Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do badania masy formierskiej.Znane §a przyrzady do badania wlasnosci masy formierskiej, na przyklad przyrzad do po¬ miaru wytrzymalosci materialów, typu PFG firmy Georg Fischer AG /prospekt GM 711-26.1/1/, w którym badana próbke scieka sie pomiedzy szczeka nieruchoma a szczeka ruchoma. Ruchoma szcze¬ ka jest w nim wysuwana lub obciazana w kierunku drugiej szczeki za pomooa wrzeciona obrotowe¬ go, W lancuch elementów przenoszacych sile jest wbudowany cisnieniomierz, którego wielkosc pomiarowa jest przenoszona na manometr. Cisnienie, jakie zostaje zmierzone w chwili zniszcze¬ nia badanej próbki, odczytuje sie w nim jako wlasciwa wytrzymalosc na sciskanie.Inny przyrzec sluzy do okreslania wytrzymalosci na zginanie. W przyrzadzie tym znorma¬ lizowany pret z zageszczonej masy formierskiej uklada sie na dwóch pryzmach i poddaje obcia¬ zeniu za pomoca trzeciej pryzmy dzialajacej nan % drugiej strony pomiedzy obydwoma tymi pryz¬ mami wsporozyml. Równiez i w tym przypadku mierzy sie wartosc nacisku w chwili zniszczenia próbki i odczytuje wlasciwa wytrzymalosc na zginanie.Zageszczalnosc masy formierskiej, jak dotychczas, mierzono za pomoca jeszcze innego przy¬ rzadu /GF-prospekt nr GM 711-20/1/| w którym usypowy walec masy formierskiej byl sprasowywa- ny, a tym samym i zageszczany za pomoca tloka pod dzialaniem okreslonej sily, przy czym zmniej¬ szenie wysokosci uzyskiwane pod dzialaniem okreslonej sily stanowilo miare zageszczalnosci.Wszystkie te przyrzady oznaczaly sie ta niedogodnoscia, te nadawaly sie one w kazdym przypadku do jednego tylko rodzaju badania, a tym samym dostarczaly informacji o jednej tylko wielkosci pomiarowej.Celem wynalazku jeBt usuniecie tej niedogodnosci przez skonstruowanie przyrzadu umozli¬ wiajacego dokonywanie wielu pomiarów róznego rodzaju, ar przy tym zbudowanego z czesci, które nadawalyby sie do wykorzystania w nie tylko jednego rodzaju badaniach umozliwiajac tym samym osiagniecie pewnej obnizki kosztów wytwarzania. Przyrzad ten powinien ponadto imozliwiaó pro¬ stszy odczyt mierzonych wartosci pomiarowych.2 132 634 Cel ten zostal wedlug wynalazku osiagniety za pomoca przyrzadu do badania wlasnosci masy foimierskiej, opisanego nastepnie rodsaju, którego rarsedzie naciskowe Jest wyposazo¬ ne w zespól do pomiaru przemieszczenia wytwarzajacy sygnaly elektryczne oraz w zespól do pomiaru cisnienia, które sa polaczone z elektrycznym zespolem dc analizy wyników pomiaru, a ponadto ten zespól analizujacy zawiera wiele ukladów polaczen elekt rycznyeht za pomoca których bada sie oddzielnie wytrzymalosc na sciskanie, wytrzymalosc na zginanie oraz za- geszczalnosc.Przyrzad pomiarowy o cechach wedlug wynalazku umozliwia badanie wytrzymalosci na sci¬ skanie i zginanie oraz zageszczalnosc korpusów probierczych wykonanych z masy formierskiej, wzglednie usypanych z masy formierskiej, przy czym dany rodzaj badania nastawia sie w kaz¬ dym przypadku poprzez polaczenie na odpowiednie uklady polaczen umozliwiajace tez latwy od¬ czyt wyników pomiarów.Przedmiot wynalazku zostanie blizej opisany na podstawie przykladu jego wykonania uka¬ zanego na rysunku, na którym fig* 1 do 3 przedstawiaja schematycznie zespól wykonawczy przyrzadu pomiarowego przy trzeoh róznych rodzajach badan, a fig* 4 przedstawia schemat blo¬ kowy ukladu analizujacego* Na fig* 1 jest w obudowie 4 spoczywajacej na plycie podstawowej 4* za pomooa kolumn 4" przedstawione echematycznie naczynie cisnieniowe 1 wras s