Биеьлиотекаftatcwtuflttji'v 3 ^..l*. s

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соввтеких

Социалиетичве них

Рвепуолик

Зависимое от авт. свидетельства J¹

Заявлено 12.Х1.1969 (№ 1382904i22-2) с присоединением заявки №

Приорп гет

Опубликовано 05.V3.1972. Бюллетень № 18

Л!, Кл. G Oln .3/18

Комитат по двлач изоорвтвннй н открытий при Савва М}нниетров

СССР

УДК 621.744.08(088,8) Дата опубликования описания ?8.VI,!972

Лвторы изобретения

А. Е. Фонкац, В. Л. Соколова, Л. f . Однойко, 10. Л. Темников и 11. М. Рязанцева

Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации л производства

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ 011РЕДЕЛ ЕН ИЯ ПОДАТЛИВОСТИ СМЕСИ

Изобретение относится к области литейного производства.

Известны приборы .для определения податливости смеси, содержащие печь нагрева, нагружающий механизм, включающий двигатель, ходовой винт, нагружающий рычаг, холодильник, шток, передающий нагрузку:на образец,,помещенный в печь, и автоматическое устройство, обес печивающее |постоянство .высоты испытуемого образца.

Эти приборы, однако, не позволяют моделировать прп испытаниях условия -è,ëîâîãî взаимодействия стержня и реальной отливки.

Предложенный прибор отличается от известного тем, что в нагружающем .механизме предусмотрен ко пир, выполненный в виде,KQIIсольной, балки переменного сечения, а лечь оснащена ре остатом-задатчиком программы,нагрева, закрепленными на гайке ходового винта так, что .ось абсцисс профиля копира и рабочая поверхность реостата параллельны оси вращения в инта, причем, .высота и,ширина рабочего участка копира выполнены:пропорционально изменению величин соответственно свободной усадки и модуля упругости реальной отливки, при охлаждении ее в интервале температур иепытан ий. Кроме того, рабочие участки реостата и профиля копира вдоль оси абсцисс имеют равную длину.

Это позволяет BIBBcти в систему.напружения программы перемещения (профилируя высоту коппра в соответствии с изменением свободной усадки отл иьки) и изменения жесткости охлаждающейся отливки, (благодаря тому, что жесткость консольно,закрепленного копира,переменна и возрастает по мере приближения к месту заделки копира на ходовой гайке, как это;имеет место, и с жесткостью реальной

1О отливки, увеличивающейся по мере охлаждения ее), а также дает возможность нагревать испытуемый образец по пр ограмме изменения средней тем пературы стержня в реальной отливке.

15 Кроме того, перечисленные отличия обеспечивают полную синхронизацию во времени задаваемых величин перемещения (усадки), жесткости отливки и температуры нагрева образцаа.

20 На чертеже, изображен предлагаемый прибор, Оп содержит винтовую передачу 1 с ручным приводом, упирающуюся в холодильник 2 со штоком 8 из плавленого кварца с образцом 4, 25 помещенным в печь 5 нагрева. На образец 4 опирается кварцевый шток б, заходящий торцом в холодильник 7. Нагружающий механизм прибора включает толкатель-рычаг 8, консольный копир 9, жестко защемленный на

340932 ходовой гайке 10, поступательно двигающийся при вращении ходового винта 11. С гайкой жестко связан профильный 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 АВС и непрофилированпую консольную часть CD, обеспечивающую возможность про- 10 гиба копира при подходе точки С под правое плечо рычага 8; DL — место закрепления (заделки) копира. Длину непрофилируемой части

CD копира выбирают по конструктивным соображениям, длину 1 профиля АВС копира — 15 по формуле где V — скорость движения копира, задаваем ая по конструктп вным сообр ажени- 20 ям; т — время охлаждения реальной отливки (для которой определяют податливость смеси), отсчитываемое от температуры перехода отливки в твердое состояние до температуры окон;ча ния испытания.

Высота непрофилированпой консольной части CD копира также. выбирается по конструктивным соображениям, Высоту и профиля консольной части АВС копира о пределяет формула

6=К.Н ес,-,, (2) где К вЂ” соотношение плеч (передаточное отношение) толкателя-рычага 8;

Н вЂ” вы" îòà образца смеси; е,; — IOTHoñительHа я свободная усадка реальной отлп вки после перехода в 40 твердое состояние. (3) где б — прогиб консольного копира под правым плечом рычага 8;

К и Н вЂ” см. формулу (2); е, — величи на относительной деформа ции растяжения охлаждающейся реальной отлив к и, вызванная сопротивлением стержня ее усадке. 65

Значение ес соответствует тому моменту времени охлаждения, отливки, который совпадает с моментом подхода расчетной точки 45 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 соответст- 5О вии с изменением условного модуля упругости охлаждающейся реальной отливки и определяется на основании требования, предъявляемого к прогибу проектируемого консольного кспира 9 под правым плечом рычага 8: 55 о — с

К Н

4.

Формула (3) может быть пр иведена к более удобному для определения ширины копира виду на основании следующих соображений.

Во-первых, величина прогиба копира, входящая в левую часть формулы (3), определяется в пределах упругих, деформаций формулой б:б/ об.

К (4) Роб. ст.

