CS273242B1

CS273242B1 - Method of sand mixture's quality testing and device for carrying out this method

Info

Publication number: CS273242B1
Application number: CS303188A
Authority: CS
Inventors: Bohumir Ing Polasek; Josef Ing Sedlak; Ludek Vesely
Original assignee: Bohumir Ing Polasek; Sedlak Josef; Ludek Vesely
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS303188A1

Abstract

The quality testing of the sand mixture according to its inner friction is characterized by high speed and precision. The measure of sink of the sand mixture is optically determined, when it is picked up by a testing comb, which is formed by a continuous base (1) with fixed parallel bars (2) with the section in the shape of a circle and diameter from 0.5 to 5.0 mm or parallel bars (3) with the section in the shape of a square or rectangle with the sides from 0.5 to 10.0 mm. The distance between at least three bars (2, 3) is always the same and amounts to 2 to 20 mm.<IMAGE>

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení pro zkoušení kvality formovací směsi podle jejího vnitřního tření, které závisí na složení, stupni zpracování, vlhkosti a dalších faktorech, rozhodujících o rozsahu použitelnosti.The invention relates to a method and apparatus for testing the quality of a molding composition according to its internal friction, which depends on the composition, degree of processing, humidity and other factors determining the extent of applicability.

V současné době se hodnotí kvalita formovacích směsí na základě měření technologických vlastností, z nichž jsou nejdůležitějěí vlhkost, pevnost, prodyšnost, spěchovatelnost a otěruvzdomost. Uvedené technologické vlastnosti se zjištují pouze v laboratoři za použití speciálních zařízení. Proto jsou konstruovány provozní přístroje, které mají stanovit vybrané technologické vlastnosti automaticky, v rychlém časovém sledu u každé používané dávky. laboratorní hodnocení je zdlouhavé a zjištěné výsledky neumožňují dostatečně rychle upravit složení. Provozní měření na automatických zařízeních je málo přesné a umožňuje stanovit pouze omezený počet technologických vlastností. Samotné technologické vlastnosti však nejsou schopny hodnotit kvalitu a použitelnost formovacích Bměsí v celém potřebném rozsahu, i když se jejich počet rozšiřuje tak, jak probíhá vývoj nových technologií a formovacích zařízení. Jedná se hlavně o formování za použití vysokotlakého lisování, vstřelování s dolisováním, formování výbuchem a podobně. Nové postupy výroby forem vyžadují takové způsoby zkoušení a hodnocení, které by doplnily, popřípadě i nahradily stanovení technologických vlastností. K tomuto účelu je nejvhodnější využití fyzikálních zákonů mechaniky zemin, podle kterých se stanoví vnitřní tření. Hlavní kritérium je smyková pevnost zemin, vyjádřená pro sypké a soudržné zeminy Coulombovou rovnicí. Materiál bez koheze, například nepojivý písek, vykazuje pevnost ve střihu pouze při normálním tlaku na plochu střihu; naproti tomu koherentní materiál, například spěcbovaná formovací směs, vykazuje pevnost ve střihu i bez normálního tlaku. Pro stanovení smykových pevností zemin se používají přístroje translační, torsní a trojosé. Hoffmann zpracoval pro formovací směsi postup, vycházející z měřené pevnosti. Vychází z předpokladu, že zkouška pevnosti v tlaku může být v běžné praxi považována za mezní případ trojosé zkoušky, kdy boční tlak <5* je nulový. Pro stanovení vnitřního tření se v tomto případě používá Mohrovo zobrazení napjatosti. Vnitřní tření je mírou tvárnosti formovací směsi; vysoké hodnoty vykazuje křehký to je krátký” písek, nízké hodnoty jsou charakteristické pro plastický písek. Dobrá tvárlivost směsi se dosáhne optimálním stupněm zvlhčení, dostatečným obsahem jílu, popřípadě plastifikačních přísad. Nevýhodou tohoto postupu je však složitost stanovení, které vychází z hodnot pevností a vnitřní tření je dodatečně vypočítáno. Proto jsou výsledky zatíženy velkou chybou, a i když technologické vlastnosti jsou nahrazeny přiléhavější veličinou, vychází ze stanovení pevnosti v tlaku a pevnosti ve smyku. Z této skutečnosti vyplývá základní nedostatek, tj., že formovací směs se hodnotí až ve zhutněném stavu.At present, the quality of molding compounds is evaluated on the basis of measurements of technological properties, the most important of which are moisture, strength, breathability, hastability