silownikiem 1* dwustronnego dzialania, do którego sprezone powietrze ze sprezarki nie przedstawionej na rysunku jest kierowane poprzez otwarcie zaworu V1* Zawór V2 sluzy do upuszczania sprezonego powietrza* Z naczyniem cisnieniowym 1 jest polaczony ponadto manometr 2, który pokazuje cisnienie, ja¬ kie w danej chwili panuje w naczyniu cisnieniowym 1* Do naczynia cisnieniowego 1 siega od dolu przesuwny tlok 5 z tloczyskiem 3, pozosta¬ jacym pod dzialaniem sily równej iloczynowi cisnienia panujacego w naczyniu cisnieniowym 1 przez pole przekroju poprzecznego tloka 3 i spychajacej go ku dolpwi* Silownik wywiera¬ jacy nacisk na tlok 5 ma postac silownika dwustronnego dzialania, przy czym oba zawory V1 i V2 spelniaja odwrotne funkcje podczas ruchu tloka 3 ku dolowi i ku górze. Tym sposobem podczas ruchu ku górze sprezone powietrze jest wpuszczane do górnej czesci cylindra po¬ przez zawór V1, podczas gdy z dolnej czesci cylindra sprezone powietrze uchodzi poprzez za¬ wór V2, zas podczas ruchu ku górze odwrotnie. Tloczysko 3 pelni jednoczesnie funkcje na¬ rzedzia naciskowego3* ' Równie dobrze jednak zawór wlotowy i wylotowy moga byc umieszczone w kazdym przypad¬ ku odpowiednio w górnej i dolnej czesci oylindra* Predkosc przemieazczania oraz sile dzia¬ lania tloka okreslaja wlasciwosci przeplywowe zaworów wzglednie charakterystyka czasowa zmian cisnienia w naczyniu cisnieniowym* Gdy tlok natrafi na opór, to nastepuje opóznienie jego ruchu lub zatrzymanie go, przy czym cisnienie szybciej wzrasta w naczyniu cisnieniowym, zas z chwila osiagniecia okres¬ lonej wartosci cisnienia opór ten zostaje przezwyciezony, oo objawia sie w naglym spadku cisnienia w naczyniu cisnieniowym 1 oraz maksymalnym wysunieciu tloka* Szarpniecie to zos¬ taje zarejestrowane za pomoca zespolu analizujacego oraz poddane przetwarzaniu wespól z innymi danymi* W przedstawionym przykladzie wykonania wedlug fig* 1 narzedzie na cislepwe 5 jest po swej dolnej stronie zaopatrzone w walcowa tarcze 6, której srednica odpowiada srednicy ró¬ wnie walcowego próbnikówego korpusu 7 z masy formierskiej, który jest umieszczony central¬ nie pod tlokiem w naczyniu 6* Po otwarciu zaworu V1 próbnikowy korpus 7 z masy formier¬ skiej zostaje poddany sciskaniu pomiedzy tarcza 6 a dnem naczynia 8, przy czym olsnienie tak dlugo zwieksza sie powoli lecz nieprzerwanie, az korpus probierczy rozpadnie sie* W ce¬ lu umozliwienia przechwycenia rozlatujacej sie masy formierskiej korpus próbnikowy 7 jest umieszczony w naczyniu 8* Na fig* 2 jest przedstawiony ten sam przyrzad, przy czym te jego czesoi, które spel-132 634 3 nlaja te sama funkcje, oo na fig. 1, sa pominiete. W odróznieniu od przypadku badania wy¬ trzymalosci na sciskanie, w tym przypadku sluzy on do badania wytrzymalosci na zginanie, w któ¬ rym to celu stosuje sie korpus próbnikowy 11 o postaci preta, który uklada sie na dwóch pryz¬ mach wsporczych 12, 13, a który obciaza sie za pomoca pryzmy pomiarowej 14 oddzialywujacej na niego posrodku nich z przeciwnej strony od góry. Poniewaz ugiecie preta 11 jest znikomo male, przeto znaczenie ma jedynie nacisk, jaki wystepowal w chwili przelamywania sie preta podczas badania wytrzymalosciowego. garnca 21 wprowadzona jest przez usypywanie masa formierska 22, która nie zostala poddana zageszczeniu wstepnemu, a która nastepnie zostala zageszczona za pomooa narzedzia nacisko¬ wego 3 lub raczej tarczy 6 zamocowanej do niego, a to w trakcie ruchu tloka ku dolowi. Suw tloka odbywajacy sie pod okreslonym