CN106289973A - 湿型砂紧实率和湿强度检测装置及基于该装置的获取方法 - Google Patents

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Abstract

湿型砂紧实率和湿强度检测装置及基于该装置的获取方法，属于铸造湿型砂检测领域。它解决了湿型砂测量设备的功能单一化以及多参数测量设备的复杂性和测量速度慢的问题。装置由支撑框架、样筒、推出缸、推头、漏斗、振动筛、加砂斗、压实缸、压头、位移传感器、压力传感器、刮砂板、横移小车、小车动力及控制装置、斜槽、A/D转换器、计算机控制器、调节器、砂位检测电极构成。在计算机控制器的控制下，通过推出缸、压实缸、横移小车的配合，完成湿型砂制样和退样过程，通过位移传感器和压力传感器实时监测位移和压力的变化，并自动计算紧实率和湿强度。本发明结构简单，可安装于混砂机上实现湿型砂紧实率和湿强度的在线测量。

Description

湿型砂紧实率和湿强度检测装置及基于该装置的获取方法
技术领域
本发明属于铸造湿型砂检测领域，具体涉及一种湿型砂紧实率和湿强度检测装置及基于该装置的获取方法。
背景技术
湿型砂是由石英砂、粘土、水、煤粉等组成的复杂的混合物，湿型砂的性能直接影响铸型的质量，进而影响铸件的质量。据统计，有超过65%的铸件废品是由于湿型砂质量问题引起的。
为了获得高质量的湿型砂，必须对湿型砂的性能参数进行测试，以便对砂处理过程进行有效的控制。其中，紧实率和湿强度是湿型砂两个重要的性能指标。紧实率是指型砂紧实前后的容积减少率，在用标准样筒测定时，是指砂样紧实前后高度的减少率。湿强度是湿型砂试样在破坏前所能承受的最大应力，一般采用力传感器测得。紧实率和湿强度的实验室测量过程虽然准确，但是耗时较长，难以满足在线生产的要求，因此，发展了紧实率和湿强度的在线电测量方法，并研制了相应检测设备，然而，有的检测设备有功能单一，仅能测量单个参数；有的可测量多参数，但是设备复杂、测量速度较慢。
发明内容
本发明是为了解决湿型砂测量设备的功能单一化以及多参数测量设备的复杂性和测量速度慢的问题，提供湿型砂紧实率和湿强度检测装置及基于该装置的获取方法。
湿型砂紧实率和湿强度检测装置，它包括支撑框架、样筒、推出缸、推头、漏斗、振动筛、加砂斗、压实缸、压头、位移传感器、压力传感器、刮砂板、横移小车、小车动力及控制装置、斜槽、A/D转换器、计算机控制器、调节器、砂位检测电极。
所述的支撑框架还包括第一横梁、第二横梁，第三横梁、第四横梁。
所述的样筒固定在第二横梁和第三横梁之间，推出缸固定在第一横梁上，推头安装在推出缸的输出推杆上、且位于样筒的内部底端，斜槽固定在第三横梁上，并紧靠样筒的两侧，振动筛安装在加砂斗的下部，漏斗安装在振动筛的下部，砂位检测电极安装在漏斗的下部内侧，漏斗、振动筛、加砂斗均固定在横移小车的右侧，位移传感器固定在横移小车的最左侧，压实缸固定在横移小车上的位移传感器的右侧，刮砂板固定在横移小车上的压实缸的右侧，压实缸的输出推杆从上向下依次安装位移传感器的测杆、压力传感器和压头，小车动力及控制装置安装在横移小车上，横移小车在第四横梁上往复移动。
所述的压力传感器的压力信号输出端与A/D转换器的第一信号输入端电连接，位移传感器的位移信号输出端与A/D转换器的第二信号输入端电连接，A/D转换器的信号输出端与计算机控制器的第一信号输入端电连接，砂位检测电极的砂位信号输出端与计算机控制器的第二信号输入端电连接，计算机控制器的控制信号输出端与调节器的控制信号输入端电连接，调节器的第一信号输出端与压实缸的信号输入端电连接，调节器的第二信号输出端与小车动力及控制装置的信号输入端电连接，调节器的第三信号输出端与推出缸的信号输入端电连接。
所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置的紧实率和湿强度的获取方法包括下列步骤：
步骤一、来自混砂机的湿型砂经所加砂斗落在振动筛上，在振动筛的振动下，湿型砂经漏斗向样筒填砂；
步骤二、当砂位检测电极检测到砂满时，向计算机控制器发出砂满信号，计算机控制器通过调节器的第二信号输出端向小车动力及控制装置发出信右移号，横移小车向右移动，使压头对准样筒，在此移动过程中，刮砂板刮掉余砂，并通过斜槽流出；
步骤三、计算机控制器通过调节器的第一信号输出端向压实缸发出伸出信号，压实缸伸出，带动压头压实湿型砂，压力传感器实时监测压力的变化，当达到预定压实力时，计算机控制器发出停止信号，使压实缸停止伸出，同时通过A/D转换器获取位移传感器的位移值，进而求得湿型砂的紧实率；
步骤四、计算机控制器通过调节器的第一信号输出端向压实缸发出回缩信号，压实缸带动压头缩回；
步骤五、计算机控制器通过调节器的第三信号输出端向推出缸发出伸出信号，带动推头将湿型砂试样从样筒 中缓慢推出，首先试样的上端接触压头，接着在推头的推力下压碎试样，最后，推头的上表面与样筒的上表面平齐，在这个过程中，压力传感器实时将压力转化为电信号，并通过所A/D转换器传送给计算机控制器，计算机控制器自动求得湿型砂的湿强度；
步骤六、计算机控制器通过调节器向推力缸、小车动力及控制装置发出复位信号，推力缸缩回，横移小车向左移动，同时带动刮砂板将压碎的湿型砂试样刮入滑槽中。
