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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 1

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

Наиболее простой способ определения текучести влажных смесей предложен X. Дитертом. Он основан на замере индикатором деформации стандартного образца 50x50 мм при уплотнении его на копре между четвертым и пятым ударами. Величину теку­ чести находят по формуле

где є — деформация образца между четвертым и пятым ударами копра в мм.

Основной недостаток метода — это его несоответствие физикомеханической сущности явления текучести, выраженной приве­

денным

выше определением. Данный метод ско-

 

.

рее пригоден для определения уплотняемости.

 

I

Неудобством

метода

является

также

искус­

 

 

ственно суженный диапазон измерения теку­

 

 

чести

смеси.

С помощью

метода X. Дитерта

 

 

были определены примерные величины текуче­

 

 

сти (уплотняемости)

для

следующих

смесей:

 

3

песчано-масляных 88—98, безглинистых на

 

сульфатной барде 82—92,

облицовочных

при

 

. 3

формовке по-сырому 70—85, песчано-глини-

 

стых

62—75.

 

 

 

 

 

 

 

 

В «Союзформлитье» предложен метод опре­

Рис.

44. Определе­

деления

текучести,

основанный

на измерении

веса смеси, продавливаемой через очко ударами

ние

текучести сме­

си

методом «Союз-

копра

 

[104]. Стандартный уплотненный

одним

формолитье»

ударом

образец / весом 170 г

вместе

с

гиль­

 

 

зой 2 устанавливают на специальную втулку-подставку 3 с отвер­ стием 25 мм (рис. 44); затем по образцу производят два удара копра. Часть смеси продавливается через отверстие подставки.

Величина

текучести определяется отношением (в процентах)

веса смеси,

прошедшей через отверстие подставки, к весу исход­

ного стандартного образца. Показатель текучести является вели­ чиной относительной, зависящей от диаметра отверстия, через которое продавливается смесь: чем оно больше тем, выше теку­ честь.

Существует несколько вариантов данного метода, отличаю­ щихся от описанного выше варианта диаметром и формой входных кромок очка и способом продавливания смеси: в одних случаях копер ударяет непосредственно по образцу, а в других — по втулке с отверстием.

Поданным работы [7], наиболее удачной является конструкция гильзы, в которой уплотненная копром смесь (160 г) перетекает при трех ударах копра вверх из цилиндра сечением 20 см2 в ци­ линдр сечением 10 см2. Показателем текучести в этом случае будет высота столба смеси, выдавленной в сечение 10 см2.


Большая группа методов определения текучести основана на замере твердости торцовых поверхностей уплотненных стандарт­ ных образцов [143]. Величину текучести вычисляют по формуле

T = -jfr 100%,

где Нн и Нв — твердость соответственно нижнего (по отношению к уплотняющей колодке копира) и верхнего торцов образца.

Твердость определяют специальным чувствительным твердо­ мером.

%

I 1

s 60

 

 

 

 

2

 

050

 

 

\

 

 

 

 

=320

 

 

 

 

 

1.

& 10

111

 

77,1

<5>I

 

 

 

і

11

 

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

см

43

і*

 

 

 

 

 

 

Текучесть

 

 

 

Рис. 45.

Технологическая проба Г. М. Орло­

ва для определения текучести смеси (а) и ре­

зультаты

замеров текучести двух смесей

(б):

1

п е с ч а н о - г л и н и с т о й ,

а с ж- =

0,4

кгс/см2;

2 —

б и т у м н о - б е н т о н и т о в о й ,

ас

0,85

кгс/'см2

Г. М. Орлов [ПО] на основе исследования перетекания

смеси

в объеме опоки при прессовании пришел к выводу, что оценка текучести смеси по твердости образца теоретически оправдана. Предложенная им методика испытания текучести для случая ста­ тического уплотнения (прессования) заключается в том, что твер­ дость замеряется в точках А и В ступенчатой пробы (рис. 45, а) на расстоянии 30 мм между плоскостями замера твердости. Вес уплотняемой смеси 100—120 г. Методика дает удовлетворительную воспроизводимость опытов и обладает достаточной чувствитель­ ностью (рис. 45, б).

Для оценки текучести при динамическом уплотнении (встря­ хивании, виброуплотнении) более подходит методика, разрабо­ танная А. Я. Калашниковой [56]. Образец в виде усеченного конуса уплотняют однократным встряхиванием на специальном столе с высотой подъема 15 мм (рис. 46). Смесь засыпают в форму для образца через сито 2,5, После однократного встряхивания


формы (в положении большим основанием вверх) и срезания из­ бытка смеси образец вытряхивают на плексигласовую пластинку, закрепляемую на встряхивающем столе. Текучесть смеси харак­ теризуется расползанием основания конусного образца при 10кратном встряхивании с частотой два удара в секунду. Мерой текучести является разность между диаметром конуса после встря­ хивания D2 и исходным диаметром уплотненного образца D г . Измерение производят в двух вза­ имно перпендикулярных направле­ ниях. Для облегчения измерения на плексигласовую пластинку заранее наносят концентрические круги с шагом 1 мм. Диаметры исходного образца составляют 110 и 35 мм, вы­ сота 75 мм.

