БИЕЬЛИОТЕКАftATCWTUfLTtJi'v 3 ^..l*. s Советский патент 1972 года по МПК G01N3/18 

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДАТЛИВОСТИ СМЕСИ

Изоб|ретбпие относится к области литейного производства.

Известны приборы для олределен-ия податливости смеси, содержаш,ие печь иагр-ева, нагружающий механизм, включающий двнгатель, ходовой винт, нагружающий рычаг, холодильник, шток, передающий нагрузку .на образец, .помещенный в щечь, и автоматическое устройство, обеспечивающее постояиство высоты испытуемого образца.

Эти приборы, однако, не .позволяют моделировать |при испытаниях условия силового взаимодействия и реальной отливки.

Предложенный .прибор отличается от известного тем, что в нагружающем механизме «редусмотрен копир, вьшолненный в -виде консольной |балки п.бр«менното сечения, а печь оснащена реюстатом-задатчнком программы .нагрева, закрепленными на тайке ходового эиита так, что ось абсцисс профиля копира и рабочая поверхность реостата параллельны осн вращения винта, причем, высота и .щирина рабочего участка копира выполнены пропорционально изменени.ю величип соответственно свободной усадки и модуля упругости реальной отливки, при охлаждении ее в интервале температур иопытаний. Кроме того, рабочие участки реостата и профиля копира вдоль оси Эбсцисс имеют равную длину.

Это позволяет ввести в систему :На Лружения программы перемещения (профилируя высоту канира в соответствии с изменением свободной усадки ОТЛ1ИВ.КИ) и изм.еНения жесткости охлаждающейся отлнвки, (благодаря тому, что жесткость консольно закрепленного копира пер1еменна и возрастает по мере приближения к месту заделки «опира на ходовой гайке, как это имеет место, и с жесткостью реальной отли:вки, увеличивающейся по Meipe охлажделиа ее), а также дает возможность нагревать испытуемый образец по прюгра-мме изменения средней температуры стержня в реальной отливке.

Кроме того, перечисленные отличия абеопечивают полную синхронизащию во времени задаваемых величин перемещения (усадки), жесткости отливки и температуры нагрева образца.

На чертеже .изображен пр.едлагаемый прибор.

