Устройство для определения силтрения между отливкой и литейнойформой

 

Союз Советских

Соцнаэктнческих

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 05. 79 (21} 2767304/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 070481. Бюллетень М 13

<>819719 (51)М. Кл

G N 33/20

В 22 0 25/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 74. .08(088.8) Дата опубликования описания 090481 (72) AsòÜðû изобретения

1

М. Ю. Ершов и А. П. Трухов. (71) Заявитель

Московский автомеханический институт. I г

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к приборам для определения силового взаимодействия отливки с литейной формой. Устройство может быть использовано в литейном производстве для наасЬждения величины удельных сил трения по поверхности раадела отливки а литейной формой и их зависимости от относительного смещения отливки и формы.

Известно, что между отливкой и литейной формой существует трение (напряжение сцепления), в результате которого отливка испытывает затруднение при усадке, приводящее к образованию горячих трещин или нарушению размерной точности. Для оценки вероятности образования горячих трещин необходимы данные о силах трения (напряжениях сцепления), действующих по поверхности раздела отливки и формы (1 .

В настоящее время для нахождения .величин этих сил трения (напряжений сцепления) используется устройство принятое за прототип, представляющее собой установленную на роликах, опирающихся на неподвижное основание, литейную форму, связанную с силоизмерительным, устройством, причем ли2 М тейная форма состоит из двух полуформ, неподвижных относительно друг друга (2).Известное устройство работает следующим образом.

После заливки расплава в литейную форму отливка (образец) оказывается жестко связанной одним концом с неподвйжным основанием, а другим концом с измерителем перемещений. При усадке отливка вытягивается из формы, при этом регистрируются суммарное усидие трения между, отливкой и формой и перемещение свободного конца отливки относительно литейной

15 формы.

Однако при определении силы трения допускается методическая погрешность, сниМающая точность измерений, что подтверждают исследования, 2О проведенные на установке, аналогичной Е23. На образце (40х40х460 мм), связанном одним концом с силоизмерительным устройством высокой жесткости, производилась запись усилий и перемещений поверхностных слоев формы и самого образца в четырех совмещенных точках.

Испытания показали, что сразу после заливки сплава в литейную форму

30 начинается интенсивное расширение (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ ТРЕНИЯ

МЕЖДУ ОТЛИВКОЙ И ЛИТЕЙНОЙ ФОРМОЙ

819719 высохшей корки формы, образовавшаяся, перемещения на неподвижной полуформе. в этот момент корка отливки за счет Для устранения перекосов подвижной сил трения (сцепления) связана с полуформы служат направляющие 6. Жесткоркой формы и расширяется вместе кое удержание отлитого образца 7 с ней. Регистрируемое в этом случае подвижной полуформе достигается за

:.усилие является результатом взаимо- 5 счет уплотненной смеси 8, расширение действия только той части образца, которой компенсирует зазоры в резулькоторая связана с силоизмерительным тате усадки.. устройством, поскольку другая часть Подвижная полуформа 5 через датрастягивается формой в противополож- чик силы 9 связана с одним концом рыном направлении, а средний участок 0 чага 10, закрепленного на основании 1, остается неподвижным. Таким образом, на другой конец рычага 10 воздействузначение удельной силы трения в этот ет винт 11, связанный с гайкой 12, период может быть рассчитано не для имеющей маховик 13. Для измерения певсего образца, а только для той его ремещений служит датчик 14, установчасти, которая примыкает к измерите- ленный на неподвижном основании и свялю силы. Определение длины этой части 5 эанный с подвижной полуформой через образца практически невозможно, так датчик силы. Сигнал от датчиков силы как она изменяется во времени. и перемещений поступает на усилиПо мере охлаждения сплава и возрас- тель 15 и на регистрирующий прибор 16. тания его прочностных, характеристик Измерение температуры в поверхностобразец начинает усаживаться, причем 20 ных слоях формы 4 и в образце 7 проусадка осуществляется постепенно от изводится термопарами 17, вклкцхеннысвободного конца к заделке, при этом . ми в регистрирующий прибор 18 через на свободном конце происходит макси- переключатель 19. мальное перемеЩение образца относи- Устройство работает следующим обтельно фоРмы, а около заделки оно .25 разом.

