Устройство для определения предела прочности формовочной смеси на разрыв

(57) Изобтанию мат ие относится к испыость, в про и с ов ь т ержневыхлитейномения - уп тности ормовоч месей,зводств ользуемых Цель изоб кции и по Устройств ощечност ыше ние констр измерения. ля определ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Прибор для определения прочности смесей на разрыв в зоне конденсации влаги.Модель 05212. -Руководство по эксплуатации 05212.00.000 РЭ1981, разработка Харьковского фиала ВНИИлитмаш,СТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕСТИ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ НА ния предела прочности формовочнои 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- э го рычага 4, второй конец которого контактирует с отрывным кольцом 2 гильзы 1, силоизмеритель содержа- С щий 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 ил35 Изобретение относится к испытаниюматериалов, в частности формовочныхи стержневых смесей, используемыхв литейном производстве, на прочность.Цель изобретения - упрощение кон 5струкции устройства и повышение точности измерения.На чертеже приведена схема устройства для определения предела прочности формовочных смесей на разрыв,Устройство содержит разъемную гильзу 1 с отрывным кольцом 2, в которойнаходится заформованный образец 3из,испытуемой смеси, С упорным пояском отрывного кольца 2 контактируетсиловой рычаг 4, ось поворота которого закреплена на чувствительном элементе тензометрического датчика 5.Над торцом гильзы 1 расположен нагреватель б с направляющей 7, С нагревателемб через вилку 8 контактируетповоротный рычаг. 9, снабженный возвратной пружиной 10. На вал электродвигателя 11 насажены кулиса 12 и купачок 13, Кулиса 12 контактирует срычагом 9, а кулачок 13 - со штырем14, заключенным в направляющую 15, ,Ытьрь 14 через пружину 16 контактирует с силовым рычагом 4. На силовомрычаге 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 40 питаются и остальные элементы электрической схемы устройства (не показано). Цуп 21 подключен к входукоммутатора 24, второй вход которого соединен с датчиком 5, а выход - с нереверсивным аналого-цифровым пре 45 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 образол.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 уменьшатьсяПо мере увеличения этого напряжения возникает рассогласование сигналовна входе элемента 26 сравнения, которое усиливается усилителем 27 рассогласования, что приводит к открытию ключа 21, Очередной импульс от генератора 32 поступает на вход счет 5 чика 33, вызывая увеличение числа в нем на 1. Соответственно на 1ступеньку 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 зистор 22 - смесь. Цепь обратной связи (резистор 28 и диод 29) уменьшает коэффициент передачи усилителем 27 ,отрицательного напряжения.Благодаря тому при увеичении 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 35 смеси между щупом 21 и гильзой 1 переходит через экстремум, т.е. в момент 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 комму 45 татора 24, в результате чего к входу АЦП 25 подключается выход тензометрического датчика 5 и отключается делитель резистор 22 - смесь. Кроме того, запускается формирователь 39 50 импульса, который осуществляет сброс счетчика 33, снимается напряжение с усилителя 4 1 мощности, а через усилитель 42 мощности включается вращение электродвигателя 11 в противопо ложную предыдущему этапу сторону,т.е. кулачок 13 и кулиса 12 вращаются против часовой стрелки. При этом рычаг 9 под действием возвратной пружины10 поворачивается, осуществляя подьем нагревателя 6. Угол поворота рычага ограничен упором (не показан).Одновременно кулачок 13 воздействуетна штырь 14, который, перемещаясьв направляющей 15, сжимает пружину16, создавая усилие на силовой рычаг4. Вилка на конце рычага 4 входит всоприкосновение с пояском на отрывном кольце 2, после чего начинаетсянарастание усилия нагружения но закону, определяемому профилем кулачка 13 (к этому времени нагреватель бподнят)Усилие воспринимается тензодатчиком 5, что приводит к ростусигнала на его выходе. При этом вАПП 25 происходит формирование импульсов на вход счетчика 33 аналогично тому, как это происходило принарастании сигнала с выхода делителярезистор 22 - смесь,Когда произойдет разрушение образца 3 (отрыв кольца 2), усилие надатчик 5 уменьшается скачком, чтоприводит к появлению на выходе усилителя 27 отрицательного напряжения,достаточного для срабатывания порогового элемента 30, Последний вызываеточередное переключение регистра 37сдвига, при котором все его выходыобнуляются, что приводит к снятию напряжения с усилителя 42 мощности иостанову электродвигателя 11. Пово:рот рычага 4 при отрыве кольца 2 приводит к попаданию флажка 17 в прорезь бесконтактного конечного выключателя 18. Единичный сигнал с выходапоследнего через схему ИПИ 40 и усилитель 41 мощности включает электродвигатель 11. При вращении по часовойстрелке 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 прорезиконечного выключателя 18, посколькупри этом исчезнет сигнал с входа схемы ИЛИ 40 и электродвигатель 11 остановится. Это положение устройстваявляется исходным. Конец силового рычага 4 опущен ниже уровня пояска накольце 2, нагреватель 6 поднят с зазором над гильзой, что позволяет извлечь гильзу и вставить затем гильзус новым образцом. Когда гильза извлекается из устройства, происходитсброс сдвигового регистра 37 в исход1430806 Составитель А.АбросимовРедактор А,Лежнина Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска Заказ 5334/43 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ное состояние единичным сигналом свыхода конечного выключателя 20. Висходном состоянии регистра 37 в первом разряде записана 1 в осталь"95.ных - О,Упрощение конструкции устройствадостигается за счет замены двух пневмоприводов, источника сжатого воздуха (компрессора) и пневмосхемы управления одним электроприводом, посложности аналогичным компрессорупрототипа.Повышение точности измерения обеспечивается компоновкой устройства,при которой уменьшается вес частей,воздействующий на чувствительный. элемент датчика, благодаря чему можетбуть увеличено усилие, передавамоена датчик при одном и том же усилиина образец, что и обуспечивает увеличение чувствительности и точностиизмерения устройства.Экономическая эффективность отиспользования изобретения получается"за счет снижения трудоемкости изготовления устройства, уменьшения егогабаритов и веса. Кроме того, повышение точности измерения в конечномитоге приводит к снижению брака литья, что также обеспечивает получение экономического эффекта..Формула изобретенияУстройство для определения предела прочности формовочной смеси на 35 разрыв содержащее разъемную гильзу,Уузел запуска цикла измерения, нагреватель, снабженный направляющей и поворотным рычагом с возвратной пружи 40 ной, силовозбудитель, соединенный ссиловым рычагом, конец которого выполнен с возможностью контакта черезвилку с отрывным кольцом гильзы, нереверсивный аналого-цифровой преобразователь, тензометрический датчик,подсоединенный через коммутатор квходу нереверсивного аналого-цифро-.вого преобразователя, а также блокуправления, 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, выполненйая свозможностью контакта с поворотнымрычагом нагревателя, штырь с однойстороны выполнен с возможностью контакта с кулачком, а с другой черезнаправляющую и пружину - с силовымрычагом, на котором закреплен флажок, причем ось поворота силовогорычага закреплена на чувствительномэлементе тензометрического датчика,бесконтактный конечный выключательсоединен электрически с одним входомблока управления, другой вход которого соединен с одним выходом аналого-цифрового преобразователя, другойвыход которого соединен с вторымвходом реверсивного двигателя,