цехах для определения длительности твердения стержней, изготовленных из стержневых смесей, содержащих электропроводные связующие материалы. Известно устройство для определения скорости твердения смесей, состоящее ю стального кольца и плиты, нагретой до 230 С 1. Это устройство позволяет определить длительность твердения по толщине упро ненного слоя смеси в зависимости от выдержки в стальном кольце, установлен ном на нагретой плите, но не может бы использовано для определения длительности твердения готовых стержней. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемом результату является устройство шш определения длительности отверждения сте жневых смесей электрическим методом, состоящее из двух плоских круглых электродов, между которыми находится уплотненный в виде таблетки образец смеси, источника тока и регистрирующего прибора. Нагревание и отверждение образца смеси осуществляется при помощи электронагревателей, вмонтированных в электроды 2. Данное устройство не обеспечивает достаточной точности измерения, так как на показания прибора влияет усилие прижатия электродов к образцу. Кроме этого, перемещение фронта твердешга смеси осуществляется от поверхности электрс дов вглубь образца, что сильно искажает результаты. Это устройство может быть использовано только для анализа длительности твердения образца, изготовленного из смеси, использовать же его для мфеделекия длительности твердения готового стержня не представляется вогиМОЖНЫМ. Целью изобретения является повыще ние точности и надежности измерения длительности отверждения стержней в оснастке, Поставпешшя цель достигается тем, что в устройстве для определен ш длительности отверждения лкгейных стержней, состоящем из электродов, источтш- ка переменного тока и регистриру7ощего прибора, электроды закреплены в основной диэлектр1р еской пластине, с противоположной стороны которой посредством резьбового соединения установлен держатель в В1зде цилиндрического штока с рукоятко, Q горцы электродов, погружаемые Б стержень, таугеют коническую фор му, С целью регулирования глубины погружения электродов в стержень на держателе усгано.влена дополнительная ди электрическая пластина с обеспеченной возможностью вращен ш вокруг держате™ ля без перемещения вдоль его оси и с отверстиями, сжвозь которые свободно пропущены электроды, закреплен дзте в основной диэлектрической пластине, причем основная диэлектрическая пластина 1-1мсет вазможиость перемещения в осе- всм иаправлен1Ш относительно держателя при вращении последнего за счет соединительной втулки с резьбой на наружной и внутренней поверхностях, а горец держателя,, погруж.помы и в стержень вместе с электро/шми, выполнен на 20-60 ь-Пч длннее электродов и ик-теет коническ то - (jriop.iy. }ia фиг. 1 изображено устройство с нерегулируемой гл -бииой .norpjweinw эле ктродов, продол1-.цый tLa фиг, 2 разрез Л-А ш фи1 3 (вариант устрой ства, который позволяет регутпфовать глубину погружения электродов в стерже Пз) HP. ф1П. 3 устройство, ввд свер ху; на фиг. 4 . узел крепления основной дтвпектрической пластя гы ив держателе; fna фиг. 5 - узел крепления дополнитепь- т-пэй диэлектрической пластины на держателе. Устройство (фиг. 1 и З) состоит из металлических электродов 1, KOTopi;ie закреплены в основной диэлектришской пластине 2. Эпектроды 1 могут быть плocк пvtи или цили щpvrчecкта fи, а пласти vm 2 - пряКЮугольной или круглой форм Чтсло электродов зависит DT раз) стройства и колеблется от 2 до 8. Cee ху на электродах навишгены гайки 3 и шайбы 4, которые служат .оля подсоеди (1е(шя проводов. Нижний торец электроде, погружаемый в стержень, №-1еет форму конуса. 13 пластину 2 вК1Нчен держатель, состоящий TD цилн1щрического штока 5 с резьбой и диэлектрической рукоятки 6. В варианте устройства, предназначенном для погружения электродов в стержень tffl постояннуюглубину (фиг. 1), торен держателя ввинчен в глухое отверстие с резьбой, выполненное непосредст венно в пластине 2. В варианте устройства, обеспечивающем изменение глубины погружения электродов в стержень, стержень 5 выполняется более длинным (на 2О-60 мм), чем электроды, и проходтгт сквозь отвер стие в пластине 2, в котором установлена втулка 7 с 6ypTviKOM. Втулка 7 имеет резьбу на наружной и внутренней поверхности и при помощи гайки 8 зафиксирована относительно пластины 2. 