Файл: Медведев Я.И. Технологические испытания формовочных материалов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 130

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

образца прикладывают нагрузки вплоть до разрушения его вдоль оси. Дл я этого используют опорные диски с уступом до половины диаметра образца.

Испытания проводят на универсальном приборе 083, позволяю­ щем определять предел прочности на срез влажных образцов до 1,1 кгс/см2, высушенных образцов — до 5,5 кгс/см2

Прочность на изгиб. При испытании на изгиб влажных смесей (рис. 29) образец / в виде бруска сечением 22,2x22,3x170 мм протягивают на бумажной бесконечной ленте 3 через острое ребро 2

стола. Свисающий

конец образца

изгибается под действием соб­

 

 

 

. — - я

ственного

веса и

обламывается.

 

 

 

 

Высушенные

образцы испы-

 

 

 

 

 

тывают на изгиб по схеме балки,

 

 

 

 

 

свободно лежащей на двух опо­

 

 

 

 

 

рах,

с сосредоточенной нагруз­

 

 

 

 

 

кой

посередине.

Предел проч­

 

 

 

 

 

ности при изгибе определяют по

 

 

 

 

 

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Р — величина

нагрузки в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кгс;

 

 

Рис. 29. Схема

испытания

образцов

 

I — расстояние между опо­

 

 

 

рами в см;

влажных

смесей на изгиб

 

 

 

 

 

W — момент

сопротивления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

см3.

 

 

Обычно на изгиб испытывают

образцы

 

квадратного сечения,

 

 

 

о 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для которых

W = —g—. где а — сторона сечения

образца.

Для определения предела прочности при изгибе высушенных

образцов может

быть использован

также

 

универсальный прибор

083 Усманского

завода

(предел

испытаний

5,5 кгс/см2).

Перечисленные

статические' методы

испытания

прочностных

свойств смесей

общеприняты.

Наиболее

полная

характеристика

этих свойств может быть получена при использовании универ­ сального прибора 083.

В настоящее время Усманский завод, кроме прибора 083 с руч­ ным приводом, выпускает приборы 083М с механическим приводом и полуавтоматические приборы модели 084М с пневмогидравлическим приводом. Существенный недостаток этих приборов — невы­ сокая точность измерений.

Более совершенным является универсальный прибор для испы­ тания смесей, выпускаемый швейцарской фирмой «Георг Фишер» и некоторыми заводами Венгрии и Чехословакии. На рис. 30 по­ казан прибор, на котором можно определять прочность смесей на сжатие, срез, растяжение и изгиб, а также измерять деформа­ цию смесей при нагрузке. Прибор работает по принципу гори­ зонтального гидравлического пресса. В качестве рабочей жидкости


Используют масло, которое заливают в отверстие 3. При вращении маховика 6 (скорость вращения 1 об/сек) давление передается на образец 7 смеси. Прибор имеет две шкалы измерений. При испы­ тании прочных смесей пользуются манометром / высокого давле­ ния, рассчитанным на усилия 20—260 кгс; при испытании слабых смесей — манометром 2

низкого

давления,

рас­

5

4 3

считанным на усилия до

 

 

32 кгс.

Указанные

уси­

 

 

лия поршня

позволяют

 

 

испытывать смеси с пре­

 

 

делом

прочности

до

 

 

13

кгсісм? (диаметр

ци­

 

 

линдрического

образца

 

 

50

мм).

 

 

 

 

 

 

 

Для

переключения

 

 

манометров служит кран

 

 

4.

Индикатор

5

фикси­

Рис. 30. Универсальный прибор для испытания

рует деформацию образ­

 

смесей

цов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При определении прочности смесей на срез опорные пло­ щадки прибора на половину поверхности срезают, что позволяет при сжатии образца осуществить горизонтальный срез. При испы­ тании на сжатие устанавливают дополнительные полушайбы, с тем чтобы давление поршня передавалось на все сечение образца.

Рис. 31. Дополнительное приспособление

Рис. 32. Дополнительное при-

к прибору на рис. 30 для испытания смесей

способление к прибору на рис.

на разрыв

30 Для испытания смесей на изгиб

Для испытания смесей на разрыв используют дополнительное

приспособление (рис. 31)

и образец, имеющий форму «восьмерки»,

с площадью поперечного

сечения в наиболее узком месте 5 см2

(в СССР принят образец сечением 6,25 см2). Для испытания смесей на изгиб используют образцы с квадратным поперечным сечением со стороной 2,24 см и специальное приспособление, приведенное на рис. 32. Вместо неподвижной опорной площадки устанавливают балку 1 с двумя трехгранными опорными призмами. Расстояние между опорами 150 мм. На подвижной опорной площадке 3 укреп­ ляют трехгранную призму 2, через которую передается на образец давление поршня.


Известны другие универсальные приборы, выпускаемые зару-> бежными фирмами, например прибор Диттера. Промышленность ПНР выпускает универсальный прибор марки RLU с электриче­ ским приводом. На этом приборе определяют прочность на сжатие смесей во влажном и сухом состояниях, прочность на срез, изгиб и растяжение сухих образцов. В качестве дополнительного при­ способления к прибору используют устройство для определения прочности на разрыв во влажном состоянии. Универсальный при­ бор работает по принципу одноплечевого рычага с одной точкой опоры. На продолжении оси рычага находится второе, параллельно

 

 

первому,

плечо,

которое

нажимает

 

 

на

соответствующие образцы

 

смеси.