Неподвижную полуформу 4 с уплотНа известном приборе регистрируе- ненной в ней смесью устанавливают на мое перемещение принадлежит только основание 1 и фиксируют зажимом 2. свободному концу отливки, закреплен- Подвижную полуформу 5 с уплотненным ный конец. вообще не перемещается. З0 в ней слоем формовочной смеси 8 устаТаким образом, в каждой точке величи- навливают на неподвижную полуформу. на смещения отливки относительно фор- Вращая маховик 13, с помощью винмы не одинакова и изменяется от мак- . та 11 выбирают возможные зазоры. В симума (регистрируемое значение) до полость подвижной полуформы заливануля. Поскольку величина силы трения ют расплав. По прошествии заданного зависит от перемещения отливки отно35 времени или достижении необходимо и сительно формы ГЗ и Е43,то регистриру-, температуры вращением маховика 13 емая сила трения является в этом слу- осуществляется перемещение подвижной чае усредненной величиной, не отра- полуформы с измерением и записью усижающей ее реального значения на каж- лий И перемещений. дом отдельном участке. 40 . При определении силы трения в каЦелью изобретения является повы- честве переменного параметра принишение точности определения сил тре- мается время от момента заливки обния во всем периоде взаимодействия разца или температура в поверхностотливки с формой. ном слое образца, а также перепад цель достигается тем, что в уст- 45 температур между отливкой и формой. ройстве для определения сил трения Использование предложенного устмежду отливкой и литейной формой одна ройства позволит более точно опредеиз полуформ снабжена приводом и уста- лять силу трения между отливкой и новлена с возможностью перемещения формой so всем периоде их взаимодейoTHocHTBJlbHo другой полуформы, за- 50 ствия, а также подробнее изучить крепленной неподвижно на основании, физику взаимодействия поверхностных при этом .привод связан с подвижной слоев отливки и формы. Данное устройполуформой через датчик силы, а под- . ство может быть использовано для вижная полуформа связана с неподвиж- подбора рецептур формовочных смесей, ным основанием через датчик переме- дающих с выбранным сплавом необхощений. димые напряжения сцепления. Такие реНа фиг. 1 схематично изображено "зультаты могут быть использованы, предлагаемое устройство; на фиг. 2 например, как для устранения горячих показана динамика развития усилия трещин, возникающих в отливках, так и деформации отливки и формы в извест- и при проектировании качественных ном устройстве. 60 отливок.

На основании 1 устройства с помо- Формула изобретения щью зажима 2 и упора 3 установлена Устройство для определения сил неподвижная полуформа 4. Подвижная трения между отливкой и литейной полуформа 5, в которую заливается формой, содержащее две полуформы, оса плав установлена с возможностью 65 нование и датчики силы и перемещений.

819719

Живит у ф Ф (к4

Ярон мин):

9Ьа Р

Заказ 1373/24 Тираж 907

ВНИИПИ

ПодписВЮФ

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 о т л и чающееся тем, что, с целью по повышения точности определения сил трения во всем периоде взаимодействия отливки с формой, одна из полуформ снабжена приводом и установлена с воэможностью перемещения относительно другой полуформы, закрепленной: неподвижно на основании, при этом привод связан с подвижЛЬй полуформой через датчик силы, а подвижная полуформа связана с неподвижным основанием через датчик перемещений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Баландин Г. Ф., Степанов Ю.A.

О силовом взаимодействии отливки и

Формы. Известия вузов. "Машиностроение", 1961, 9 1.

2 Степанов t0. A. Прибор для иэо мерения сил трения между отливкой ф рмой. Сб. Передовой научно-технии

5 ческий и производственный опыт, ЦИТЭИН, 1960 (прототип).

3. Баландин Г. Ф., Степанов Ю А

С

° ° у ° ° иловое взаимодействие отливки и формы. Сб. Взаимодействие литейной фор10 мы и QTJIHBlcH М., иэд. Академии на ук СССР, 1962.

4. Константинов Л. С. и Карпов И.В.

Влияние внеШнего трения на образование горячих трещин в отливках, "Литейное производство", 1970, Р 11

15 с. 3-4.

У У . I