naciskiem do chwili przyjecia przez niego polozenia spo¬ czynkowego jest proporcjonalny do ubytku objetosci z nasypu 22, a tym samym miara zagesz¬ czalnosci.W celu umozliwienia nastawiania okreslonej wartosci cisnienia koncowego w miejsce za¬ woru 71, przedstawionego na fig* 1, jest otwierany zawór regulacji oisnieniowej T39 ktcry umozliwia narastanie cisnienia w naczyniu cisnieniowym tylko do okreslonej wartosci, mie¬ rzonej w celu ustalenia zageszczalnosci* Zawór Y3 jest przy tym wlaczony równolegle do za¬ woru V1, pr?y czym w przypadku stosowania dwóch pierwszy oh metod badawczych otwiera sie zawór V1, zas w przypadku badania zageszczalnosci otwiera sie zawór V3.Na fig* 4 jest przedstawiony schemat blokowy ukladu analizujacego, w którym wielkosci wejsciowe fochodza od zespolu pomiaru cisnienia oraz zespolu pomiaru przemieszczenia, w tym przypadku krysztalu kwarcowego 31 oraz indukcyjnego miernika przemieszczenia 32* Krysztal kwarcu jest umieszczony pomiedzy dwiema podluznymi czesciami tloka 5 wzglednie narzedzia naciskowego 3f dzieki czemu jest on sciskany pod dzialaniem obciazenia jak na fig* 1 do 3, przy czym potencjal piezoelektryczny powstajacy na sciskanym krysztale kwarcu oddzialywuja za pomoca kabla 35 a» zespól analizujacy* Pomiar drogi dokonywany za pomoca miernika indukcyjnego odbywa sie równiez w znany sposób, a mianowicie ferromagnetyczna kotwica 34- polaczona z tloozyskiem 3 jest w trakcie przemieszczania tloozyska 3 mniej lub bardziej wsuwana w cewke indukcyjna 33, zas przez pomiar indukcji wzglednie impadancji cewki otrzymuje sie wartosc okreslajaca dokladne po¬ lozenie tloka.V trakcie badania jedna z dwóch lub obie wartosci pomiarowe ukladaja sie w okreslo¬ nym zakresie, np. od zera do okreslonej wartosci maksymalnej 1 ulegaja skokowej zmianie, np. w chwili prze lanania sie korpusu próbnikowego w przypadku pomiaru wytrzymalosci na sci¬ skanie, do nizszej wartosci, przy czym wartosc maksymalna, istotna dla zanalizowania wy¬ ników pomiaru, wprowadza sie na przyklad do obwodu próbkujacego z pamiecia lub do pamieci 47 przechowujacej wartosc maksymalna. Pomiar przemieszczenia pr?y badaniu zageszczalnosci nie wymaga stosowania pamieci, poniewaz tlok przechodzi w polozenie spoczynkowe w chwili dokonywania pomiaru i pozostaje w nim dokad olsnienie nie ulegnie zmniejszeniu* W próbie zginania, w trakcie której dokonuje sie pomiaru ugiecia, powinno sie mierzyc równiez polozenie tloka w chwili nastapienia zalamania, i do pomyslenia byloby róznicowa¬ nie sygnalu przemieszczenia, dzieki któremu impuls wywolany niestaloscia aktualnie odbie¬ ranych wyników pomiaru, wyzwalalby komórke zapamietujaca wartosc pomiarowa.Ta metoda pomiarowa nie ma jednak zastosowania przy pomiarach wlasnosci masy formier¬ skiej, poniewaz wykonane z niej korpusy próbnikowe sa sztywne, kruche i ulegaja nieznacz¬ nemu tylko ugieciu przed przelamaniem sie.Wartosci pomiarowe z przetworników 31, 32 zostaja wzmocnione za pomoca wzmacniaczy 37, 38 i przeksztalcone w elementach operacyjnych 391 40 i 40' zgodnie z ustalonymi wzo¬ rami matematycznymi, pozwalajacymi na otrzymanie absolutnych wartosci cisnienia lub prze¬ mieszczenia, okreslajacych wytrzymalosc na sciskanie i zginanie lub zageszczelnosc, przy4 132 634 czym element operacyjny 40 okresla wytrzymalosc na sciskanie, element operacyjny 40# - wy¬ trzymalosc na zginanie, a element operacyjny 39 - zgodnosc z sygnalem przemieszczenia* Geo¬ metryczne parametry ukladu pomiarowego oraz korpusu próbnikowego sa