Устройство для определения предела прочности формовочной смеси на разрыв

 

Изобретение относится к испытанию материалов на прочность, в частности формовочных и стержневых смесей, используемых в литейном производстве . Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности измерения. Устройство для определеп ния предела прочности формовочной г смеси на разрыв в зоне конденсации влаги содержит разъемную гильзу 1, в которую заформован испытуемый образец 3, нагреватель 6 для торцового нагрева образца, соединенный через поворотный рычаг 9 и кулису 12 с валом электродвигателя 11 переменного тока, задатчик времени нагрева, фиксирующий момент нахождения переувлажненного .слоя на уровне разъема гильзы, силовозбудитель, содержащий упомянутый электродвигатель 11, на вал которого насажен кулачок 13, воздействующий через штырь 14, выполненньм в направляющей , и пружину 16 на конец силового рычага 4, второй конец которого контактирует с отрывным кольцом 2 гильзы 1, силоизмеритель, содержащий тензометрический датчик, на чувствительном элементе которого закреплена ось поворота силового рычага , а выход датчика подключен к входу нереверсивного аналого-цифрового преобразователя 25, осуществляющего запоминание максимальных показаний, узел запуска цикла измерения, блок 36 управления. 1 ил. & СО 00 О Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4182846/23-02 (22) 19.01.87 (46) 15.10.88. Бюл. ¹ 38 (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства (72) А.А.Зиньковский, В.Л.Деменко и А.М.Коган .(53) 621.742.57(088.8) (56) Прибор для определения прочности смесей на разрыв в зоне конденсации влаги.Модель05212. -Руководст- во по эксплуатации 05212.00.000РЭ, 1981, разработка Харьковского филиала ВНИИлитмаш, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕ-1

ДЕЛА ПРОЧНОСТИ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ НА

РАЗРЫВ (57) Изобретение относится к испытанию материалов на прочность, в частности формовочных и стержневых смесей, используемых в литейном производстве. Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение точности измерения. Устройство для определе(51) 4 01 N 3/00, В 22 С 1/00 ния предела прочности формовочной смеси на разрыв в зоне конденсации влаги содержит разъемную гильзу 1, в которую заформован испытуемый образец

3, нагреватель 6 для торцового нагрева образца, соединенный через поворотный рычаг 9 и кулису 12 с валом электродвигателя 11 переменного тока, задатчик времени нагрева, фиксирующий момент нахождения переувлажненного слоя на уровне разъема гильзы, силовозбудитель, содержащий упомянутый электродвигатель 11, на вал которого насажен кулачок 13, воздействующий через штырь 14, выполненный в направляющей, и пружину 16 на конец силово- Я

ro рычага 4, второй конец которого контактирует с отрывным кольцом 2 гильзы 1, силоизмеритель, содержащий тензометрический датчик, на чувствительном элементе которого закреплена ось поворота силового рычага, а выход датчика подключен к вхо- > ду нереверсивного аналого-цифрового р преобразователя 25, осуществляющего запоминание максимальных показаний, узел запуска цикла измерения, блок

36 управления. 1 ил °

Ю

1430806

Изобретение относится к испытанию материалов, в частности формовочных и стержневых смесей, используемых в литейном производстве, на прочность.

Цель изобретения — упрощение кон5 струкции устройства и повышение точности измерения.

На чертеже приведена схема устройства для определения предела прочно- 10 сти формовочных смесей на разрыв.

Устройство содержит разъемную гильзу 1 с oTpbIBHblM кольцом 2, в которой находится заформованный образец 3 из испытуемой смеси. С упорным пояском отрывного кольца 2 контактирует силовой рычаг 4, ось поворота которого закреплена на чувствительном элементе тензометрического датчика 5.

Над торцом гильзы 1 расположен нагре- 20 ватель 6 с направляющей 7. С нагревателем 6 через вилку 8 контактирует поворотный рычаг 9, снабженный возвратной пружиной 10. На вал электродвигателя 11 насажены кулиса 12 и ку- 25 пачок 13 . Кулиса 12 контактирует с рычагом 9, а кулачок 13 — со штырем

14, заключенным в направляющую 15., штырь 14 через пружину 16 контактирует с силовым рычагом 4. На силовом рычаге 4 имеется флажок 17, входящий в прорезь бесконтактного датчика — конечного выключателя 18. По- воротный флажок 19 входит в бесконтактный датчик — конечный выключатель 20.

Эпектроправодящий щуп 21 закреплен по оси нагревателя б и электрически соединен через резистор 22 с источником 23 питания, от которого также питаются и остальные элементы электрической схемы устройства (не показано). Цуп 21 подключен к входу коммутатора 24, BTopoH Bxop которогО соединен с датчиком 5, а выход— с нереверсивным аналого-цифровым пре45 образователем (АЦП) 25, содержащим элемент 26 сравнения и усилитель 27 рассогласования, охваченный цепью обратной связи из резистора 28 и диода 29. Выход усилителя 27 соединен с пороговым элементом 30 и управляющим входом ключа 31, через который генератор 32 импульсов соединяется с входом нереверсивного счетчика 33, кодовые выходы которого соединены с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) 34 и цифровым индикатором 35.

