[其他]铸铁应力松弛性能测量装置

说明书

本发明为精密机械用铸铁的一种重要工程性能－－应力松弛性能的测量装置，本装置采用大尺寸等强度开口环形试样、楔铁加载，结构简单，操作方便，测量准确，加载范围０．８～６０ｋｇ，加载感量５ｇ。利用该装置可进行铸件热时效处理消除应力效果的快速判定和铸铁常温应力松弛特性测定，适用于生产现场检测。

本发明属于铸铁应力松弛性能的测试装置。

精密机械用铸铁铸件最重要的技术要求之一是高尺寸稳定性，即零件在使用过程中不发生随时间增长而产生尺寸精度变化。铸铁零件尺寸不稳定的主要原因之一是存在于零件中的内应力随时间不断松弛并伴随产生常温蠕变。对于结构和铸造工艺一定的铸铁零件的尺寸稳定性主要取决于铸铁材料的抗应力松弛能力，在一定应力作用下铸铁的弹性模量以及零件消除应力稳定化处理的效果。

目前，对于铸铁材料常温应力松弛性能还没有明确的指标、测量装置以及较完整的数据。

本发明的目的在于设计制造一套结构简单、操作方便、测量准确的铸铁应力松弛测量装置;制定铸铁常温应力松弛试验测量方法;为精密机械设计提供一批铸铁应力松弛性能数据。

本发明的具体构成如下：

1.铸铁应力松弛测量装置

本发明提出的铸铁应力松弛测量装置的一个实施例如图1所示。其由可调平的底座〔1〕、立柱〔2〕和刚性较好的横梁〔3〕组成装置的框架，上吊杆〔4〕通过铰接与横梁〔3〕相连，能自由活动，上吊杆〔4〕下端通过刀口轴（GCr15SiMn淬火）与环形试样〔6〕开口上部连接，试样〔6〕开口下部通过刀口轴与加载机构〔5〕相连，刀口轴与试样孔动配合，用螺丝径向定位，试样开口上下方装配调零机构〔7〕、〔8〕。千分表通过因钢支架与试样开口上部连接，在试样上部装配平衡重锤〔9〕。图中〔10〕为加载楔铁，其材料为GCr15SiMn，淬火，Rc≥55，厚度5～15mm，上下面不平行度≤0.004mm，不同重量的砝码（15kg、10kg、5kg……10g、5g）可加于下吊杆砝码盘上，试样〔6〕外形尺寸φ200/φ150×15mm，由φ210/φ140×100mm筒形铸造毛坯加工而成，试样等强度部分最大拉应力与载荷Q的关系为σ_m0.286Qkg/mm²（Q的单位kg）。

装置加载范围0.8～60kg，产生最大应力值为17kg/mm²，加载感量5g，测量精度×10%R。（R为应力松弛系数R＝×100%）。

2.常温应力松弛测量方法

（1）准备

①装置调平;

②试样清理;

③相应砝码、楔铁准备。

（2）试样装配

①将试样按附图所示位置，通过刀口轴悬挂于上吊杆〔4〕上;

②将下吊杆（包括拉杆和托盘）通过刀口轴装配到试样上;

③将平衡重锤〔9〕装配于试样上;

④将调零机构的各部分装配于试样上;

⑤调整平衡重锤位置，使上、下刀口小轴的轴心位于一条铅直向下的直线上。

（3）试样加载

①根据试验要求选定预计加载值;

②轻轻加砝码，使之接近预计加载值;

③选择合适厚度的楔铁，轻轻将楔铁压入试样开口（大约用100g～500g力压入）;

④去掉全部砝码，千分表预压0.2～0.3mm，并调到零点;

⑤加砝码，直至轻轻用力（100g～500g力）取下楔铁，再加小砝码使千分表重新归零为止，记下此时的全部载荷Q_O（初始载荷）;

⑥取下砝码50g～100g，轻轻压入楔铁;