Промежуточное положение между

методами Дитерта и «Союзформлитье»

занимает метод О. Магера, при

кото­

ром определенную навеску смеси за­

сыпают в специальную

тонкостен­

ную кассету,

вставляемую

в ступен­

чатую гильзу малым диаметром 50 мм

и большим

диаметром

74,5

мм

(рис. 47). После уплотнения

смеси

в кассете кассету вынимают, а

остав­

шийся в гильзе образец уплотняют с

той

же энергией, что и в первом слу­

 

 

 

чае;

при этом смесь перетекает в рас­

Рис. 46. Определение текучести

труб ступенчатой гильзы.

по методу А. Я-

Калашниковой:

Текучесть смеси определяют по

ка; 3— к у л а ч о к д л я подъема

в с т р я ­

 

 

/ — р е г у л и р у ю щ и е

винты; 2

с т о й ­

формуле

х и в а ю щ е г о стола;

4 — стол;

5 —

т =

 

100

%,

 

 

п л е к с и г л а с о в а я

пластина; 6 — об ­

•Й1

(32)

р а з е ц

смеси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где h0 и hx

соответственно высоты смеси в узкой части ступен­

 

чатой

 

гильзы

при

 

первоначальном

уплотнении

 

и после

вторичного

уплотнения;

 

 

^іоо

высота

уплотненного

 

образца в узкой части сту­

 

пенчатой гильзы для смеси, текучесть которой

 

принимается за 100%

 

(максимально текучая смесь).

Высота раструба hx ступенчатой

 

гильзы равна

10

мм.

А. А. Степанов [134] установил,

 

что проба на

заполняемость

раструба (рис. 47) при соответствующей обработке результатов исследования может дать теоретически обоснованные значения текучести Т как величины, обратной динамической вязкости смеси,


где

Q

нагрузка на образец смеси;

 

т — длительность действия

нагрузки;

 

mvy

количество движения,

получаемое смесью;

 

AS —

изменение поверхности образца при перетекании в рас­

 

 

труб гильзы.

 

За последнее время расширились теоретические исследования процесса уплотнения смесей, в частности в связи с разработкой и внедрением процессов прессования форм на автоматических ли­ ниях [71, 140]. Существенно продвинулись и работы по определе­ нию теоретически обоснованных характеристик текучести смесей на основе понятий механики грунтов.

Рис.

47. Определение текучести

по методу О. Магера:

1 — н и ж н я я п о л у ф о р м а ;

2 — к р е п л е н и е

гильзы к н и ж н е й п о л у ф о р м е ;

 

3

— г и л ь з а ; 4

кассета

Наиболее

ранней является работа

Косякова В. Ф. {69], в ко­

торой за характеристику текучести смеси принимается коэффи­ циент сопротивления сдвигу tg г]> или отношение величин сдвигаю­ щей и уплотняющей сил, действующих на образец.

В основу разработки методики положен закон Кулона, опре­ деляющий зависимость между действующими на образец верти­ кальной уплотняющей нагрузкой Q, сопротивлением сдвигу Р, удельной силой сцепления между зернами смеси С и коэффициен­

том

внутреннего трения /:

 

 

 

 

Р =

Cw +

Qf,

(33)

где

w — площадь сдвига

 

 

 

 

После преобразования зависимость (33) приобретает вид

 

tgip = -y +

f '

 

 

Р

 

 

 

где

tg =-q^7 — коэффициент

сопротивления

сдвигу;

•ф — угол сопротивления сдвигу;

Q

q = —^

вертикальное

давление.

Прямолинейная зависимость между напряжениями вертикаль­

ного сжатия

о и сдвига х с д

устанавливается со значения о ,


при котором

исчезает деформация

Смеси

с изменением

объема,

т. е. с момента перехода смеси в состояние сплошной среды.

Для определения коэффициента сдвига tg г|) Косяков В. Ф,

использовал

специальный прибор

(рис.

48). Навеску

смеси 4

(200 г) засыпают в гильзу 1, стоящую на поддоне 2. В гильзе имеется нож 3, который производит сдвиг смеси при определенной прес­ сующей нагрузке. Образец уплотняется при помощи гидропресса 6, пуансона 5 и упора 7. После достижения заданной нагрузки под­ ключают нож гибким тросиком, перекинутым через блок 8, к ко-

Рис. 48. Прибор для определения коэффициента сопротивления сдвигу в формовочных смесях

ромыслу 9, качающемуся в подшипниках 10, укрепленных в стой­ ках 11. Висящий на коромысле бачок 12 загружается дробью до момента срезывания образца. Дробь подается таким образом, чтобы скорость приложения нагрузки и деформация образца соот­ ветствовали друг другу.

Двойная площадь поверхности среза образца диаметром 50 мм составляет 39,25 см2; испытание длится не более 2 мин.

Зависимость tg "ф (текучести) от удельного прессования для различных смесей представлена на рис. 49.

С увеличением содержания в смеси глины сопротивление сдвигу

возрастает, а с

увеличением давления

прессования —

падает.

В работе Л.

М. Мариенбаха и В. Г.

Плясунова [92,

93] пла­

стические свойства смесей характеризуются максимальной пла­

стической деформацией образца s

и модулем

пластичности

GnJl.

На рис. 50 дана схема прибора

ОПС для

определения

этих

величин, в котором с целью исключения деформаций скалывания или среза пластические деформации происходят без заранее факсированных плоскостей сдвига. Образец смеси / находится между нажимной 2 и опорной 8 подвижными плитами. Контроль прижима

осуществляется индикатором 4.

Подвижные опоры под действием

силы Р катятся по плоскостям

3 и 5 прибора, сила трения Fmp