Блок Зб управления содержит сдвиговый Регистр 37, два формирователя

38 и 39 импульсов, схему ИЛИ 40 и два усилителя 4 1 и 42 мощности.

Устройство работает следующим образом.

Гильзу 1 с заформованным в нее образцом 3 из испытуемой смеси устанавливают в устройство. При этом гильза 1 воздействует на поворотный флажок 19, который выходит из прорези конечного выключателя 20, вызывая появление нулевого сигнала на его выходе, что приводит к снятию сигнала сброса со сдвигового регистра 37 и запуску формирователя 38 импульсов.

Последний формирует импульс, переводящий 1 из первого разряда сдвигового регистра 37 во второй разряд. Одновременно запускается второй формирователь 39 импульсов, который осуществляет сброс счетчика 33 импульсов. Появившийся сигнал на втором выходе регистра 37 через схему ИЛИ 40 и усилитель 41 мощности включает вращение электродвигателя 11 в ту сторону, что обеспечивает вращение кулисы 12 и кулачка 13 по часовой стрелке. Кулиса воздействует на рычаг 9, что приводит к опусканию нагревателя 6 на гильзу 1. При этом электродвигатель 11 работает на упор, обеспечивая надежное прижатие нагревателя 6 к гильзе 1. Щуп 21 внедряется в образец, его неизолированный конец находится.на уровне разъема гильзы 1. Выход делителя, образованного резистором 22 и сопротивлением смеси между щупом 21 и гильзой

1, на этом этапе цикла измерения подключен к входу АЦП 25 через коммутатор 24. По мере прогрева образца пары влаги, испаряющиеся из слоев, прилегающих к нагревателю, конденсируются в более глубоких слоях, вызывая образование переувлажненного слоя, который с течением времени пе- ремещается вглубь образца. Это приводит сначала к уменьшению сопротивления смеси между щупом 21 и гильзой

1, а затем, когда переувлажненный слой находится на уровне разъема гильзы, начинается постепенное увеличение этого сопротивления. Соответственно, напряжение, снимаемое с делителя резистор 22 — смесь, сначала увеличивается, а затем начинает уменьшаться °

По мере увеличения этого напряжения возникает рассогласование сигналов

1430806 на входе элемента 26 сравнения, которое усиливается усилителем 27 рассогласования, что приводит к открытию ключа 21. Очередной импульс от генератора 32 поступает на вход счет5 чика 33, вызывая увеличение числа в нем на 1. Соответственно на 1 ступеньку увеличивается напряжение на выходе ЦАП 34, что вызывает изменение полярности разности сигналов на выходе элемента 26 сравнения. Аналогично формируются последующие импульсы в счетчик 33 при продолжающемся увеличении сигнала с делителя ре- 5 зистор 22 — смесь. Цепь обратной связи (резистор 28 и диод 29) уменьшает коэффициент передачи усилителем 27, отрицательного напряжения.

Благодаря этому при увеличении входного напряжения возникающие на входе усилителя 27 отрицательные рассогласования в 1 дискрету (ступеньку напряжения с ЦЛЛ 34) не могут вызвать срабатывание порогового элемента

30. Когда же напряжение с делителя резистор 22 — смесь начинает уменьшаться, в то время как напряжение с выхода ЦАП 34 уменьшиться не может, так как счетчик 33 нереверсивный,на выходе усилителя 27 отрицательное напряжение начинает расти и растет до тех пор, пока не срабатывает пороговый элемент 30.

Таким образом, пороговый элемент

30 срабатывает, когда проводимость смеси между щупом 21 и гильзой 1 переходит через экстремум, т.е. в Mo— мент нахождения переувлажненного слоя. на уровне разъема гильзы. Сигнал с порогового элемента 30 поступает на вход сдвигового регистра 37, вырывая сдвиг единицы в нем в следующий разряд. При этом появляется единица на третьем выходе регистра 37, что приводит к переключению комму45 татора 24, в результате чего к входу

AUII 25 подключается выход тензометрического датчика 5 и отключается делитель резистор 22 — смесь. Кроме того, запускается формирователь 39 импульса, который осуществляет сброс счетчика 33, снимается напряжение с усилителя 4 1 мощности, а через усилитель 42 мощности включается вращение электродвигателя 11 в противопо- 55 ложную предыдущему этапу сторону,т.е. кулачок 13 и кулиса 12 вращаются против часовой стрелки. При этом рычаг

9 под действием возвратной пружины

10 поворачивается, осуществляя подьем нагревателя 6. Угол поворота рычага ограничен упором (не показан).

