Прибор для определения динамических характеристик формовочных смесей Советский патент 1990 года по МПК G01N19/02 

3 рабочей жидкостью через отверстие в основании 1. Навеску смеси предварительно обжимают, создавая в гидрав лической камере давление предварительного обжатия для предотвращения горизонтальных деформаций смеси при уплотнении. Затем смесь подвергают нагружению. Конструкция приборе всчяет проводить исследования характера изменения деформации смеси,

5 87174

роста вертикальных и боковых напряжений в элементарном объеме формовочной смеси в полном объеме всего технологического цикла уплотнения (от разрыхленного состояния смеси уплотненного образца) при скоростях нагружения, соответствующих реальным скоростям нагружения при ди- }0 намических способах уплотнения. 1 ил.

Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения - приближение условий испытания сложно-напряженного состояния формовочной смеси к реальным и расширение технологических возможностей прибора. В полость 5 для испытываемой смеси, образованной резиновой оболочкой 4, поддоном 16 и стаканом 8 с буртами, обжатым кольцевым уплотнением 11, сверху засыпают навеску смеси через отверстие в цилиндрическом стакане 8, затем заполняют гидравлическую камеру 3 рабочей жидкостью через отверстие в основании 1. Навеску смеси предварительно обжимают, создавая в гидравлической камере давление предварительного обжатия для предотвращения горизонтальных деформаций смеси при уплотнении. Затем смесь подвергают нагружению. Конструкция прибора позволяет проводить исследования характера изменения деформации смеси, роста вертикальных и боковых напряжений в элементарном объеме формовочной смеси в полном объеме всего технологического цикла уплотнения (от разрыхленного состояния смеси до уплотненного образца) при скоростях нагружения, соответствующих реальным скоростям нагружения при динамических способах уплотнения. 1 ил.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для определения различных динамичсс- ких характеристик Формовочных смесей, и может быть использовано в исследовательских работах по испытанию формовочных смесей для изготовления Форм.

Цель изобретения - приближение условий испытания сложно-напряженного состояния формовочной смеси к ее реальному состоянию в производственном цикле и расширение гехнологичес- ких возможностей прибора.

Для достижения поставленной цели в приборе, содержащем основание, корпус рабочей камеры из прозрачного материала, заполненной рабочей жид- костью, полость, размещенную внутри рабочей камеры и образованную резиновой оболочкой с испытываемой смесью, крышку, в отверстии которой установлен механизм нагружения,при чем во внутренней полссти механизма нагруже™ ния размещен да гчик давления} механиз подачи смеси в полость резиновой оболочки и система контроля, механизм подачи смеси выполнен в виде цилинд- рического стакана с буртами и установ лен в отверстии крышки с возможностью вертикальных перемещений, а механизм нагружения размещен внутри стакана на

его буртах и совершает С ним одновременное движение в момент нагружения формовочной смеси, при этом камера для испытания смеси выполнена герметичной, что обеспечивается фиксацией резиновой оболочки между крышкой и уплотнительным кольцом, основанием и прижимной втулкой, а также обжатием механизма пэдачи смеем кольцевым уплотнением. Герметизация обеспечиQ

5

о

0

0

5

вает возможность увеличения скорости нагружения элементарного объема Формовочной смеси, причем возможность вертикальных перемещений механизма подачи смеси обеспечивается созданным запасом гофрированной резиновой оболочки. Прибор содержит также систему контроля для регистрации изменения деформации смеси под действием сжимающих нагрузок, вертикальных и боковых напряжений, возникающих в формовочной смеси при ее уппотнении.

На чертеже схематически изображен предложенный прибор.

Прибор состоит из основания 1, корпуса 2 рабочей камеры из прозрачного материала (например, из плекси- глаза дчя визуального наблюдени-я за формой уплотненного образца при отработке технологических режимов нагружения) , гидравлической камеры 3 с рабочей жидкостью, размещенной внутри рабочей камеры резиновой оболочки Ц с полостью 5 для испытываемой смеси, рышки 6, в отверстии которой установлен механизм нагружения - поршень 7, механизма подачи смеси в полость резиновой оболочки - стакан 8 с буо- тами, причем механизм нагружения размещен внутри стакана на его буртах. Герметизация камеры для испытания смеси обеспечивается Фиксацией резиной оболочки между крышкой 6 и уплот- нительным кольцом 9, основанием 1 и прижимной втулкой 10, а также обжатием механизма подачи смеси кольцевым уплотнением 11. Динамическое уплотнение формовочной смеси осуществляется через механизм нагружения - поршень 7, на который устанавливается насадка 12 с утопленным шариком для центровки удара.

