[發(fā)明專利]鑄件凝固過程中的動(dòng)態(tài)變形測量系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210310288.3
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102830131A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王躍平;薛祥
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01B21/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 楊立超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鑄件凝固過程中的變形測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鑄件在冷卻過程中，由于各部分冷卻速度不均勻，引起的收縮量不一致，但各部分彼此相連相互制約，必然要產(chǎn)生變形。鑄件凝固過程中的動(dòng)態(tài)變形測量，就是測量鑄件從澆注溫度至室溫這一凝固冷卻過程中鑄件收縮所導(dǎo)致的變形數(shù)據(jù)。通過測量鑄件凝固過程中的動(dòng)態(tài)變形，研究者可以揭示不同合金鑄件不同澆注工藝下從高溫到室溫整個(gè)過程中的收縮變形規(guī)律，為獲得符合要求的幾何形狀和尺寸、致密優(yōu)質(zhì)鑄件提供科學(xué)指導(dǎo)。

變形是影響鑄件尺寸精度的重要因素，各類精密鑄件以及大型鑄件的變形往往是導(dǎo)致鑄件報(bào)廢的原因之一。如何控制鑄件冷卻不均勻的程度從而使變形能控制在允許的范圍之內(nèi)是一個(gè)十分值得研究的問題，同時(shí)對鑄件動(dòng)態(tài)變形過程的研究對克服鑄件變形具有重要指導(dǎo)意義。鑄造工作者研究鑄件變形時(shí)，大多只簡單地測量研究鑄件凝固成形后的殘余變形，而不關(guān)注鑄件凝固過程中由于冷卻速度不均勻?qū)е碌膭?dòng)態(tài)變形。因而，國內(nèi)外關(guān)于鑄件凝固過程中動(dòng)態(tài)變形研究寥寥無幾。已有的動(dòng)態(tài)變形測量系統(tǒng)多見于低溫區(qū)物體的接觸式測量，而非接觸式的動(dòng)態(tài)位移測量系統(tǒng)可用于高溫區(qū)物體表面動(dòng)態(tài)變形的測量，但不能穿透鑄型測量鑄件的動(dòng)態(tài)變形。因而，鑄件動(dòng)態(tài)變形測量系統(tǒng)研究近乎空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鑄件凝固過程中的動(dòng)態(tài)變形測量系統(tǒng)，以解決目前暫無測量鑄件凝固過程中的動(dòng)態(tài)變形的系統(tǒng)的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：所述系統(tǒng)包括支撐套管、位移傳遞桿、數(shù)據(jù)存儲處理裝置、連接套筒、熱電偶絲、補(bǔ)償導(dǎo)線、位移傳感器、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、第一導(dǎo)線、程控位移溫度測試儀和數(shù)據(jù)線，位移傳遞桿的一端加工有外螺紋，該端穿過支撐套管后探入鑄件內(nèi)并與鑄件鑄焊在一起，支撐套管的一端設(shè)在鑄型內(nèi)，位移傳遞桿的另一端上設(shè)有凸臺，位移傳遞桿的凸臺通過連接套筒與位移傳感器緊固連接，連接套筒的側(cè)壁上設(shè)有兩個(gè)引出孔，位移傳感器設(shè)在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，兩根熱電耦絲的端頭連接并設(shè)在鑄件內(nèi)，每根熱電耦絲的另一端穿過位移傳遞桿及連接套筒并穿過引出孔，再通過補(bǔ)償導(dǎo)線與程控位移溫度測試儀的溫度輸入端連接，位移傳感器的位移信號輸出端通過第一導(dǎo)線與程控位移溫度測試儀的位移輸入端連接，程控位移溫度測試儀的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)存儲處理裝置信號輸入端連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明系統(tǒng)是對鑄件測量點(diǎn)上的變形，用位移傳遞桿引出并與位移傳感器連接，由程控位移溫度測試儀采集位移數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)輸入數(shù)據(jù)存儲處理裝置記錄動(dòng)態(tài)變形數(shù)據(jù)。為跟蹤凝固過程，測點(diǎn)上的溫度由陶瓷位移傳遞桿內(nèi)安裝的熱電偶測量，由程控位移溫度測試儀采集測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)輸入電腦記錄動(dòng)態(tài)變形數(shù)據(jù)。從而得到測點(diǎn)的時(shí)間-溫度-位移數(shù)據(jù)，即鑄件凝固過程中的動(dòng)態(tài)變形；

2、測量系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定，數(shù)據(jù)精度高，可對多個(gè)測點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；

3、測量所用程控位移溫度測試儀可同時(shí)采集測點(diǎn)的溫度和位移，能夠準(zhǔn)確揭示鑄件動(dòng)態(tài)變形與溫度變化的關(guān)系；測量時(shí)，數(shù)據(jù)采集方式可選，選擇非均勻時(shí)間步長采集數(shù)據(jù)，可以避免數(shù)據(jù)量過于龐大，同時(shí)又不失準(zhǔn)確性；測量方法簡便易行、適用性強(qiáng)，可適用于多種鑄造方法下鑄件動(dòng)態(tài)變形的測量。

附圖說明

圖1是鑄件動(dòng)態(tài)位移測試系統(tǒng)示意圖；圖2是撐套管和位移傳遞桿部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是連接套筒部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是安裝位移傳感器的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖；圖5是某測點(diǎn)時(shí)間-溫度-位移曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1-圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的所述系統(tǒng)包括支撐套管31、位移傳遞桿32、數(shù)據(jù)存儲處理裝置5、連接套筒6、熱電偶絲63、補(bǔ)償導(dǎo)線64、位移傳感器7、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8、第一導(dǎo)線9、程控位移溫度測試儀10和數(shù)據(jù)線11，位移傳遞桿32的一端加工有外螺紋，該端穿過支撐套管31后探入鑄件1內(nèi)并與鑄件1鑄焊在一起，支撐套管31的一端設(shè)在鑄型2內(nèi)，位移傳遞桿32的另一端上設(shè)有凸臺33，位移傳遞桿32的凸臺33通過連接套筒6與位移傳感器7緊固連接，連接套筒6的側(cè)壁上設(shè)有兩個(gè)引出孔62，位移傳感器7設(shè)在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8上，兩根熱電耦絲63的端頭連接并設(shè)在鑄件1內(nèi)，每根熱電耦絲63的另一端穿過位移傳遞桿32及連接套筒6并穿過引出孔62，再通過補(bǔ)償導(dǎo)線64與程控位移溫度測試儀10的溫度輸入端連接，位移傳感器7的位移信號輸出端通過第一導(dǎo)線9與程控位移溫度測試儀10的位移輸入端連接，程控位移溫度測試儀10的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線11與數(shù)據(jù)存儲處理裝置5信號輸入端連接。