去冒口锤试验装置的制作方法

本申请属于铸造机械领域，涉及一种铸件后处理工序中的冒口去除设备的试验装置。

背景技术：

在铸造行业铸件生产过程中，特别是大型铸件的生产，浇冒口的去除一直是个难题。传统采用气割、人工用大锤锤击、或者采用行车吊起金属重块撞击冒口，这样会带来耗能、铸件质量损坏、效率低及不安全等问题。为解决这一难题，现在采用一种去冒口锤去除冒口。将去冒口锤的护筒对准冒口，按下按钮阀，活塞杆会从护筒冲出，以足够的能量击断冒口。去冒口锤出售之前，冲击功大小、能够击断的不同材质的冒口直径以及使用寿命是必须了解的参数。未发明此试验装置之前，为了测试去冒口锤能够击断的铸件冒口直径的大小，寻找合适的铸件厂家来进行试验。此种方法虽然能够真实的反映去冒口锤的工作能力，但是受铸件类型、大小的限制，同时铸件厂家会有各种疑虑和担忧。

冲击功是去冒口锤设备的一个重要技术参数，直接影响着击断冒口直径的大小。《空气锤技术条件》（GB/T25721-2010）中，以镦粗铅柱测定打击能量，方法如图2所示。实际冲击功E₁按式（1）计算。

E₁=K*d₀³[2.7a+4(a²+a⁴)]……………………………………………………(1)

式中：E₁——冲击功，单位为焦耳（J）；d₀——打击前铅柱直径，单位为毫米（mm）；h₀——打击前铅柱高度，单位为毫米（mm）；h₁——一次打击后铅柱高度，单位为毫米（mm）；a=(h₀-h₁)/h₀；K=0.01 J/mm³。

这种测定空气锤打击能量的方法只需把铅柱式样垂直放在水平面上，空气锤由上往下垂直击打试样，由而去冒口锤只能是水平击打试样。

为了水平放置铅柱试样，必须将试样水平固定在垂直于地面的立板上。之前曾在立板上固定一内径大小与铅柱试样直径一致，高度为铅柱试样直径三分之一的圆筒，将铅柱试样直接放置在圆筒内，这样解决了铅柱试样水平放置的问题，但是击打铅柱试样后，铅柱底部直径会变大，而圆筒的存在会限制铅柱底部的扩张，进而造成一次击打后铅柱的高度的真实性。

冲击功与试样截面积有一定的关系：a_k=A_k/F（2）

a_k——材料的冲击韧度，单位为焦耳每平方厘米（J/cm²）；

A_k——冲击功，单位为焦耳（J）；

F——试样缺口处的截面积，单位为平方厘米（cm²）

每种材料的冲击韧度值是一定的，所以由试验测得的冲击功值可以计算出理论上可以击断的冒口直径。

技术实现要素：

本申请提供了一种去冒口锤试验装置，可以根据镦粗铅柱法测试去冒口锤的冲击功；同时可以通过破坏试验直观的展现可以击断的不同材质试样的直径；此试验装置还可以进行疲劳试验，测试击打次数对去冒口锤设备的损坏程度。

本方案解决上述问题采用的技术方案是：一种去冒口锤试验装置，它包括底座,底座由若干横梁和纵梁焊接在一起组成，其特征是焊接在底座横梁上的两个试样套筒，试样套筒外侧自上而下设置有三对水平布置的卡板将试样套筒和横梁焊接在一起，卡板上设置有与试样套筒外壁形状相吻合的弧形槽；试样套筒上平面与底座上平面齐平，在其中一个试样套筒中放置调整套，调整套外径与试样套筒的内径一致，调整套内径与破坏试样直径一致，试样套筒以及调整套上均有销孔，插入销轴可以为放入其中的试样做支撑。

本方案的具体特点还有，底座上两个试样套筒中间位置设置有立板，立板底部与横梁焊接，背面设置有两个立板筋板分别与立板以及横梁焊接，增强立板的抗冲击性，立板上有供螺栓穿过的光孔，一螺栓穿过光孔旋入铅柱试样底部中央位置设有的螺纹孔中将铅柱试样固定在立板上，用镦粗铅柱法测试冲击功的大小。

底座上端有盖板，盖板上设置有孔洞以避开两个试样套筒、立板以及立板筋板，在试样套筒左右两侧的盖板上设置有方孔，方便操作人员插入与拔出销轴，底座设有取样口可以取出调整套中的破坏试样。

在底座的周边外围设置有安全护罩，可以防止破坏试验时试样飞出对周围环境造成的伤害。

底座中设置有若干筋板，筋板与纵梁焊接，在纵梁下方设置有托板，在纵梁、筋板和托板围成的空间内注入水泥，使其足以抵抗去冒口锤对底座的冲击而不会产生位移，相对位移影响冲击功的准确性。