podstawiane do tych wzorów jako wartosci stale lub dajace sie nastawiac, W celu umozliwienia wykazywania lub wyrazania wartosci pomiarowych przemieszczenia, cisnienia lub wytrzymaloscif sygnaly ze wzmacniacza oraz elementów operacyjnych sa przetwa¬ rzane za pomoca przetworników analogowo-cyfrowy eh 41-44 oraz doprowadzane do siedmio¬ segmentowego wskaznika 45 oraz drukarki 46, przy czym rodzaj badania ustala sie w zalezno¬ sci od wyboru za pomoca przelacznika S.Zastrzezenia patentowe 1. Przyrzad do badania wlasnosci masy formierskiej, wzglednie korpusów próbnikowych wy¬ tworzonych z masy formierskiej, zawierajacy cisnieniowy zespól obciazajacy, narzedzie nacis¬ kowe za pomoca którego jest przekazywany nacisk na mase formierska lub korpus próbnikowy, oraz co najmniej jeden przyrzad do pomiaru cisnienia, znamienny tym, ze na¬ rzedzie naciskowe /3/ jest wyposazone w zespól /32/ do pomiaru przemieszczenia wytwarzajacy sygnaly elektryczne oraz w zespól /3V do pomiaru olsnienia, które sa polaczone z elektrycz¬ nym zespolem /37 - 44/ do analizy wyników pomiaru, a ponadto ten zespól analizujacy zawiera uklady polaczen elektrycznych, za pomoca których bada sie oddzielnie wytrzymalosc na scis¬ kanie, wytrzymalosc na zginanie oraz zageszczalnosc. 2, Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zespól analizujacy /37 - 44/ zawiera wskaznik optyczny /45/ i/lub zespól /46/ do drukowania wyników pomiarów. 3» Przyrzad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zespól analizuja¬ cy /37 - 44/ zawiera zespoly przelacznikowe /5/f za pomoca których wskaznik /45/ i/lub zes¬ pól /46/ do drukowania wyników pomiarów sa nastawiane na okreslony rodxaj badania. 4. Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pomiedzy zespolem /31/ do pomiaru cisnienia a zespolem /37/ - /44/ do analizy wyników pomiarów jest umieszczony element pamieciowy /47/ do zapamietywania wartosci maksymalnej, przy czym wartosc uzyskana w chwili przelamania sie korpusu próbnikowego /7 - 11/ podczas badania wytrzymalosci na sciskanie wzglednie zginanie jest wprowadzana do pamieci i wykorzystywana przez zespól do analizy wyników pomiarów wraz z geometrycznymi parametrami znormalizowanego korpusu próbni¬ kowego do obliczania wytrzymalosci na sciskanie wzglednie zginanie, jako stosunek sily przez pole powierzchni* 5. Przyrzad wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze cisnieniowy zespól ob¬ ciazajacy /1/ jest wyposazony w zawór /V3/ do regulacji cisnienia, za pomoca którego pod¬ czas badania zageszczalnosci jest w przyrzadzie tym nastawiane okreslone olsnienie wyjscio¬ we niezalezne od cisnienia panujacego w zewnetrznym zródle cisnienia. 6. Przyrzad wedlug zastrz* 5. znamienny tym, ze podczas badania zagesz¬ czalnosci zmniejszenie wysokosci walcowatej usypowej próbki /22/ z masy formierskiej jest mierzalne za pomoca zespolu /32/ do pomiaru przemieszczenia pod okreslonym nastawnym naciskiem. 7* Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obciazenie cisnieniowe jest realizowane pneumatycznie za pomoca wlasnego zródla cisnienia. 8. Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zespól do pomiaru cisnie¬ nia stanowi krysztal kwarcowy /3V umieszczony w narzedziu naciskowym /3A 9* Przyrzad wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 9, znamie¬ nny tym, ze zespól /32/ do pomiaru przemieszczenia stanowi indukcyjny miernik prze¬ mieszczania.132 654 1/1 I 8 11 . V3 n #XJ= 13-ffi .'.. y i i . . . 11. . 'i i. j r*u ^*-l +4' Fig. 4 VM k5 ft6 PL