ЯО= I

F0б е е, — см. формулу 3;

Е, — условный модуль упругости, характеризующий среднее сопротивление упруг-им и пласти ческим деформациям со стороны отливки;

Е„и F«площади сечений соответственно отливки и стержня плоскостью, перпендикулярной к направлению затрудненной усадки отливки;

F„n — площадь сечения образца смеси плоскостью, перпендикулярной к направлению задаваемого образцу перемещения (на фиг, эта плоскость пер пендикуляр на к вертикальной оси образца 4);

P,q — сила, действующая на образец; при равенстве лолей напряжений в образце и реальном стержне сила, действую(о) гд где б — см, формулу (3); б; — прогиб консольного копира 9 под правым плечом рычага 8 при дей ствии единичной силы; индекс = 1, 2, 3,..., и — соответственно для прогиба копира постоянного сечения или состоящего из двух, трех,, и участков переменного сечения,,количество которых определяется количеством точек, выбранных на графике изменения условного модуля у пругости отливки, по которому определяют переменную ширину копира; чем боль ше выбрано точек на графике, .тем ближе величина .прогиба ко|пира, отнесенная к высоте образца, к величине относительного растяжения реальной отливки в сходственные моменты времени;

Р,б — сила, действующая на образец 4 при движении консольного копира9;

К вЂ” передаточное отношение толкателярычага 8.

Во-вторых, величина относительной деформации растяжения охлаждающейся реальной отливки, входящая в правую часть формулы (3), определяется в соответствии с,загоном Гука формулой

340N2 щая на стержень, а следовательно, и на отливку будет равна об об.

Г где соотношение площадей соответст о6. вующих сечений стержня .и образца.

Подставляя в формулу (3) пра|вые ча сти формул (4) и (5) соответствен1но вместо величин

6 и .„, иолучим расчетную формулу для опреде..ения ширины копира:

К2.И FcT

Fo Fo Fîб.

Ширина копира (наряду,с высотой и длиной его) входит в выражение для прогиба бг копира,переменного сечения,,который определяют графоаналитическим методом.

Вначале определяк т б для ко нца первого от места заделки участка копира (для непрофилируемого участка копира), затем подставляют найденное з начение в формулу б и находят ыирину первого участка. После гэтого о пределяют 62 для конца второго от места заделки участка копира и подставляют найденное значение á в формулу б, после чего с учетом ранее определенной толщины первого участка копира находят толщину второго учаспка и т. д.

Длину, рабочего участка реостата 12 выбирают равной длине профиля копира 9, à высоту определяют по формуле гг„, = а F (T), (7) (6) h — вы сота рабочего участка реостата; а — коэффициент пропорциональ ностп;

Е (т) — производная от закона изменения во времени средней температуры реального стержня. где

Испытание проводят следующим образом, Образец 4 вводят передачей 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 нагружаю щего механизма (нуль отсчета), после чего включают двигатель 18, и копир 9 начинает, равномерно поступательно двигаться влево, передавая перемещение через толкатель-рычаг 8, холодильник 7 и шток б образцу 4.

Датчики 15 и 16 через усилитель подают сигналы на регистрирующее устройство.

Работа печи 5 регулируется профильным реостатом 12 и обратной связью, выполненной в виде термопары 14, показания которых вводятся в соответствующее устройство,для автоматической регистрации и регулирования темпер атуры.

Соотношение между силой и перемещением характеризует податливость образца 4 в предлагаемом приборе.

Относительную деформацию образца еоg в приборе определяет формула

)О с + об об,—

Еоб. Ест.

1+

+o Ео пде а,б. коэффициент линейного термическо15 го изменения размеров свободного образца;

«+» — расширение;

« — » — сокращение размеров (усадка образца);

20 Еоб — Условный моДУль УпРУгости, хаРактеризующий среднее сопротивление упругим и пластическим деформациям со стороны образца.

Еоб и иоб равны Е„и асг соответственно

25 условному модулю упругости и коэффициенту линейного термического изменения размеров реального стержня, тагк как реостат 12 обеспечивает соответствие температуры образца и средней температуры реального стержня, что

ЗО является достаточным условием для выпо,пнсния приведенных равенств (в случае использования для изготовления образца и стержня тождественных составов смеси и применения иденпичных способов уплопнения).

Предмет изобретения

1. Прибор для гопределения податливости смеси, состоящий из печи нагрева и нагружа40 ющего механизма, вгблючающего двигатель, ходовой винт с гайкой, толкатель-рычаг для передачи усилия на образец, отла гаюгггггггг:я тем, что, с целью моделированич силового взаимодействия реальной отливки и стержня, 45 он снабжен копиром, выполненным в виде консольной балки переменного сечен ия и реостатом-задатчиком программы нагрева, закрепленными на гайке ходового винта так, что ось абсцисс |профиля копира и рабочая поверх50 ность реостата iIIaipaллельны оси вращения винта.

2. Прибор IIO п. 1, отличаюгггггггся тем, что высота и ш|ирина рабочего участка копира выполнены пропорционально изменению величин

55 соответственно свободной усадки и модуля у прутости реальной отливки при охлаж дении ее в интервале температур испыташш.

3. Прибор по пп. 1 и 2, отлггчаюггггггкя тем, что рабочие участки реостата и профпгля коп;г60 ра вдоль оси абсцисс выполнены равной дпины.

340932

Составитель Л. Красильникова

Техред А, Камышникова Корректор Е. )Каворонкова

Редактор Д. Пинчук

Типография, лр. Сапунова, 2

Заказ 1936/14 Изд. № 805 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мивистроэ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5