Одновременно кулачок 13 воздействует на штырь 14, который, перемещаясь в направляющей 15, сжимает пружину

16, создавая усилие на силовой рычаг

4. Вилка на конце рычага 4 входит в соприкосновение с пояском на отрывном кольце 2, после чего начинается нарастание усилия нагружения но закону, определяемому профилем кулачка 13 (к этому времени нагреватель 6 поднят) ° Усилие воспринимается тензодатчиком 5, что приводит к росту сигнала на его выходе. При этом в

AIJJI 25 происходит формирование импульсов на вход счетчика 33 аналогично тому, как это происходило при нарастании сигнала с выхода делителя резистор 22 — смесь.

Когда произойдет разрушение образца 3 (отрыв кольца 2), усилие на датчик 5 уменьшается скачком, что приводит к появлению на выходе усилителя 27 отрицательного напряжения, достаточного для срабатывания порогового элемента 30. Последний вызывает очередное переключение регистра 37 сдвига, при котором все его выходы обнуляются, что приводит к снятию напряжения с усилителя 42 мощности и останову электродвигателя 11. Пово:рот рычага 4 при отрыве кольца 2 приводит к попаданию флажка 17 в прорезь бесконтактного конечного выключателя 18. Единичный сигнал с выхода последнего через схему ИПИ 40 и усилитель 41 мощности включает электродвигатель 11. При вращении по часовой стрелке происходит возврат штыря 14, пружины 16 и рычага 4 в исходное положение, поскольку рычаг 4 неуравновешен. Так продолжается до тех пор, пока флажок 17 не выйдет из прорези конечного выключателя 18, поскольку при этом исчезнет сигнал с входа схемы ИЛИ 40 и электродвигатель 11 остановится. Это положение устройства является исходным. Конец силового рычага 4 опущен ниже уровня пояска на кольце 2, нагреватель 6 поднят с зазором над гильзой, что позволяет извлечь гильзу и вставить затем гильзу с новым образцом. Когда гильза извлекается из устройства, происходит сброс сдвигового регистра 37 в исход1430806

Составитель А.Абросимов

Редактор А.Лежнина Техред jl.Cåðäþêîâà Корректор И.Муска

Заказ 5334/43 тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ное состояние единичным сигналом с выхода конечного выключателя 20. В исходном состоянии регистра 37 в первом разряде записана 1 в остальЭ

5 .ных - О.

Упрощение конструкции устройства достигается за счет замены двух пневмоприводов, источника сжатого воздуха (компрессора) и пневмосхемы уп- 1О равления одним электроприводом, по сложности аналогичным компрессору прототипа.

Повышение точности измерения обе спечивается компоновкой устройства, при которой уменьшается вес частей, воздействующий на чувствительный. элемент датчика, благодаря чему может буть увеличено усилие, передавамое на датчик при одном и том же усилии на образец, что и обуспечивает увеличение чувствительности и точности измерения устройства.

Экономическая эффективность от использования изобретения получается

"за счет снижения трудоемкости изготовления устройства, уменьшения его габаритов и веса. Кроме того, повы.шение точности измерения в конечном итоге приводит к снижению брака ли- 30 тья, что также обеспечивает получение экономического эффекта. .Формула изобретения

Устройство для определения предела прочности формовочной смеси на 35 разрыв содержащее разъемную гильзу, У

l узел запуска цикла измерения, нагреватель, снабженный направляющей и поворотным рычагом с возвратной пружи40 ной, силовозбудитель, соединенный с силовым рычагом, конец которого выполнен с возможностью контакта через вилку с отрывным кольцом гильзы, нереверсивный аналого-цифровой преобразователь, тензометрический датчик, подсоединенный через коммутатор к входу нереверсивного аналого-цифро-. вого преобразователя, а также блок управления, соединенный с силовозбудителем, коммутатором, аналого-цифровым преобразователем и узлом запуска цикла измерения, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения, оно дополнительно содержит кулачок и кулису, штырь,снабженный направляющей и пружиной, флажок и бесконтактный конечный выклю-. чатель, причем силовоэбудитель выполнен в виде реверсивного электродвигателя, на выходной вал которого насажены кулачок и кулиса, выполнен IBH c возможностью контакта с поворотным рычагом нагревателя, штырь с одной стороны выполнен с возможностью контакта с кулачком, а с другой через направляющую и пружину — с силовым рычагом, на котором закреплен флажок, причем ось поворота силового рычага закреплена на чувствительном элементе тензометрического датчика, бесконтактный конечный выключатель соединен электрически с одним входом блока управления, другой вход которого соединен с одним выходом аналого-цифрового преобразователя, другой выход которого соединен с вторым входом реверсивного двигателя.