本发明的优点：本发明在计算机控制器的控制下，通过推出缸、压实缸、横移小车的配合，完成湿型砂制样和退样过程，通过位移传感器和压力传感器实时监测位移和压力的变化，并自动计算紧实率和湿强度。本发明具有结构简单，测量速度快，可安装在混砂机进行在线测量的优势。
附图说明
图1是本发明所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置的简图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合附图1说明本实施方式，本实施方式所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置，它包括支撑框架1、样筒2、推出缸3、推头4、漏斗5、振动筛6、加砂斗7、压实缸8、压头9、位移传感器10、压力传感器11、刮砂板12、横移小车13、小车动力及控制装置14、斜槽15、A/D转换器16、计算机控制器17、调节器18、砂位检测电极19。
具体实施方式二：结合附图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同在于，本实施方式中所述的支撑框架1还包括第一横梁1-1、第二横梁1-2，第三横梁1-3、第四横梁1-4。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合附图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二的不同在于，所述的样筒2固定在第二横梁1-2和第三横梁1-3之间，推出缸3固定在第一横梁1-1上，推头4安装在推出缸3的输出推杆上、且位于样筒2的内部底端，斜槽15固定在第三横梁1-3上，并紧靠样筒2的两侧，振动筛6安装在加砂斗7的下部，漏斗5安装在振动筛6的下部，砂位检测电极19安装在漏斗5的下部内侧，漏斗5、振动筛6、加砂斗7均固定在横移小车13的右侧，位移传感器10固定在横移小车13的最左侧，压实缸8固定在横移小车13上的位移传感器10的右侧，刮砂板12固定在横移小车13上的压实缸8的右侧，压实缸8的输出推杆从上向下依次安装位移传感器10的测杆、压力传感器11和压头9，小车动力及控制装置14安装在横移小车13上，横移小车13在第四横梁1-4上往复移动。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合附图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一至三之一的不同在于，本实施方式所述的压力传感器11的压力信号输出端与A/D转换器16的第一信号输入端电连接，位移传感器10的位移信号输出端与A/D转换器16的第二信号输入端电连接，A/D转换器16的信号输出端与计算机控制器17的第一信号输入端电连接，砂位检测电极19的砂位信号输出端与计算机控制器17的第二信号输入端电连接，计算机控制器17的控制信号输出端与调节器18的控制信号输入端电连接，调节器18的第一信号输出端与压实缸8的信号输入端电连接，调节器18的第二信号输出端与小车动力及控制装置14的信号输入端电连接，调节器18的第三信号输出端与推出缸3的信号输入端电连接。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：结合附图1说明本实施方式，本实施方式所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置的紧实率和湿强度的获取方法包括下列步骤：
步骤一、来自混砂机的湿型砂经所加砂斗7落在振动筛6上，在振动筛6的振动下，湿型砂经漏斗5向样筒2填砂；
步骤二、当砂位检测电极19检测到砂满时，向计算机控制器17发出砂满信号，计算机控制器17通过调节器18的第二信号输出端向小车动力及控制装置14发出信右移号，横移小车13向右移动，使压头9对准样筒2，在此移动过程中，刮砂板12刮掉余砂，并通过斜槽15流出；
步骤三、计算机控制器17通过调节器18的第一信号输出端向压实缸8发出伸出信号，压实缸8伸出，带动压头9压实湿型砂，压力传感器11实时监测压力的变化，当达到预定压实力时，计算机控制器17发出停止信号，使压实缸8停止伸出，同时通过A/D转换器16获取位移传感器10的位移值，进而求得湿型砂的紧实率；
步骤四、计算机控制器17通过调节器18的第一信号输出端向压实缸8发出回缩信号，压实缸8带动压头9缩回；
步骤五、计算机控制器17通过调节器18的第三信号输出端向推出缸3发出伸出信号，带动推头4将湿型砂试样从样筒2 中缓慢推出，首先试样的上端接触压头9，接着在推头4的推力下压碎试样，最后，推头4的上表面与样筒2的上表面平齐，在这个过程中，压力传感器11实时将压力转化为电信号，并通过所A/D转换器16传送给计算机控制器17，计算机控制器17自动求得湿型砂的湿强度；
步骤六、计算机控制器17通过调节器18向推力缸3、小车动力及控制装置14发出复位信号，推力缸3缩回，横移小车13向左移动，同时带动刮砂板12将压碎的湿型砂试样刮入滑槽15中。