and abrasion resistance. The stated technological properties are determined only in the laboratory using special equipment. Therefore, process devices are designed to determine the selected technological properties automatically, in rapid succession for each batch used. laboratory evaluation is lengthy and the results obtained do not allow the composition to be adjusted quickly enough. Operational measurement on automatic devices is poorly accurate and allows only a limited number of technological properties to be determined. However, the technological properties alone are unable to assess the quality and usability of the molding compositions to the full extent necessary, although their number is expanding as new technologies and molding equipment are being developed. These are mainly molding using high-pressure molding, injection molding, explosion molding and the like. The new processes for the production of molds require methods of testing and evaluation that would complement or replace the determination of technological properties. For this purpose, it is best to use the physical laws of soil mechanics, according to which the internal friction is determined. The main criterion is the shear strength of soils, expressed for loose and cohesive soils by the Coulomb equation. A non-cohesive material, such as non-bonded sand, exhibits shear strength only at normal pressure on the shear surface; on the other hand, a coherent material, such as a swollen molding composition, exhibits shear strength even without normal pressure. Translational, torsion and triaxial instruments are used to determine the shear strength of soils. Hoffmann worked out a process based on the measured strength for the molding compositions. It is based on the assumption that the compressive strength test can in normal practice be considered as the limit case of a three-axis test where the lateral pressure <5 * is zero. In this case, the Mohr stress state is used to determine the internal friction. Internal friction is a measure of the formability of the molding composition; high values exhibit brittle it is short ”sand, low values are characteristic of plastic sand. The good ductility of the mixture is achieved by an optimum degree of wetting, a sufficient content of clay or plasticizers. The disadvantage of this procedure, however, is the complexity of the determination, which is based on strength values and the internal friction is additionally calculated. Therefore, the results are subject to a large error and, although the technological properties are replaced by a more fitting variable, it is based on the determination of compressive strength and shear strength. This implies a fundamental drawback, i.e. that the molding composition is evaluated in a compacted state only.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob a zařízení pro zkoušení kvality formovací směsi podle jejího vnitřního tření. Podstata způsobu spočívá v tom, že zkoušená formovací směs se nabere zkušebním hřebenem a opticky se zjistí míra propadu zkoušené směsi mezi jednotlivými tyčemi zkušebního hřebenu v jejich vzdálenostních úsecích. Na základě míry propadu se zkoušená směs vyhodnotí. Zařízení pro provádění tohoto způsobu je tvořeno hřebenem, do jehož průběžné základny jsou upevněny ve zvolených vzdálenostech rovnoběžné tyče. Vzdálenost mezi nejméně třemi tyčemi je stejná a činí od 2 do 20 mm. Podle dalších význaků mají tyče průřez tvaru kružnice o průměru od 0,5 do 5,0 mm, popřípadě čtverce nebo obdélníku o stranách od 0,5 do 10,0 mm, . .These disadvantages are overcome by a method and apparatus for testing the quality of the molding composition according to its internal friction. The essence of the method is that the molding composition to be tested is taken up by the test comb and the rate of drop of the test mixture between the individual bars of the test comb is optically detected in their spacing sections. The test mixture is evaluated based on the drop rate. The device for carrying out this method is formed by a ridge, to which continuous bases parallel bars are fixed at selected distances. The distance between at least three rods is the same and is from 2 to 20 mm. According to further features, the bars have a circular cross-section with a diameter of 0.5 to 5.0 mm or a square or rectangle with sides of 0.5 to 10.0 mm. .