1 fa Фтп. 4 укрупненно показан подвижный узел, состоящий из втулки 7, основной диэлектрической пластины 2 и гайки 8, которая фиксирует п.пастину 2 относительно втулки 7, При вращетш держателя, состоящего из щтока П и р -кояти 6, втулка 7 перемещается вдоль оси щтока 5 вместе с закрепленной на ней пластиной 2. Для предотвращен 1я проворачива- Ш1я ГЕластины 2 относительно втулки 7 отве{х;тие в пластине может быть выполнено квадратной или прямоугольной формы. В этом случае наружная поверхность втулки 7, сопряжаюишяся с пластиной 2, тмеет соответственно форму квадрата или прямоугольника. Высота прямоугольной части соответствует толщине пластины. lia расстоянии, равном длине электродов, на щтоке 5 (ск1. фиг. 2) имеется буртик, который служит для предотвраше fflя перемещения в осевом направлении дополнительной диэлектрической пласт1 - ны 9, зафиксированной при помощи гайки 10 и шайбы 11. В пластине О ЕЫПОЛНЭ- от зерстия, сквозь которые проходят измерительные электроды 1. Пластина 9 закрег1лена образом, что стержень 5 свободно в нем поворачивается вокруг своей оси. Па фиг, 5 укрупненно показано крепление дополт1тельной диэлектрической пластИ ПзГ 9 на штоке 5, на котором имеется буртик для предотвращения осевого перемещения пластины 9 относительно оси штока 5. Конструкция узла обеспечивает поворот пластины 9 относительно штока 5 без осевого перемещения. Устройство работает следующим образом. Перед началом изме{)ет1я необходимо подклкяить электроды к измерительной схеме (не показана) и установить необходимую глубину погружения электродов в стержень (для варианта устройства с регулируемой глубиной ггогруже1гая электродов). Для этого необходимо вращать рукоятку 6 относительно дополнительной диэлектрической пластины 9. При этом втулка 7 перемещается вдоль штока 5 по резьбе и передвигает основную штаотину 2 вместе с закрепленными на нем электродами 1 относительно дополнитель ной пластины 9. Таким образом регулируется длина электродов, выступающих за пределы дополнительной пластины 9. Глубина погружения электродов зависит от габаритов стержня и толщины слоя смеси, твердение которого необходимо контролировать. Длину электродов 1, выступающих за пластину 9, т.е. глубину погружения irx в стержень, следует устанавливать до погружения устройства в стержень, так как при вращении держателя, погруженно го в стержневую смесь, с целью увеличения глубины погружения электродов в стержень, происходит значительное увели чение диаметра отверстий в смеси, в результате чего ухудшается контакт между смесью и электродом. В случае использо вания смесей, имеющих низкую прочност в сыром состоянии, происходит сильное расшатывание устройства и контакт элек тродов со смесью нарушается. После включения измерительной схем устройство погружается электродами в стержень. В связи с тем, что диаметр электродов «небольшой (1, мм), они могут погружаться не только в знаковую часть, но и в рабочую поверхность cTej жня, так как после завершения процесса твердения и извлечения электродов образовавшиеся углубления практически не сказываются на качестве стержня. В случае погружения устройства в стержень до упора пластины 9 о его поверхность толщина контролируемого слоя смеси определяется длиной электродов 1 выступающвазс за пределы пластины 9, т.е. той частью электродов, которая погружается в смесь. По мере твердения стержня электрическая проводимость стержневой смеси постепенно понижается. Это справедливо как для стержней холодного, так и горячего твердения. В момент полного затвердевания стержня электрическая проводимость достигает минимального значения и дальнейшая выдержка ее практически не изменяет. После полного затвердевания смеси устройство за рукоятку 6 извлекается из стержня и может быть использовано для контроля следующего стержня. При контроле длительности твердения стержней в поточно-массовом производстве целесообразно применять вариант устройства без регулирования длины электродов (фиг. 1). В этом случае необходимо вначале определить длину электродов (в зависимости от глубины контролируемого слоя), а затем изготовить нужное количество устройств. В зависимости от технологии изготовления стержней устройство может непосредственно погружаться в стержень после его изготовления (при тепловой сушке), или уже устанавливаться в канале, исполненном