Устройство для определения длительности отверждения литейных стержней

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (> l)1004807 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.10.79(21) 2822733/22-02 с присоединением заявки № (23)ПриоритетОпубликовано 15.03.83- Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 17.03.83 (5! )М. Кл.

9 01 М 3/00

В 22 С 1/00

Геоудзрстюиек комктет ое делом кзобротекий и открытий (5З) УДК621.742. .59 (088.8) ° Ъ;

Ю. П. Ледя н, Д. М. Кукуй, И.А. М атлин, В. Г. Басс, В. Р,. БалинскиФ(и Н. Н.Гуров (72) Авторы изобретения с

Белорусский ордена Трудового Красного Знамен1с, политехнический институт (7l) Заявитель (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, со5 держащих электропроводные связующие материалы.

Известно устройство для определения скорости твердения смесей, состоящее из стального кольца и плиты, нагретой до

230 С 1 .

Это устройство позволяет определить. длительность твердения по толщинЕ упрочненного слоя смеси в зависимости от выдержки в стальном кольце, установлен- 15 ном на нагретой плите, но не может быть использовано для определения длительности твердения готовых стержней.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому 2О результату является устройство для определения длительности отверждения стержневых смесей электрическим методом, состоящее из двух плоских круглых электродов, между которыми находится уплотненный в виде таблетки образец сме» си, источника тока и регистрирующего прибора. Нагревание и отверждение образца смеси осуществляется при помощи электронагревателей, вмонтированных в электроды t 2).

Данное устройство не обеспечивает до статочной точности измерения, так как на показания прибора влияет усилие прижатия электродов к образцу. Кроме этого, перемещение фронта твердення смеси осуществляется от поверхности электродов вглубь образца, что сильно искажает результаты. Это устройство может быть использовано толысо для анализа длительности твердения образца, изготовленного из смеси, использовать же его для определения длительности твердения готового стержня не представляется возможным.

1селыо изобретения является повышение точности и надежности измерения

10! } t &07 длительности отверждения стержней в ос на ст.се.

Г!оставлен!сая цепь достигается тем, чтэ в устройстве для определения длительности Отверждения литейных стержней, состоящем из электродов, источника переменного тока и регистрирующего прибора, электродь! закреплены в основной диэлектри сеской пластине, с противоположной стороны которой посредством резьбового соединения установлен держатель в виде цилиндрического штока с рукояткой, а -.Dprrrr электродов, пэгружаемые в стержень, имеют коническую форму.

С целью регулирования глубины погружения электродов в стержень на держателе установлена дополнительная диэлектрическа я пластина с о бе спече иной возможностью вращен!ся вокруг держате-: ля без перемещения вдоль его оси и с отверстиями, сквозь zDTDprre свободно пропущены электродь!, закрепленньче в основной диэлектрической пластине, причем эсно!зная диэ!!ектрическая пластIIEIB имеет во; мэж!гость перемещения в Осевом наг!ряr.:IID«!!i< относительно держателя при вращечии последнегэ за счет сэедннитег!ьной втулки с: резьбой ка наружноЙ и внутрспзной IIDDDрхностях, я торец дер- Зр жателя. Пэгружасмый в стержен!. вместе с электродами, вьп;элнен Er.- 20-60 мм длинее электродов и имеет кон!!ческую форму.

}}а фиг. 1 изображено устройство с

3 нерегулируемой глубиной погружения электродов, г!рэдэл!.Нь!й раз}зз; Ei= фиг, 2разрез Л-Л на фиг. Э (вариант устройства, который позволяет регул!1!ровать глубину пог}1ужения электродов в стер4О жень); на фиг, 3 - устройство, вид сверху; !га фиг. 4 =- узел крепления Основной диэлектри !еской пласти!гьr на держателе; на фиг. 5 — узел !срепле}!Ия дополнител! нэй диэлектрической пласти!гы ня держятеле.

У<-.тройство (фиг. 3 и, 3) состоит из металлических электродов 1, ко; Dрь!е закрепле!ц! в Основной диэлектрической пластине 2. Зс!ектроды 1 мэгут быть

5О плоскими или цилиндрически си, я пластина 2 — прямоугольной или круглой формы, }ислэ электродов зависит эт разме} ОВ устройства и кэ!!еблется о!. 2 до R. С верху на электродах нявинчены гайки Л и шайбы 4, которые служат для пэдсоеди55 пения проводов. Нижний торец элекгродса, погружаемый в стержень, имеег форму конуса. Н пластину 2 ввинчен держатель, состоящий !сз цилиндрического штока 5 с резьбой и диэлектрической рукоятки 6.