Ои содержит винтовую передачу 1 с ручным пр1гводом, упирающуюся в холодильник 2 со щтоком 3 из плавленого кварца с образцом 4, помещенным в печь 5 нагрева. На образец 4 опирается кварцевый шток 6, заходящий торцом в холодильник 7. Нагружающий механизм прибора включает толкатель-рычаг 8, консольный копир 9, жестко защемленный на ходовой гайке 10, поступательно двигающийся при вращении ходового винта 11. С гайкой жестко связан пpoфИv ьный реостат 12. Двигатель 13 вращает винт 11. Температура прогрева образца замеряется термопарой 14. На толкателе-рычаге 8 укреплены датчик силы 15 и датчик перемещений 16. Копир 9 имеет консольную (профилируемую часть ABC -и непрофилнрованную консольную часть CD, обеспечивающую возможность inpoги:ба коетира три подходе точки С л-од правое плечо рычага 8; DE - место закрепления (заделки) копира. Длину нбнрофилируемой части CD канира выбирают шо конструктивным соображениям, длИНу / профиля .ABC копира - по |формуле ,(1) где V - скорость движения копира, задаваемая по конструктивным соображениям;т - время охлаждения реальной отлнвки (для которой определяют нодатлпвость смеси), отсчитываемое от температуры перехода отливки в твердое состояние до температуры окон;чання испытания. Высота непрофплнроваииой консольной части CD копира также выбирается по конст1руктн в .н ы м со о б р а ж е ни я м. Высоту h профиля консольной части ABC копира определяет формула h K-H-Kc.,:.(2) где К - соотношение плеч (передаточное отношение) толкателя-рычага 8; И - высота образца смеси; бс.у. ютлосительна я овободаая усадка реальной отлиики после neipexoa.a в твердое состояние. Значение ес.у. соответствует тому моманту времени охлаждения отливки, который совпадает с моментом подхода расчетной .точки профиля копира 9 под правое плечо рычага 8. Время для отливки отсчитывают от перехода в твердое состояние, для копира - от начала движения. Ширина копира выполнена изменяющейся вдоль длины его в соответствии с изменением условного модуля упругости охлаждающейся реальной отливки и определяется на основании требования, предъявляемого к прогибу проектируемого консольного копира 9 под правым плечом рычага 8: прогиб консольного копира под правым плечом рычага 8; /С и Я - см. формулу (2); а (3) может быть приведена к более для определения щирины копира снований следующих соображений. ых, величина прогиба копира, вхолевую масть формулы (3), опредепределах упругих деформаций фор8 :3/.J см. формулу (3); прогиб консольного КОПИра 5 ПОД правым плечом 8 при действии единичной силы; Индекс i I, 2, 3,.. ., п - соответственно для (Прогиба копира постоянного сечения или состоящего из двух, трех, . . . п участков переменiHoro сечения, количество которых определяется количеством точек, выбранных па графике изменения условпого модуля упругости отливки, по которому определяют neipeмениую ширину копира; чем (больше выбрано точек на графике, тем блнж-е величина прогиба копира, отнесенная к высоте образца, к величине относительного растяжения реальной отливки в сходствевные моменты времени; сила, действующая на образец 4 1Н1ри движении консольного копира 9; передаточное отношение толкателярычага 8. х, величина относИ|Тельной дефортяжения охлаждающейся реальной х1одящая в цравую часть формулы ляется в соответствии с загоном Гуйбо - см. формулу 3; О - условный модуль упругости, характеризующий среднее сопротивление упругим и пластическим деформациям со стороны отливки; т.-площади сечений соответст1венно отливки и стержия плоскостью, перпендикулярной к направлению затрудненной усадки отливки; . - площадь сечения образца смеси плоскостью, перпендикулярной к направлению задаваемого образцу перемещения («а фиг. эта плоскость перпендикулярна к вертикальной оси образца 4); щая на стержень, а следовательно, и на отл-иВку будет раВНа где соотношение площадей соответст об. вующих сечений стержня и образца. Подста1вл:яя s фор|Мулу (3) правые части формул (4) и (5) соответственно вместо величин б и to, получим расчетную формулу для опредсле.чия ширины копира: -f-cT..Д-. . (о) . Ширина копира (наряду с высотой и длиной ето) ВХОДИТ в выражение для прогиба б; капира .переменного сечения, который определяют гра|фоаналит1ическим методом. Вначале определяют 6i для коица первого от места заделки участка «опира (для непрофилируемого участка копира), затем подставляют найденное значение в формулу 6 и находят :ширину первого участка. После (Этого определяют ба для конца iBTOporo от места заделки участка копира и подставляют найденное значение 62 в формулу 6, после чего с учетом ранее онределенной толщины первого участка копира находят толщину второго учаспка и т. д. Длину рабочего участка реостата 12 выбирают равной длиме профиля копира 9, а высоту определяют по формуле ftn. а.(т),(7) где /In.-Высота рабочего участка реостата;а - коэффициент пропорциональности;(т) -производная от закона изменения во времени средней температуры реального стерж-ня. Испытание проводят следующим образом. Образец 4 вводят пе1редачей 1 в печь 5, нагретую до температуры начала испытаний. Посредством термопары 14 определяют, когда образец прогревается до указанной температуры, и, (Поджимая образец вращением передачи, замыкают звенья нагружающего механизма (йуль отсчета), после чего Вхлючают двигатель 13, и копир 9 начинает равномерно поступательно двигаться влево, передавая перемещение через толкатель-рычаг 8, холодильник 7 и штак 6 образцу 4. Датчики 15 и 16 через усилитель подают сигналы на регистрирующее устройство. Работа печи 5 регулируется профильным реостатом 12 и обратной связью, ньшолнениой в виде термопары 14, показания которых вводятся в соответствующее устройство для автоматической регистрации и регулирования температуры. Соотнощение между силой и перемещением характеризует податливость образца 4 в предлагаемом приборе. Относительную деформацию образца EOG. в приборе определяет формула су. об. о6. . пде аоб.-- коэффиЦиент линейного термического изменения размеров свободного образца; «+ - расширение; «- - оо краше1ние размеров (усадка образца); об. - условный модуль упругости, характеризующий среднее сопротивление упругим и пластическим деформациям со стороны образца. ои. и «об. равны ЕСТ. и аст. соответственно условному модулю упругости И коэффициенту линейного термического изменения размеров реального стержня, таК как реостат 12 обеспечивает соответствие температуры образца и средней температуры реального стержия, что является достаточным условием для выполнения лриведенных равенств (в случае использования для изготовления образца и стержня тождественных составов смеси и применения идентичных способов уплотнения). Предмет изобретения 1.Прибор для определения податливости смеси, состоящий из печи нагрева И нагружающего мехапизма, включающего двигатель, ходовой виит с гайкой, толкатель-рычаг для передачи усилия на образец, отличающийся тем, что, с целью мо-делирования оилового взаимодействия реальной отливки и стержня, он снабжен -копиром, выполненным в виде консольной балки переменного сечения п реостатом-задатчиком программы нагрева, закрепленными на гайке ходового винта TaiK, что ось абсцисс профиля и рабочая поверхность реостата параллельны оси вращения винта. 2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что высота и -ширина рабочего участка копира выполнены Пропорционально изменению величин соответственно свободной усадки и модуля упругости реальной отливки при охлаждении ее в интервале температур испытаний. 3.Прибор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что рабочие участки реостата и профиля копира вдоль оси абсцисс выполнены р.авной длины. Peet/ Lfp//fsu ue и регистрир( i/cmpo/Jc.mSa н4