в стержневом ящике до его заполнения смесью (при изготовлении стержней по горячим или холодным ящикам) . Устройство с регулируемой длиной электродов (фиг. 2) целесообразно применять в экспериментальных работах, так как она является универсальной и позволяет контролировать твердот е стер жней любой конфигурации и на любую глубину. За счет того, что длина штока 5, выходящего за пределы дополнительной пластины 9, больше, чем длина электродов 1, устройство может быть закреплено на наклонной или вертикальной поверхности стержня при малой глубине погружения электродов (5-1О мм). В этом случае шток 5 удерживает устройство от опрокидывания и выпадания из стержня. Устройство может быть использовано для oпpeдeлe гия длительности твердения не только формовочных и стержневых смесей, но и любых смесей, состоящих вз твердого наполнителя и жидкого электропроводного связующего материала, например, при изготовлении древесно-стружечных плит и других изделий из дре - весной стружки и синтетической смолы. Пример. Предлагаемое устройство используется для контроля длительности твердения стандартных образцов (восьмерок), изготавтптавшихся из стержневой смеси, содержащей 3% фенолоспирта и . отверждавшейся при в нагреваемой оснастке. В таблице приведены результаты измерения электрической проводимости .смеси в процессе отверждения. Как показывают экспериментш, минимальная элекгропровсдносгь K 4s2Ю См соответствует полному аагвердеванию связующего материала. Бьщержка образца в $пцике свыше 4 мин. приводит к деструктш фенопоспирта, в результате чего выделяется углерод, повышающий проводимость смеси. При исследовании жидкостекольных смесей электрическая проводимость после полного затвердева- ния связующего материала не возрастает Использование же устройства согласно известному техническому решению в данном случае практически невозможно, так как конструкция электродов sre позво ляет установить их на стержни. Кроме« того, на точность измерения и надежност работы устройства по прототипу большое влияние оказывает степень затвердевания ТОНКО1Л5 поверхностного слоя смеси, ко« торая определяется величиной температуры поверхности электродов, В предлагаемом устройстве степень загвердевания поверхностного слоя вообще не оказывает влияния на точность иэмереяия, так как электроды погружаются вглубь стержня и контролируют доста точно толстый слой смеси. Кроме того, устройство по npoTOTiniy не может быть использовано для контро ия длительности отверждения смесей, имеющих низкую прочность в сыром соотоянии, например смесей, отверждаемых в нагревае Мой оснастке Устройство по прототипу не позволяет также изменять толщину контролируемого слоя стержня, Таким обрезом, предлагаемое устрой™ ство обеспечивает повышение точности и надежности измерения дяительностн от верждешет стержней в осшстке, Формула изобретения 1.Устройство для определения длительности отверждения литейных стержней, состоящее из электродов, источника переменного тока и регистрирующего прибора, отличающееся тем, что, с пелью повышения точности и надожшх:ти измерения длительности отвер ждения стержней в оснастке,, оно снабжено основной диэлектрической плао гиной с держателем, электроды укреплены в этой пластине, с противоположной сто- рокб1 которой посредством резьбового соеЯикеьшя установлен держатель в виде пиливдричэского штока с рукояткой, а TOI. пьт э гектродов, погружаемые в стержень, имеют кон йческую форму. 2.Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью регулирования глубины погружения электродов в стержень, на держателе установлена дополнительная диэлектрическая пластина с обеспеченной возможностью вращения вокруг держателя без перемещения вдоль его оси и с отверстиями, сквозь которые свободно пропущены электроды, закрепленные в основной диэлектрической плаотине, причем основная .гиастина имеет возможность перемещения в осевом на праззлешга относительно держателя при вращении последнего за счет соединительной втуттки с резьбой на наружной и внутренней поверхности, а торец держателя, погружаемый в стержень вместе с электродами, выполнен на 20-60 мм длиннее электродов Е имеет коническую форму. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сб, Изготовление стержней по тагреваемой оснастке М,, Машиностроеаие, 197О, с. 64. 2, seevarenstvi, I97i, 19, № 2, с. 5О-53.