}3 варианте устройства, предназначенном для погружения электродов в стержещ на постоянную глубину (фиг. 1), торец держателя ввинчен в глухое отверстие с резьбой, выполненное непосредственно в пластине 2, 13 варианте устройства, обеспечивающем изменение глубины погружения электродов в стержень, стержень 5 выполняется более длисп!ьсм (на 20-60 мм), !

Ом электродь!, и прэходит сквозь отверстие в пластине 2, в котором установ= лена втулка 7 с буртиком. }Зтулка 7 меет эезьбу на !гаружной и внутренней поверхности и при пэм Ощи га йки Я зафик» сирована относительно плястинь! 2.

}}в фиг. 4 укрупненно пэказан подвижссый узел, состоящий из втулки 7, QcHDB» ной диэ-сектрическэй пластины 2 и гайки

8, которая фиксирует пластину 2 относительно втулки 7. 11ри вращении держате ля, состоящего из штока 5 и рукояти 6, втутка 7 перемещается вдоль эси штока .з вместе с закрепленной на пей пластиной 2. Для предотвряще}пся провэрачивания rUIQcTHEII 2 относ!гтельнэ втулки 7 отверстие в пластине может бы-:ü выполнено квадратной или прямэугэльнсй формы, 13 этом птучае наружная поверхность втулки 7. сопряжающяяся с гцтястинэй 2, имеет соответственно форму квадрата или прямоугэ!П.ника. }3hIDDTB прям эугэльнэй части соответствует толщине пластины.

1}а расстоянии, равнэм длине электродов, на штоке 5 (см, фиг. 2) имеется буртик, который служит для предотвращс ния перемещения в осевом направлении дополнительной диэлектрической пластиEv=! 9, зафиксированной при помощи гайки

10 и шайбы 11. 13 пластине 9 вь полнеEII:! Отверстия, сквозь которь!е проходят змеритель}ц!е электроды 1. Пластина 9 закреплена таким образом, что стержень

5 свободно в нем поворачивается вокруг

СВОЕЙ DC!I, }}а фиг. 5 укрупненно показано крепление дополсп!тельной диэлектрической пластины 9 на штоке 5, на котором име»ется буртик для предотвращения осевого перемещения пластинь! 9 относительно оси штока 5. Конструкция ужа обеспечивает поворот пластины 9 относительно штока

5 без осевого перемещения.

Устройство работает следующим образ ом.

07 6 значения и дальнейшая выдержка ее практически не изменяет.

После полного затвердевания смеси устройство за рукоятку 6 извпекается из стержня и может быть использовано дпя контропя спедующего стержня.

При контроле длительности твердения стержней в поточно-массовом производстве целесообразно применять вариант устройства без регулирования длины эпектродов (фиг. 1 ). В этом случае необходимо вначале определить дпину эпектрс дов (в зависимости от глубины контролируеМого слоя), а затем изготовить нужное количество устройств.

В зависимости от технологии изготовления стержней устройство может непс средственно погружаться в стержень после его изготовления (при тепловой сушке), ипи уже устанавливаться в канале, выпопненном в стержневом ящике до его заполнения смесью (при изготовлении стержней по горячим ипи хоподньпт ящикам).

Устройство с регулируемой длиной электродов (фиг. 2) целесообразно применять в экспериментальных работах, так как она является универсальной и позволяет контролировать твердетше стер жней любой конфигурации и на любую глубину.

3а счет того, что длина штока 5, выходящего за пределы дополнитепьной пластины 9, больше, чем длина электродов 1, устройство может быть закреплено на наклонной ипи вертикальной поверхности стержня при малой глубине погружения электродов (5-10 мм). Р этом случае шток 5 удерживает устройство от опрокидывания и выпадания из стержня.

Устройство может быть использовано дпя определения дпитепьности твердения не только формовочных и стержневых смесей, но и любых смесей, состоящих из твердого напопнитепя и жидкого эпектропроводного связующего материала, например, при изготовлении древесно-стружечных плит и других изделий из npe— весной стружки и синтетической смолы.

Пример. Предлагаемое устройство используется дпя контроля длительности твердения сгандартных образцов (восьмерок), изготавпивавшихся из стержневой смеси, содержащей 3% фенопоспирта и отверждавшейся при 230 С в нагреваемой оснастке.

B таблице приведены резупьтаты измерения эпектрической проводимости,сме. си в процессе отверждения.