本方案的有益效果是：在疲劳试样套筒放置直径与试样套筒内径一致的疲劳试样，用来做疲劳试验，测试击打次数对去冒口锤设备的损坏程度；在破坏试样套筒中放置破坏试样，根据所需要的破坏试样的直径大小选择合适的调整套，将破坏试样插入到调整套中，用来做破坏试验，测试去冒口锤可以击断的不同材质试样的直径；击断试样后拔出销轴，通过取样口取出试样。本方案是针对去冒口锤集多种功能与一体的综合性试验装置；可以测试出去冒口锤的冲击功以及可以击断的不同材质的试样直径大小，同时还可以测试击打次数对去冒口锤的损害程度，判断其内部密封件的使用寿命；此试验装置的可移动性，通过在底座内注入水泥，使其足以抵抗去冒口锤对底座的冲击而不会产生位移，而不是将底座固定在地面上。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。

图1是去冒口锤击打铸件冒口示意图。图2是去冒口锤试验装置结构示意图；图3是图2的A-A视图；图4是图2的B-B视图；图5是图2中M部放大图（去除安全护罩和盖板）；图6是图3中K向视图（去除安全护罩）。

图中：1-安全护罩；2-底座；3-疲劳试样；4-铅柱试样；5-破坏试样；6-调整套；7-销轴；8-疲劳试样套筒；9-立板；10-盖板；11-方孔；12-取样口；13-破坏试样套筒；14-卡板；15-立板筋板；16-筋板；17-纵梁；18-托板；19-横梁；20-去冒口锤；21-护筒；22-冒口。

具体实施方式

如图2所示，一种去冒口锤试验装置，它包括底座2,底座2由若干横梁19和纵梁17焊接在一起组成，还包括焊接在横梁19上的两个试样套筒，试样套筒外侧自上而下设置有三对水平布置的卡板14将试样套筒和横梁19焊接在一起，卡板14上设置有与试样套筒外壁形状相吻合的弧形槽；试样套筒上平面与底座2上平面齐平，试样套筒包括疲劳试样套筒8和破坏试样套筒13，在破坏试样套筒13中放置调整套6，调整套6外径与破坏试样套筒13的内径一致，调整套6内径与破坏试样5直径一致，破坏试样套筒13和疲劳试样套筒8以及调整套6上均有销孔，销轴7可以为放入其中的试样做支撑。

底座2上两个试样套筒中间位置设置有立板9，立板9底部与横梁19焊接，背面设置有两个立板筋板15分别与立板9以及横梁19焊接，增强立板9的抗冲击性，立板9上有供螺栓穿过的光孔，一螺栓穿过光孔旋入铅柱试样4底部中央位置设有的螺纹孔中将铅柱试样4固定在立板9上，用镦粗铅柱法测试冲击功的大小。

底座2上端有盖板10，盖板10上设置有孔洞以避开两个试样套筒、立板9以及立板筋板15，试样套筒左右位置的盖板10上设置有方孔11，方便操作人员插入与拔出销轴7，底座2设有取样口12可以取出调整套6中的破坏试样5。

在底座2的周边外围设置有安全护罩1，可以防止破坏试验时试样飞出对周围环境造成的伤害。

底座2中设置有若干筋板16，筋板16与纵梁17焊接，在纵梁17下方设置有托板18，在纵梁17、筋板16和托板18围成的空间内注入水泥，使其足以抵抗去冒口锤对底座的冲击而不会产生位移，相对位移影响冲击功的准确性。

冲击功测试：《空气锤技术条件》（GB/T25721-2010）中规定，根据打击能量的大小选择合适大小规格的铅柱试样。由去冒口锤的运行原理，从动力学角度计算理论上去冒口锤的冲击功，选择合适规格的铅柱试样4。将选定的铅柱试样4用螺栓固定在底座2的立板9上，将去冒口锤的工作压力调至所需压力，去冒口锤护筒对准铅柱试样，水平击打，根据铅柱试样击打前后的压缩量计算出工作压力下去冒口锤的冲击功。

破坏试验：根据前面所测试的冲击功以及试样材质，由公式（2）计算去冒口锤能够击断的试样最大直径D_max,由此选择内径为D_max的调整套6，将其放置在底座2的破坏试样套筒13内，将销轴7由破坏试样套筒13的方孔11插入，将直径为D_max的破坏试样5放置在调整套6内。用去冒口锤击打试样，如若能够击断，则将破坏试样5的直径增加10mm,更换相应的调整套6，再次进行击打试验，如若还是能够击断则继续将破坏试样6的直径增加10mm,直至不能击断；如若不能击断，则将破坏试样5的直径减少10mm,更换相应的调整套6，再次进行击打试验。以此类推，直至得出能够击断的破坏试样的最大直径D_实。

疲劳试验：选择直径大于D_实的疲劳试样3，插入底座2的疲劳试样套筒8内，销轴7作为支撑，去冒口锤累计击打疲劳试样3一定次数，检查去冒口锤的内部结构及密封件的损坏状态。