5154

Система контроля за процессом уплотнения формовочной смеси состоит из датчика 13 давления с гидравлическим преобразователем 14 для регистрации вертикальных напряжений, который размещен во внутренней полости механизма нагружения, датчика 15 давления для регистрации вертикальных напряжений в нижней части элементар- ного объема смеси, который оазмещен в поддоне 16, датчика 17 давления для регистрации боковых напряжений, возникающих в формовочной смеси при ее уплотнении (так как жидкость в гидран- лической камере практически несжимаема, то принимаем, что давление, возникающее в гидравлической камере , соответствует боковому давлению, возникающему в элементарном объеме фор- мовочной смеси в процессе ее уплотнения) , датчика 18 перемещений реостатного типа с жесткой фиксацией на механизме нагружения, служащего для регистрации развития осевой деформа- ции смеси во времени и ее конечной величины. Сигналы от датчиков давления и датчика перемещения поступают через усилитель 19 на регистрирующую аппаратуру - осциллограф 20.

Работа прибора осуществляется следующим образом.

В полость 5 для испытываемой смеси, образованную резиновой оболочкой

kt поддоном 16 и стаканом 8 с буртами, обжатым кольцевым уплотнением 11, производится сверху засыпка навески смеси через отверстие в цилиндрическом стакане 8, затем осуществляется заполнение гидравлической камеры 3 рабочей жидкостью (глицерином) с помощью насоса через отверстие в основании 1. Опорожнение камеры происходит через это же отверстие перепускным краном, который перекрывает подачу жидкости от насоса и открывает выход на слив и наоборот. Для выхода воздуха из камеры при закачивании жидкости в крышке имеется регулировочный винт, который закрывает отверстие, соединяющее полость камеры с атмосферой (не показано). В стакан с буртами устанавливается механизм нагружения - поршень 7. Навеску смеси предварительно обжимают, создавая в гидравлической камере давление предварительного обжатия, для предотвращения горизонтальных деформаций смеси при уплотнении. Затем смесь подверга

з 0 5 0

5

0

5

0

5

7

ют нагружению. Нагружение может быть как статическое (пресс) так и динамическое (падающий груз, укрепленный на подвижной траверсе, или импульсно- ударное нагружение). Герметизация используемая в данной конструкции прибора, обеспечивает возможность увеличения скорости нагружения элементарного объема смеси до 10-12 м/с, что соответствует скорости нагружения формовочной смеси в реальных производственных условиях при динамических способах уплотнения (например, при импульсном способе уплотнения). Тен- зомет ические датчики регистрируют зависимости напряжение - нагрузка и деформации - нагрузка при различных скоростях нагружения формовочной смеси. При обработке данных получаем параметры, характеризующие упругие, вязкие, пластические, релаксационные свойства формовочных смесейг например модуль упругости, время запаздывания максимумов деформации от экси- мумов напряжения, время релаксации и другие параметры.

Конструкция предложенного прибора предусматривает возможность извлечения уплотненного образца через от- верстче в основании (при удалении поддона) и дальнейшее определение технологических параметров формовочной смеси (газопроницаемость, прочность на сжатие).

Таким образом, использование предложенного прибора для определения динамических характеристик формовочных смесей позволяет максимально приблизить условия испытания сложно-напряженного состояния Формовочной смеси к реальным и расширить технологические возможности прибора, т.е. конструкция прибора позволяет проводить исследования характера изменения деформации смеси, роста вертикальных и боковых напряжений в элементарном объеме формовочной смеси в полном объеме всего технологического цикла уплотнения формовочной смеси от ее разрыхленного состояния до уплотненного образца, причем герметизация прибора обеспечивает возможность исследования процесса уплотнения формовочной смеси при скоростях нагружения, соответствующих реальным скорое- тям нагружения при динамических способах уплотнения. Кроме того, конструкция прибора позволяет проводить

опыты по одновременному определению различных характеристик формовочной смеси при заданной скорости нагруже- ния, что дает возможность подобрать составы смесей для любого динамического способа уплотнения таким образом, чтобы получить литейную форму лучшего качестве), а в конечном итоге это дает положительный экономический эффект. Формула изобретения

Прибор для определения динамических характеристик формовочных смесей, 15 содержащий основание, рабочую камеру из прозрачного материала, заполненную рабочей жидкостью, полость, размещенную внутри рабочей камеры и образованную резиновой оболочкой с испы- 20 тываемой смесью, крышку, в отверстии

5 0

которой расположен механизм нагруже- ния испытываемой смеси, выполненный в виде поршня и вместе с датчиком давления, механизм подачи смеси в камеру прибора и систему контроля, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытания сложно-напряженного состояния формовочной смеси к ее реальному состоянию в производственном цикле и расширения технологических возможностей прибора, механизм подачи смеси в камеру выполнен в виде цилиндрического стакана с буртами и установлен в крышке с возможностью вертикальных перемещений, а механизм нагружения размещен внутри стакана и имеет возможность контактирования с буртами, при этом камера для испытания смеси выполнена герметичной.