[发明专利]铸件凝固过程中的动态变形测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸件凝固过程中的变形测量系统。

背景技术

铸件在冷却过程中，由于各部分冷却速度不均匀，引起的收缩量不一致，但各部分彼此相连相互制约，必然要产生变形。铸件凝固过程中的动态变形测量，就是测量铸件从浇注温度至室温这一凝固冷却过程中铸件收缩所导致的变形数据。通过测量铸件凝固过程中的动态变形，研究者可以揭示不同合金铸件不同浇注工艺下从高温到室温整个过程中的收缩变形规律，为获得符合要求的几何形状和尺寸、致密优质铸件提供科学指导。

变形是影响铸件尺寸精度的重要因素，各类精密铸件以及大型铸件的变形往往是导致铸件报废的原因之一。如何控制铸件冷却不均匀的程度从而使变形能控制在允许的范围之内是一个十分值得研究的问题，同时对铸件动态变形过程的研究对克服铸件变形具有重要指导意义。铸造工作者研究铸件变形时，大多只简单地测量研究铸件凝固成形后的残余变形，而不关注铸件凝固过程中由于冷却速度不均匀导致的动态变形。因而，国内外关于铸件凝固过程中动态变形研究寥寥无几。已有的动态变形测量系统多见于低温区物体的接触式测量，而非接触式的动态位移测量系统可用于高温区物体表面动态变形的测量，但不能穿透铸型测量铸件的动态变形。因而，铸件动态变形测量系统研究近乎空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸件凝固过程中的动态变形测量系统，以解决目前暂无测量铸件凝固过程中的动态变形的系统的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述系统包括支撑套管、位移传递杆、数据存储处理装置、连接套筒、热电偶丝、补偿导线、位移传感器、调节机构、第一导线、程控位移温度测试仪和数据线，位移传递杆的一端加工有外螺纹，该端穿过支撑套管后探入铸件内并与铸件铸焊在一起，支撑套管的一端设在铸型内，位移传递杆的另一端上设有凸台，位移传递杆的凸台通过连接套筒与位移传感器紧固连接，连接套筒的侧壁上设有两个引出孔，位移传感器设在调节机构上，两根热电耦丝的端头连接并设在铸件内，每根热电耦丝的另一端穿过位移传递杆及连接套筒并穿过引出孔，再通过补偿导线与程控位移温度测试仪的温度输入端连接，位移传感器的位移信号输出端通过第一导线与程控位移温度测试仪的位移输入端连接，程控位移温度测试仪的信号输出端通过数据线与数据存储处理装置信号输入端连接。

本发明具有以下有益效果：1、本发明系统是对铸件测量点上的变形，用位移传递杆引出并与位移传感器连接，由程控位移温度测试仪采集位移数据并实时输入数据存储处理装置记录动态变形数据。为跟踪凝固过程，测点上的温度由陶瓷位移传递杆内安装的热电偶测量，由程控位移温度测试仪采集测点的温度数据并实时输入电脑记录动态变形数据。从而得到测点的时间-温度-位移数据，即铸件凝固过程中的动态变形；

2、测量系统装置结构简单、工作稳定，数据精度高，可对多个测点同时进行数据采集；

3、测量所用程控位移温度测试仪可同时采集测点的温度和位移，能够准确揭示铸件动态变形与温度变化的关系；测量时，数据采集方式可选，选择非均匀时间步长采集数据，可以避免数据量过于庞大，同时又不失准确性；测量方法简便易行、适用性强，可适用于多种铸造方法下铸件动态变形的测量。

附图说明

图1是铸件动态位移测试系统示意图；图2是撑套管和位移传递杆部分的结构示意图；图3是连接套筒部分结构示意图；图4是安装位移传感器的调节机构示意图；图5是某测点时间-温度-位移曲线示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的所述系统包括支撑套管31、位移传递杆32、数据存储处理装置5、连接套筒6、热电偶丝63、补偿导线64、位移传感器7、调节机构8、第一导线9、程控位移温度测试仪10和数据线11，位移传递杆32的一端加工有外螺纹，该端穿过支撑套管31后探入铸件1内并与铸件1铸焊在一起，支撑套管31的一端设在铸型2内，位移传递杆32的另一端上设有凸台33，位移传递杆32的凸台33通过连接套筒6与位移传感器7紧固连接，连接套筒6的侧壁上设有两个引出孔62，位移传感器7设在调节机构8上，两根热电耦丝63的端头连接并设在铸件1内，每根热电耦丝63的另一端穿过位移传递杆32及连接套筒6并穿过引出孔62，再通过补偿导线64与程控位移温度测试仪10的温度输入端连接，位移传感器7的位移信号输出端通过第一导线9与程控位移温度测试仪10的位移输入端连接，程控位移温度测试仪10的信号输出端通过数据线11与数据存储处理装置5信号输入端连接。