铸造用湿型粘土砂质量参数快速分析装置制造方法及图纸

铸造用湿型粘土砂质量参数快速分析方法及装置。本发明专利技术涉及湿型粘土砂有效粘土含量和含水量及透气性和综合强度的检测方法和装置。方法是对标准砂样先后两次实施交流电源和直流电源激励，利用测得的砂样交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力变化率以及在制样过程中获得的其它信息参数求解有效粘土含量及含水量，可在几秒钟时间内获得测试结果。装置是装有标准砂样的下样筒（１４）被推至第四工位后，强度检测气缸（２７）驱动称重传感器（２６）和活塞杆下降，在活塞杆贯入标准砂样的进程中，称重传感器（２６）可实时感受活塞杆顶出砂柱所受的阻力变化，本发明专利技术以一个参数表征砂样的综合强度，并与其它测试项目共用同一个标准砂样，提高了测试速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及现代铸造中湿型粘土砂有效粘土含量和含水量的测试方法，还涉及湿型粘土砂有效粘土含量和含水量及透气性和综合强度等多项质量参数的检测装置。
技术介绍
湿型粘土砂是当今铸造界使用最多的造型材料，有效粘土含量及含水量是影响型砂性能的重要因素。目前，由于缺少快速检测手段，型砂有效粘土含量无法在线测得，直接影响了湿型粘土砂质量的优化控制。国内外一直普遍采用亚甲基兰滴定法直接测定型砂有效粘土含量或采用紧实率方法等间接表征有效粘土含量。前者由于测试周期长、测试程序复杂而只能用作实验室条件下的分析方法，后者由于影响因素过多而不能获得满意测试结果。
技术实现思路
为了克服已有的粘土砂检测方法测试周期长、测试程序复杂的缺陷，提供一种铸造用湿型粘土砂质量参数快速分析方法及装置。本专利技术通过下述方案实现一种铸造用湿型粘土砂质量参数快速分析方法，它通过下述步骤完成一、制取所测粘土砂的样块；二、在样块中通以交流电并测出此样块的交流导电能力；三、在样块中通以直流电并测出此样块的初始直流导电能力和直流导电能力变化率；四、测量样块的温度和样块的紧实率；五、把测量所得的样块的交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力变化率、温度和紧实率的值输入计算机数据库，该数据库是以样块的交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力变化率、温度和紧实率为输入变量，以样块的有效粘土含量和含水量为输出变量的人工神经网络数学模型。本专利技术的方法与现有技术比较，具有如下主要优点(1)与亚甲基兰滴定法测定型砂有效粘土含量相比，本专利技术的方法具有测试速度快、易于实现在线检测的优点。目前，铸造界普遍采用亚甲基兰滴定法在实验室条件下测定型砂有效粘土含量，因操作过程复杂、测试周期长而无法用于在线检测。应用本专利技术可在瞬间获得电信号测试结果，直接送入电测系统即可实现在线监测。(2)与紧实率法测定型砂有效粘土含量相比，本专利技术的方法具有测试准确度高的优点。由于没有快速测定型砂有效粘土含量的直接方法，紧实率方法曾被许多工厂用来间接测定粘土含量。事实上，紧实率确实与粘土含量有对应关系，但死粘土的影响不易被消除，因而测试准确性受到很大影响。本专利技术以与有效粘土含量直接相关的导电特性为信息参数，测试结果是有效粘土含量的直接表征，具有较高的准确度。本专利技术还提供了一种铸造用湿型粘土砂质量参数快速分析装置。它包括机构框架1、筛砂电机2、筛砂筒3、筛网12、漏斗4、两根漏斗连杆5、辅助筒6、纵向底层导轨7、样筒底板8、小车9、小车轮9-1、上样筒支架11、上样筒13、下样筒14、横向滑动导轨15、滚动体17、底板气缸18、样筒气缸19、小车移动气缸20、压实气缸21、位移传感器22、二号压力传感器16、称重传感器26和强度检测气缸27。辅助筒6的内壁上固定有左砂位电极6-1和右砂位电极6-2，下样筒14的内表面上设置有温度传感器14-1、左弧型电极14-2和右弧型电极14-3，左弧型电极14-2与右弧型电极14-3相对设置。纵向底层导轨7设置在机构框架1的底部，连接在小车9底部的小车轮9-1滚动在纵向底层导轨7中，横向滑动导轨15固定在小车9的上表面上，样筒底板8滑动在横向滑动导轨15中，上样筒支架11的下端固定在横向滑动导轨15上，上样筒支架11的上端固定有上样筒13，样筒底板8的表面上沿横向并列开有大退砂孔8-1和小退砂孔8-2，下样筒14搁置在样筒底板8的上表面，沿横向滑动导轨15的方向设置的样筒气缸19的活塞杆的端部固定在下样筒14的外表面，沿横向滑动导轨15的方向设置的底板气缸18的活塞杆的端部固定在样筒底板8的端部，滚动体17设置在样筒底板8与小车9之间，为样筒底板8提供支撑，透气性检测气缸23、强度检测气缸27、筛砂电机2和压实气缸21的上端都固定在机构框架1的上端，强度检测气缸27和压实气缸21的活塞杆都指向下方，二号压力传感器16设置在压实气缸21的活塞杆与缸体之间，以检测活塞杆向下的压力，称重传感器26设置在强度检测气缸27的活塞杆中，以检测强度检测气缸27向下的压力，位移传感器22设置在压实气缸21的侧面，以检测压实气缸21的活塞杆的位移，筛砂电机2的输出轴下端固定有筛砂桨2-1，筛砂桨2-1伸入在筛砂筒3中，筛砂筒3固定在机构框架1上，筛砂筒3的下方依次设置筛网12和漏斗4，筛网12覆盖并固定在漏斗4的上口，筛网12的一侧铰接在筛砂筒3的下端，两根漏斗连杆5的上端都铰接在筛网12的另一侧，两根漏斗连杆5的下端都铰接在上样筒支架11上。