Определение прочностных свойств формовочных и стержневых смесей

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Цель работы - изучить устройство приборов, научиться изготавливать стандартные образцы и определять прочность формовочных и стержневых смесей. Выявить и исследовать зависимость прочности формовочной смеси от степени уплотнения.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

Определение прочности. Устройство приборов и методика проведения испытаний.

Формовочные смеси в зависимости от вида литейной формы (сырая, сухая, подсушенная) испытываются на прочность в сыром и сухом состоянии. При формовке по сырому прочность смеси определяется во влажном состоянии путем испытания стандартных образцов на сжатие.

 

Рисунок 1. Прибор для определения предела прочности образцов на сжатие

 

Определение производят на рычажном приборе (рисунок 1) по образцам, прошедшим испытания на газопроводность. С помощью деревянного выталкивателя образец осторожно извлекают из гильзы и устанавливают на площадку 6 рычажного прибора, предварительно проверив, чтобы указатель 4 каретки 2 стоял на делении 0 шкалы рычага 5. Затем с помощью винта 8 и верхней площадки 7 производят зажим образца и вращением рукоятки 3 винта 1 перемещают каретку 2 до тех пор, пока под действием сжимающей нагрузки образец не разрушится; при этом указатель 4 фиксирует на рычаге 5 разрушающее усилие.

Рисунок 2. Прибор для определения предела прочности

на растяжение образцов

 

Прочность на сжатие образцов во влажном состоянии, а также на растяжение сухих образцов замеряют в кг/см², т.к. приборы имеют соответствующую градуировку шкал. Полученные результаты выражают в размерности СИ (1 кгс/см² = 10⁵ Па = 0,1 МПа). Испытание проводят на трех образцах; значение предела прочности принимают как среднее арифметическое значение трех определений. При формовке по сухому или проверке стержневых смесей предел их прочности определяют растяжением сухих образцов, имеющих форму восьмерки.

При испытании на рычажном приборе (рисунок 2) перед закреплением образца в зажимах 1 рычаг 3 устанавливают в горизонтальном положении с помощью груза 2. Вращением гайки 7 поднимают нижний захват в верхнее крайнее положение, устанавливают образец, затягивают зажимы до плотного соприкосновения их с образцом, после чего оттягивают затвор 4. Дробь из воронки 5 высыпается в ведро 6, в результате к образцу прикладываются возрастающие растягивающие усилия. В момент разрыва образца рычаг 3 падает и затвор 4 прикрывает выходное отверстие воронки 5. Дробь взвешивают и определяют предел прочности смеси при растяжении по таблице 1.

Таблица 1

Предел прочности при растяжении смеси в кгс/ см²

Граммы	Килограммы
	- 0,08 0,16 0,24 0,32 0,40 0,48 0,56 0,64 0,72 0,80 0,88 0,96 1,04 1,12 1,20 1,28 1,36 1,44 1,52	1,60 1,68 1,76 1,84 1,92 2,00 2,08 2,16 2,24 2,32 2,40 2,48 2,56 2,64 2,72 2,80 2,88 2,96 3,04 3,12	3,20 3,28 3,36 3,44 3,52 3,60 3,68 3,76 3,84 3,92 4,00 4,08 4,16 4,24 4,32 4,40 4,48 4,56 4,64 4,72	4,80 4,88 4,96 5,04 5,12 5,20 5,28 5,36 5,44 5,52 5,60 5,68 5,76 5,84 5,92 6,00 6,08 6,16 6,24 6,32	6,40 6,48 6,56 6,64 6,72 6,80 6,88 6,96 7,04 7,12 7,20 7,28 7,36 7,44 7,52 7,60 7,68 7,76 7,84 7,92	8,00 8,08 8,16 8,24 8,32 8,40 8,48 8,56 8,64 8,72 8,80 8,88 8,96 9,04 9,12 9,20 9,28 9,36 9,44 9,52	9,60 9,68 9,76 9,84 9,92 10,00 - - - - - - - - - - - - - -

 

Например, вес дроби составил 3,450 кгс. Сила веса 1 кгс = 10 Н. В таблице 1 по горизонтали находим цифру 3, а по вертикали 450, пересечение линий дает величину предела прочности образца при растяжении, т.е. 5,52 кгс /см² или 55,2 Н.

Испытание проводят также на универсальном приборе УП модели 083 М (рисунок 5.3). Прибор состоит из чугунной станины 1, во внутренней полости которой находится ось 3. На внутренней части оси 3 свободно подвешен маятник 4, а на наружном конце оси жестко закреплен рычаг 2. На рычаге 2 и маятнике 4 имеются верхние и нижние гнезда для установки приспособлений для испытания образцов.

Горизонтальная ось 3 через систему червячных передач получает вращение от электродвигателя, установленного внутри станины и отклоняет рычаг от вертикального положения. При этом отклоняется от вертикального положения маятник 4 и возникает усилие, действующее на образец. При испытаниях более прочных образцов приспособления устанавливаются в верхних гнездах рычага и маятника, а при испытании менее прочных (сырых) - в нижних. На нижнем конце рычага 2 смонтирован микропереключатель 8 для реверса и микропереключатель 9 для остановки электродвигателя при подходе рычага к ограничителю хода 10.

 

Рисунок 3. Схема прибора модели 083 М для определения прочностных свойств смесей

 

К передней стенке станины, в нижней ее части, прикреплена дуга 5, на которой выполнены четыре шкалы 6. Отсчет усилия производится по указателю 7, закрепленному на маятнике. Включение прибора производится пускателем 11.

С помощью прибора 083 М можно определять прочность на сжатие и на срез сухих и сырых образцов, а также прочность на разрыв и изгиб сухих образцов. Определение прочности на разрыв и изгиб, а также определение прочности на сжатие весьма слабых образцов производится с применением специальных приспособлений, которые в данном методическом руководстве не рассматриваются.

Пределы испытаний на приборе модели 083 М на разрыв сухих образцов - 2450 кПа (25 кгс/см²), на сжатие сухих образцов - 686 кПа (7 кгс/см²), на сжатие сырых образцов - 137,2 кПа (1,4 кгс/см²), на сжатие весьма слабых - 29,4 кПа (0,3 кгс/см²) образцов, на изгиб сухих образцов - 539 кПа (5,5 кгс/см²), на срез сухих образцов - 539 кПа (5,5 кгс/см²), на срез сырых образцов - 107,8 кПа (1,1 кгс/см²).

3. Порядок проведения работы

Приготовить стержневую и две формовочные смеси (для формовки по сырому и по сухому). Составы и режим приготовления смесей задается преподавателем.

1. Определить предел прочности при сжатии смеси во влажном состоянии. Испытание повторить три раза.

2. Определить предел прочности при растяжении смесей в сухом состоянии. Испытание каждой смеси провести на трех образцах.

Результаты испытаний занести в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты определения прочности

Вид испытания на прочность	Инд образца	Показатели приборов	Результаты испытаний
На сжатие по сырому
На разрыв формовочной смеси по сухому
На разрыв стержневой смеси по сухому

 

3. Обработка результатов

3.1. Определить средние арифметические значения прочностных свойств смесей и данные занести в таблицу 2.

3.2. Для указанного преподавателем варианта испытаний рассчитать: - среднее квадратическое отклонение среднего арифметического, например: :

- доверительную границу d_р среднего арифметического при тербуемой доверительной вероятности Р:

Р =; t_р =; d_р =.

3.3. Привести окончательный результат определения прочности.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3