5 10048

Перед началом измерения необходимо подключить электроды к измерительной схеме (не показана) и установить необходимую гпубину погружения электродов в стержень (дпя варианта устройства с регулируемой глубиной погружения алектродов). Для этого необходимо вращать рукоятку 6 относитепьно дополнительной диэпектрической пластины 9. При этом втулка 7 перемещается вдоль штока 5 т0 по резьбе и передвигает основную ппаотину 2 вместе с закрепленными на нем электродами 1 относительно допопнитепьной пластины 9. Таким образом регупи-: руется длина электродов, выступающих т5 за пределы дополнительной пластины 9.

Глубина погружения электродов зависит от габаритов стержня и топщины слоя смеси, твердение которого необходимо контропировать. 20 .

Длину электродов 1, выступающих за пластину 9, т.е. глубину погружения их в стержень, следует устанавливать до погружения устройства в стержень, так как при вращении держателя, погруженно- >5

ro в стержневую смесь, с целью увеличения глубины погружения электродов в стержень, происходит значительное увеличение диаметра отверстий в смеси,в резупьтате чего ухудшается контакт между 30 смесью и электродом. В случае испопьзования смесей, имеющих низкую прочность в сыром состоянии, происходит сильное расшатывание устройства и контакт электродов со смесью нарушается. 3S

После включения измерительной схемы устройство погружается электродами в стержень. В связи с тем, что диаметр электродов небольшой (1,5-- 3 мм), они могут погружаться не только в знаковую часть, но и в рабочую поверхность стержня, 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 споя смеси определяется длиной электродов 1, иыступающвх за пределы пластины 9, т.е. той частью эпектродов, которая погружается в смесь.

По мере твердения стержня эпектрическая проводимость стержневой смеси постепенно понижается. Это справедли55 во как дпя стержней колодного, так и горячего твердения. В момент полного затвердевания стержня эпекгрическая проводимость достигает минимального

1 004807

Длительность отвсржде ния, мин.. ->л ех т ро пров од ность

Кх10; См

95 55 425 4 20 428 4 54 549

Как показывают эксперименты, минимальная электропроводность К=.4.-2 3 О См

О соответствует полному затвердевению связующего материала, Выдеряска образца в ящике свыше 4 мин. приводит к деструкции фенолоспирта, в результате чего выделяется углерод, повышающий проводимость смеси. При исследовании жидкостекольных смесей электрическая проводимость после полного затвердевания связующего материала не возрастает.

Использование же устройства соглас29 но известному техническому решению в данном случае практически невозможно, так как конструкция электродов не позво= ляет установчть их на стержни. Крометого, на точность измерения и надежность

25 работы устройства по прототипу большое влияние оказывает степень затвердевания тонкого поверхностного слоя смеси, ко торая определяется величиной температуры поверхности электродов.

36

В предлагаемом устройстве степень за-.вердевания поверхностного слоя вооЬ- ще не оказывает влияния на точность измерения, так как электроды погружаются вглубь стержня и контролируют достаточно толстый слой смеси. 3((Кроме того, устройства по прототипу не может быть использовано для контра ля длительности отверждения смесей, имеющих низкую прочность в сыром соо- 46 таянии, например иесей, отьерждаемых в нагреваемой оснастке.

Устройство по прототипу не позволяет также изменять толщину контролируемого слоя стержня. 4

Таким обрезом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности и надежности измерения мстительности отверкдения стержней в оснастке, 9*I

Г

Формула изобретения

1 . Устройство дпя определения длительности отверждения питейных стержней, состоящее из электродов, источника переменного тока и регистрирующего прибора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения длительности отвер ждения стержней в оснастке,, оно сн бжено основной диэлектрической плао» тиной с держателем, электроды укреплены в этой пластине, с противоположной стороны которой посредством резьбового сое. динения установлен держатель в виде цилиндрического штока с рукояткой, а тор пы электродов, погружаемые в стержень, имеют коническую форму.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч ею 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 пластине, причем основная пластина имеет возможность перемещения в осевом направлении относительно держателя при вращении последнего за счет соединительной втулки с резьбой на наружной и внутренней поверхности, а торец держателя, погружаемый в стержень вместе с электродами, выполнен на 20-60 мм длиннее электродов и имеет коническую форму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сб. Изготовление стержней по нагреваемой оснастке М., Машиностроение, 1970, с. 64.

2. 566 Ог Ь б, 1971, 19, % 2, с. 50-53.

1 оо4ео ut.3

> Ona8n-, Составитель С. Тепляков

Редактор H. Горват Текред Г,Фанта Корректор H. Король

Заказ 1869/52 Тираж 8 71 П одпис ное

ГЗНИИПЧ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4