 

 

Усилие на образец создается

грузом,

 

 

перемещающимся электродвигателем.

 

 

 

Новый

метод

статического

испы­

 

 

тания смесей на

раскалывание

[182]

 

 

состоит в определении прочности ци­

 

 

линдрического

образца,

сжимаемого

 

 

в

радиальном

 

направлении

 

между

 

 

двумя параллельными

горизонталь­

 

 

ными плитами (рис. 33).

 

 

 

 

 

 

Физическая

 

сущность

процесса

 

 

разрушения при

радиальном

сжатии

 

 

заключается в том, что в контактных

 

 

зонах образца

возникают

встречные

Рис. 33. Схема

испытания об

клинья скольжения, внедрение

кото­

разца смеси на

раскалывание

рых в образец

вызывает в

нем растя­

 

 

гивающие

напряжения.

Как

только

эти напряжения достигнут значений разрушающих,

горизонталь­

ный цилиндрический образец разорвется по вертикальной

плоско­

сти, проходящей через его продольную ось. Таким образом, метод определения прочности на раскалывание по существу является методом определения прочности на разрыв. П а данным В. И. Самой­ лова, новый метод достаточно точно и полно характеризует истин­ ные свойства смесей, дает возможность определять прочность на разрыв при высоких температурах и т. д

Предел прочности на разрыв о в

находят по формуле

 

 

 

о„ = с

dhР

(30)

где

Р — разрушающая сила при испытании на раскалывание

 

в кгс;

 

 

 

d

и h — диаметр и высота образца в см;

 

 

с — эмпирический

коэффициент.

dh

Для стандартного цилиндрического образца произведение

можно считать постоянным

и равным 25 см2. Тогда формула

(30)


примет вид

Величину безразмерного коэффициента с определяют экспе­ риментально; она находится в пределах 1,1—1,3.

ДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

При сборке и транспортировке, а также при заливке формы отдельные ее части подвергаются внешнему динамическому воздей­ ствию, сопротивляемость которому не может характеризоваться данными статических испытаний.

Для испытания динамической прочности формовочных смесей

предлагается следующая методика [128]. Прибор для

испытания

(рис. 34) состоит из станины с полой вертикальной

стойкой /,

стола 2 с цилиндрическим хвостовиком, шайбы 3 для

установки

испытуемого

образца 6 на столе и улитки 4, насаженной на валик

с рукояткой

5.

При вращении рукоятки по часовой стрелке улитка поднимает стол с образцом на высоту 20 мм, затем стол падает и ударяется об улитку. Под действием удара образец 6 несколько осаживается и уплотняется. После нескольких ударов на боковой поверхности образца появляется вертикальная трещина, которая развивается при последующих ударах. Испытание считают законченным, когда трещина пересечет верхнее основание испытуемого образца.

За показатель динамической прочности принимается среднее арифметическое число ударов от начала появления трещины до разрушения образца. Динамическую прочность можно выразить

также через удельную

работу разрушения образца

а^.

 

 

 

 

ад

hnt\,

 

(31)

где G — вес образца

в

кгс;

 

 

 

F — площадь поперечного сечения образца в

см2;

h — высота

падения

стола с

образцом в см;

 

п — число

ударов

до

разрушения

образца;

 

т] — коэффициент,

учитывающий

уменьшение

удельной ра­

боты, сообщенной образцу, вследствие трения хвостовика

о стенку цилиндра и частичной потери

энергии удара

на упругую

деформацию.

 

 

Для данного прибора т] можно принять равными 0,8; для стан­

дартного образца диаметром 50 мм F = 19,6 см2,

h ~ 2 см. Тогда

выражение (31) примет вид

 

ад 0,082Gn (кгс-см/см2).

(ЗУ)

Результаты испытаний по данной методике достаточно ста­ бильны, так как редко отклоняются от средних значений более чем на 10%,


 

К динамическим методам относится также метод испытания сме­

сей на дробление. Стандартный образец падает с высоты 1830

мм

на

плиту или на массивный упор, находящийся в центре

сита

с

ячейкой 12,7 мм, после чего определяют вес разрушенного

об­

разца, остающегося на сите. Эта величина называется «индексом дробления» или «шаттер-индексом».

Недостаток метода состоит в том, что образец падает на упор под разными углами, наблюдается разная скорость, с которой

Рис. 34. Прибор для испытания

Рис.

35.

Схема при­

формовочных смесей на динамичес­

бора

для

определения

кую . прочность

динамической вязкости

образец срывается с верхней точки. Эти недостатки уменьшают

точность

и ухудшают воспроизводимость результатов.

В работе [174] описан новый динамический метод. На стан­

дартный

образец диаметром 50 мм, расположенный на упоре,

с высоты

1 м падает стальной шар диаметром 50 мм и весом 510 г.

Сита имеют ячейки 9,5 мм. Схема прибора показана на рис. 35. Бронзовую втулку 3 внутренним диаметром 70 мм устанавли­ вают на стальной плите. Упор 6 представляет одно целое с ситом 8. Соленоид / удерживает шар 2 в верхнем положении до отключения тока выключателем 4. После удара шара об образец 7 упор вместе с ситом и тазиком 5 снимают с подставки и поворачивают на 45°

сначала в одну, затем в другую сторону.

Оставшиеся на сите комья взвешивают. Их вес, отнесенный к первоначальному, принимают за «индекс динамической вязкости».

Є4