Výhody způsobu a zařízení pro zkoušení kvality formovací směsi podle vynálezu spočívají v tom, že se hodnotí směs v původním stavu, tj. před zhutněním, čímž se stanoví stupeň vnitřního tření bez nutnosti vytvářet zkušební tělíska. Další výhody spočívají ve větší rychlosti zkoušení a přesnějším hodnocení kvality formovací směsi, než dovolovaly doposud používané metody. V praxi ae jedná o obdobný způsob, jako je měření kalibry ve strojírenství. Formovací směs mezi tyčemi o předem určených vzdálenostechThe advantages of the method and apparatus for testing the quality of the molding composition according to the invention are that the composition is evaluated in its original state, i.e. before compaction, thereby determining the degree of internal friction without the need to form test bodies. Further advantages lie in a higher testing speed and a more accurate evaluation of the molding composition quality than the methods used hitherto. In practice it is similar to measuring gauges in engineering. Molding mixture between bars of predetermined distances

CS 273242 Bl propadnout nesmí a zůstane na nich jako na ploché podložce bez otvorů. Mezi tyčemi, které mají mezi sebou vzdálenosti jen nepatrně vetší, maximálně o 2 až 4 mm, propadnout musí. Tímto způsobem se dosáhne vyšší přesnosti složení formovacích směsí.CS 273242 B1 must not fall through and will remain on it as if it were on a flat surface without holes. Between bars that have only slightly greater distances between them, a maximum of 2 to 4 mm, they must fall through. In this way, a higher accuracy of the composition of the molding compositions is achieved.

Na připojených výkresech jsou znázorněny zkušební hřebeny v pohledu, kde na obr. 1 jsou tyče průřezu ve tvaru kružnice rozděleny do několika vzdálenostních úseků, na obr. 2 je sada tyčí průřezu tvaru kružnice rozdělena na dva vzdálenostní úseky a na obr, 3 je sada tyčí průřezu obdélníku opět rozdělena na dva vzdálenostní úseky.In the accompanying drawings, the test ridges are shown in a view where in FIG. 1 the circle-shaped bars are divided into several distance sections, in FIG. 2 the set of circle-shaped bars is divided into two distance sections and in FIG. The rectangular cross-section is again divided into two distance sections.

Použití způsobu a zařízení podle vynálezu je osvětleno v následujících příkladech.The use of the method and apparatus of the invention is illustrated in the following examples.

Příklad 1Example 1

Bentonitová formovací směs o složení 93 % křemenného písku a 7 % bentonitu se při zkoušení postupem podle vynálezu nabere zkušebním hřebenem, jehož tyče 2 mají průřez tvaru kružnice o průměru 1,0 mm a jsou sestaveny tak, že vždy čtyři vzdálenosti mezi tyčemi 2 jsou stejné a činí 14 mm, 16 mra, 18 mm, a 20 mm.The bentonite molding composition of 93% quartz sand and 7% bentonite is tested by the test according to the invention with a test comb whose bars 2 have a 1.0 mm diameter circular cross-section and are constructed so that the four distances between the bars 2 are equal and is 14 mm, 16 mra, 18 mm, and 20 mm.

Zkoušená formovací směs zůstane bez propadnutí na všech tycích 2, které mají mezi sebou vzdálenosti 16 mm a menší, a propadne přes tyče 2, které mají mezi sebou vzdálenosti 18 mm a vyšší. Pomocí předem stanoveného grafu pro daný typ směsi se odečte vlhkost 2,7 % s přesností i 0,05 %.The molding composition to be tested remains non-sagging on all bars 2 having a distance of 16 mm or less between them and passes through bars 2 having a distance of 18 mm or more between them. Using a predetermined graph for a given mix type, read 2.7% humidity with an accuracy of 0.05%.

Příklad 2Example 2

Bentonitová formovací směs o složení 94 % křemenného písku a 6 % bentonitu má mít optimální vlhkost 2,4 %. Pro zkoušení její kvality postupem podle vynálezu se použije zkušební hřeben se sadou rovnoběžných tyčí 2 o průřezu tvaru kružnice s průměrem 3 mm, sestavenou tak, že jedna polovina této sady má vzdálenoet mezi tyčemi 10 mra a druhá polovina 14 mm.The bentonite molding composition of 94% quartz sand and 6% bentonite should have an optimum humidity of 2.4%. To test the quality of the process according to the invention, a test comb is used with a set of parallel rods 2 with a cross-section of 3 mm diameter, assembled so that one half of the set has a distance of 10 mra between the bars and the other half 14 mm.