Claims (4)

1.湿型砂紧实率和湿强度检测装置，其特征在于，它包括支撑框架（1）、样筒（2）、推出缸（3）、推头（4）、漏斗（5）、振动筛（6）、加砂斗（7）、压实缸（8）、压头（9）、位移传感器（10）、压力传感器（11）、刮砂板（12）、横移小车（13）、小车动力及控制装置（14）、斜槽（15）、A/D转换器（16）、计算机控制器（17）、调节器（18）、砂位检测电极（19），所述的支撑框架（1）它还包括第一横梁（1-1）、第二横梁（1-2），第三横梁（1-3）、第四横梁（1-4）。
2.根据权利要求1所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置，其特征在于，所述的样筒（2）固定在第二横梁（1-2）和第三横梁（1-3）之间，推出缸（3）固定在第一横梁（1-1）上，推头（4）安装在推出缸（3）的输出推杆上、且位于样筒（2）的内部底端，斜槽（15）固定在第三横梁（1-3）上，并紧靠样筒（2）的两侧，振动筛（6）安装在加砂斗（7）的下部，漏斗（5）安装在振动筛（6）的下部，砂位检测电极（19）安装在漏斗（5）的下部内侧，漏斗（5）、振动筛（6）、加砂斗（7）均固定在横移小车（13）的右侧，位移传感器（10）固定在横移小车（13）的最左侧，压实缸（8）固定在横移小车（13）上的位移传感器（10）的右侧，刮砂板（12）固定在横移小车（13）上的压实缸（8）的右侧，压实缸（8）的输出推杆从上向下依次安装位移传感器（10）的测杆、压力传感器（11）和压头（9），小车动力及控制装置（14）安装在横移小车（13）上，横移小车（13）在第四横梁（1-4）上往复移动。
3.根据权利要求1所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置，其特征在于，所述的压力传感器（11）的压力信号输出端与A/D转换器（16）的第一信号输入端电连接，位移传感器（10）的位移信号输出端与A/D转换器（16）的第二信号输入端电连接，A/D转换器（16）的信号输出端与计算机控制器（17）的第一信号输入端电连接，砂位检测电极（19）的砂位信号输出端与计算机控制器（17）的第二信号输入端电连接，计算机控制器（17）的控制信号输出端与调节器（18）的控制信号输入端电连接，调节器（18）的第一信号输出端与压实缸（8）的信号输入端电连接，调节器（18）的第二信号输出端与小车动力及控制装置（14）的信号输入端电连接，调节器（18）的第三信号输出端与推出缸（3）的信号输入端电连接。
4.基于权利要求1至3所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置，其特征在于，所述的湿型砂紧实率和湿强度检测装置的紧实率和湿强度的获取方法包括下列步骤：
步骤一、来自混砂机的湿型砂经所加砂斗（7）落在振动筛（6）上，在振动筛（6）的振动下，湿型砂经漏斗（5）向样筒（2）填砂；
步骤二、当砂位检测电极（19）检测到砂满时，向计算机控制器（17）发出砂满信号，计算机控制器（17）通过调节器（18）的第二信号输出端向小车动力及控制装置（14）发出信右移号，横移小车（13）向右移动，使压头（9）对准样筒（2），在此移动过程中，刮砂板（12）刮掉余砂，并通过斜槽（15）流出；
步骤三、计算机控制器（17）通过调节器（18）的第一信号输出端向压实缸（8）发出伸出信号，压实缸（8）伸出，带动压头（9）压实湿型砂，压力传感器（11）实时监测压力的变化，当达到预定压实力时，计算机控制器（17）发出停止信号，使压实缸（8）停止伸出，同时通过A/D转换器（16）获取位移传感器（10）的位移值，进而求得湿型砂的紧实率；
步骤四、计算机控制器（17）通过调节器（18）的第一信号输出端向压实缸（8）发出回缩信号，压实缸（8）带动压头（9）缩回；
步骤五、计算机控制器（17）通过调节器（18）的第三信号输出端向推出缸（3）发出伸出信号，带动推头（4）将湿型砂试样从样筒（2）中缓慢推出，首先试样的上端接触压头（9），接着在推头（4）的推力下压碎试样，最后，推头（4）的上表面与样筒（2）的上表面平齐，在这个过程中，压力传感器（11）实时将压力转化为电信号，并通过所A/D转换器（16）传送给计算机控制器（17），计算机控制器（17）自动求得湿型砂的湿强度；
步骤六、计算机控制器（17）通过调节器（18）向推力缸（3）、小车动力及控制装置（14）发出复位信号，推力缸（3）缩回，横移小车（13）向左移动，同时带动刮砂板（12）将压碎的湿型砂试样刮入滑槽（15）中。
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