漏斗4的下口与固定在机构框架1上的辅助筒6的上口相对应。抗拉、抗压、抗剪强度是湿型粘土砂的重要性能指标，以往三项指标要通过制取三种不同标准砂样，分三次测试方能获得。本专利技术提出的装置可利用测定型砂有效粘土含量和含水量所用砂样，在如附图6所示的快速自动制样与测试机构的综合强度工位一次完成测试。装有标准砂样的下样筒14被推至第四工位后(见图14和图15)，强度检测气缸27驱动称重传感器26和活塞杆下降，在活塞杆贯入标准砂样的进程中，称重传感器26可实时感受活塞杆顶出砂柱所受的阻力变化，顶出砂柱全过程的受力曲线由数据采集与处理单元实时纪录。由于顶出砂柱要克服砂粒或砂团之间的粘结力，此种粘结力与砂样的抗拉、抗压和抗剪强度直接相关，因此通过分析受力曲线可以实现型砂抗拉、抗压和抗剪强度即综合强度的表征。传统的杠杆式或液压式万能强度试验仪测定砂样的抗拉、抗压、抗剪强度需要采用三锤制样机分别制备3个标准砂样，进行3次测量，因操作过程复杂而无法用于在线检测。其它型砂强度自动测定装置虽可自动制样，但无法解决分次测试问题。本专利技术以一个参数表征砂样的综合强度，并与其它测试项目共用同一个标准砂样，从而大大简化了测试步骤，提高了测试速度，可实现在线监测。附图说明图1是本专利技术实施方式一中型砂的交直流导电特性测定原理图，图2至图5是各种参数条件下型砂的导电能力的曲线图，图6是本专利技术实施方式二的结构示意图，图7是实施方式二中辅助筒6、上样筒13和下样筒14的结构示意图，图8是实施方式二中本装置在工位1时图6的B向视图，图9是图8的侧视图，图10是实施方式二中本装置在工位2时图6的B向视图，图11是图10的侧视图，图12是实施方式二中本装置在工位3时图6的B向视图，图13是图12的侧视图，图14是实施方式二中本装置在工位4时图6的B向视图，图15是图14的侧视图，图16是实施方式二中本装置在工位5时图6的B向视图，图17是图16的侧视图，图18是本专利技术实施方式一中人工神经网络拓扑结构示意图，图19是实施方式三的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图1至图5和图18具体说明本实施方式。本专利技术通过下述方案实现一种铸造用湿型粘土砂质量参数快速分析方法，它通过下述步骤完成一、制取所测粘土砂的样块；二、在样块中通以交流电并测出此样块的交流导电能力；三、在样块中通以直流电并测出此样块的初始直流导电能力和直流导电能力变化率；四、测量样块的温度和样块的紧实率；五、把测量所得的样块的交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力变化率、温度和紧实率值输入计算机数据库，该数据库是以样块的交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力变化率、温度和紧实率为输入变量，以样块的有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造用湿型粘土砂质量参数快速分析方法，其特征在于它包括下述步骤：一、制取所测粘土砂的样块；二、在样块中通以交流电并测出此样块的交流导电能力；三、在样块中通以直流电并测出此样块中的初始直流导电能力和直流导电能力变化率；四、测量样块的温度和样块的紧实率；五、把测量所得的样块的交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力的变化率、温度和紧实率值输入计算机数据库，该数据库是以样块的交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力变化率、温度和紧实率为输入变量，该数据库是以样块的交流导电能力、初始直流导电能力、直流导电能力变化率、温度和紧实率为输入变量以样块的有效粘土含量和含水量为输出变量的人工神经网络数学模型。以样块的有效粘土含量和含水量为输出变量的人工神经网络数学模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李大勇，董静薇，石德全，张宇彤，高继伟，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]