Zkoušená formovací směs musí zůstat na polovině s tyčemi £ o vzdálenostech 10 mm bez propadu a druhou polovinou, tj. přes tyče 2 o vzdálenostech 14 mm, musí veškerá směs propadnout. Pokud bude zkoušená směs vyhovovat těmto podmínkám, znamená to, že má požadované složení a její vlhkost se pohybuje v rozmezí 2,4 £ o,l %.The molding composition to be tested must remain in half with bars 10 mm apart without falling and the other half, i.e. through bars 14 mm apart, must fall through all the mixture. If the test mixture complies with these conditions, this means that it has the desired composition and has a moisture content in the range of 2.4-1.1%.

Příklad 3Example 3

Jednotná formovací směs ze slévárny šedé litiny, obsahující 12 až 14 % vyplavitelných látek, z čehož je 8 % aktivního jílu, má být pro dosažení optimálních vlastností dokonale promísena a má mít vlhkost 3,5 až 3,8 %. Při zkoušení její kvality postupem podle vynálezu se použije zkušební hřeben, do jehož průběžné základny 1 jsou upevněny rovnoběžné tyče J o průřezu tvaru obdélníku o stranách 0,5 a 7,0 mm, přičemž kratšími stranami jsou strany boční. Sada těchto tyčí 2 je sestavena stejným způsobem jako na obr. 2, avšak jedna polovina má vzdálenost mezi tyčemi 2 θ θ druhá polovina 12 mm.A uniform molding composition from a gray iron foundry containing 12-14% leachable substances, of which 8% is active clay, is to be intimately mixed for optimum properties and has a moisture content of 3.5 to 3.8%. In order to test its quality by the method according to the invention, a test comb is used, into which the continuous base 1 is attached parallel bars J of rectangular cross section with sides 0.5 and 7.0 mm, the shorter sides being the lateral sides. The set of these bars 2 is assembled in the same way as in Fig. 2, but one half has a distance between bars 2θ and the other half 12 mm.

Pokud zkoušená směs propadne přes tyče 2 s® vzdálenostmi 12 mm a zůstane na tyčích 2 ^s® vzdálenostmi 8 mm, jsou její vlastnosti v požadovaných mezích. Pokud hodnocená směs propadne přes všechny tyče 2» znamená to, že je suchá, má nízký obsah aktivního jílu, popřípadě došlo k nárazovému obohacení křemenným ostřivem, například z dobře rozpadavých jader. Pokud hodnocená směs vůbec nepropadne, je to většinou z důvodu převlhčení, ale může u ní být i zvýšený obsah vyplavitelnýoh látek nad 14 %.If the test mixture passes through bars 2 with 12 mm distances and remains on bars 2 ^with 8 mm distances, its properties are within the required limits. If the evaluated mixture passes through all bars 2, it means that it is dry, has a low content of active clay, or there has been a sudden enrichment of quartz grinding, for example from well-disintegrating cores. If the evaluated mixture does not fail at all, it is mostly due to moistening, but it may also have an increased content of washable substances above 14%.

Claims

A method for testing the quality of a molding composition according to its internal friction, characterized in that the molding composition to be tested is taken up by a test comb, then the rate of drop of the mixture between the individual bars of the test comb at their spacing sections is optically determined.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it consists of a test comb, in which the base (1) is fixed at selected distances by parallel bars (2, 3) of regular geometric cross-section, the distance between at least three bars (2, 3) is the same and is from 2 to 20 mm.

Device according to claim 2, characterized in that the rods (2) have a circular cross-section with a diameter of 0.5 to 5.0 mm.

Device according to claim 2, characterized in that the bars (3) have a cross-section in the form of a square or rectangle with sides from 0.5 to 10 mm.