一種瓦楞紙箱戳穿試驗(yàn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于測試固體材料的強(qiáng)度特性的儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種瓦楞紙箱戳穿試驗(yàn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦楞紙板的戳穿強(qiáng)度是指以特定形狀的角錐戳穿頭穿過紙板所需的功，屬于動(dòng)態(tài)強(qiáng)度，是影響瓦楞紙板受到碰撞、擠壓而發(fā)生破損的重要性能指標(biāo)。目前針對進(jìn)出口瓦楞紙箱包裝戳穿性能檢測，主要依據(jù)現(xiàn)行中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2679.7-2005《紙板戳穿強(qiáng)度的測定》和我國檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 0262-1993《出口商品運(yùn)輸包裝瓦楞紙箱檢驗(yàn)規(guī)程》執(zhí)行。戳穿試驗(yàn)時(shí)，角錐戳穿頭穿透紙板試樣的過程由三個(gè)連續(xù)動(dòng)作組成，即:刺穿、撕裂和彎折。戳穿強(qiáng)度測試數(shù)據(jù)低于標(biāo)準(zhǔn)值，即判定此項(xiàng)目不合格，則此批抽樣產(chǎn)品質(zhì)量即判定為不合格。采用的紙板戳穿強(qiáng)度測試儀一般由擺系試樣夾持裝置、指針刻度盤、角錐體(戳穿頭)、操作系統(tǒng)等部分組成，根據(jù)其功能原理，即在一個(gè)特殊形狀的擺體上安裝一個(gè)按標(biāo)準(zhǔn)幾何體設(shè)計(jì)生產(chǎn)的三角棱形角錐，借助擺體的能量使三角錐體穿透試樣時(shí)所需的能量。自上世紀(jì)90年代至今，傳統(tǒng)瓦楞紙箱戳穿強(qiáng)度測試儀已沿用多年，在檢測過程中存在檢測精度低、穩(wěn)定性差、人為因素影響大、自動(dòng)化程度低、安全防護(hù)不足等缺點(diǎn)，目前在國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中尚未見任何關(guān)于瓦楞紙箱新型戳穿檢測儀的研發(fā)報(bào)道。因此，利用現(xiàn)代控制和偵測技術(shù)，通過對傳統(tǒng)紙板戳穿強(qiáng)度測試儀進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、改進(jìn)，以提高檢測的精度和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)檢測結(jié)果的客觀化，避免了人工讀數(shù)的誤差，同時(shí)也增強(qiáng)了對人員操作的安全防護(hù)，是對現(xiàn)有瓦楞紙箱戳穿檢測設(shè)備研發(fā)的有益探索，有利于檢測機(jī)構(gòu)提供更為穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠的檢測數(shù)據(jù)，不斷促進(jìn)我國瓦楞紙箱行業(yè)整體質(zhì)量提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服傳統(tǒng)瓦楞紙箱戳穿檢測設(shè)備存在的檢測精度低、穩(wěn)定性差、自動(dòng)化程度低和安全防護(hù)等方面不足，本實(shí)用新型旨在提供一種檢測精度高、操作簡單、自動(dòng)化程度高、安全防護(hù)的瓦楞紙箱戳穿儀。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0005]一種瓦楞紙箱戳穿試驗(yàn)儀，包括基座，在基座上設(shè)置角錐和用于角錐滑行的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌左端設(shè)置向角錐提供動(dòng)能的加速機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)軌右端間隔設(shè)置兩個(gè)測速裝置，所述兩個(gè)測速裝置之間設(shè)置固定試驗(yàn)樣品的固定夾。固定夾與導(dǎo)軌垂直設(shè)置，確保角錐運(yùn)動(dòng)方向與實(shí)驗(yàn)樣品垂直。實(shí)驗(yàn)時(shí)，操作員可以根據(jù)測速裝置測出的角錐穿過樣品前后的速度，已知角錐質(zhì)量，可計(jì)算得出穿過樣品所需要的功，進(jìn)一步得出樣品的戳穿強(qiáng)度。
[0006]進(jìn)一步的，所述角錐包括錐頭、垂直機(jī)械固定塊和水平連接塊，所述錐頭背部與水平連接塊為固定連接，所述水平連接塊底部與垂直機(jī)械固定塊為固定連接，所述垂直機(jī)械固定塊與導(dǎo)軌為滑動(dòng)連接。錐頭和水平連接塊可以采用螺紋連接方式固定，便于更換磨損的錐頭。
[0007]進(jìn)一步的，所述垂直機(jī)械固定塊底部設(shè)有凸臺限位件，所述基座上設(shè)有與凸臺限位件卡位連接配合的機(jī)械限位銷。
[0008]進(jìn)一步的，所述測速裝置由2個(gè)位移傳感器構(gòu)成，所述2個(gè)位移傳感器之間間隔設(shè)置。
[0009]進(jìn)一步的，加速機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的摩擦輪和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過齒輪與摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述摩擦輪套設(shè)橡膠套，所述摩擦輪與水平連接塊為夾接連接。旋轉(zhuǎn)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)再帶動(dòng)角錐運(yùn)動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步的，所述兩個(gè)摩擦輪底部設(shè)有同步運(yùn)動(dòng)反饋器，所述同步運(yùn)動(dòng)反饋器包括編碼器、脈沖計(jì)數(shù)器、制動(dòng)器和報(bào)警器。摩擦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)編碼器輸出脈沖，脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)量單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)量，系統(tǒng)MCU比較兩個(gè)摩擦輪在單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)量是否一致，如果偏差超過允許范圍即關(guān)閉電機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)制動(dòng)器并發(fā)出聲光報(bào)警。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)為高速直流無刷電機(jī)設(shè)置。直流無刷電機(jī)軸向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)摩擦輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速最高達(dá)3000rpm、扭矩50N的高速運(yùn)動(dòng)，可以給角錐提供最高60J的初始動(dòng)會K。
[0012]進(jìn)一步的，所述加速機(jī)構(gòu)和測速裝置通過信號線連接控制終端，所述控制終端包括用于控制加速機(jī)構(gòu)能量的控制器、用于接受傳感信號的采集器、分析信號的處理器。實(shí)驗(yàn)過程中，控制終端中的控制器中設(shè)有控制電路，可以調(diào)控電機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)采集器可以自動(dòng)采集測速裝置的信號，信號輸送到處理器中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和分析得出角錐速度和戳穿能量，進(jìn)一步得出紙板戳穿強(qiáng)度，操作員可以從顯示屏中直觀地看出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0013]進(jìn)一步的，所述基座上設(shè)置頂罩，所述頂罩上設(shè)置透蓋板，所述蓋板上設(shè)置拉手，所述導(dǎo)軌一端部設(shè)置防護(hù)板。防護(hù)板與導(dǎo)軌垂直設(shè)置，可以使角錐能量損失最大化。
[0014]本實(shí)用新型的原理是:角錐在兩個(gè)高速反向旋轉(zhuǎn)的摩擦輪擠壓下加速，沿導(dǎo)軌導(dǎo)向迅速射向待測紙箱，在角錐運(yùn)動(dòng)方向上，待測紙箱的兩端，分別安裝2對位移傳感器，將自動(dòng)偵測角錐的速度，從而獲得角錐戳穿紙箱前、后角錐的速度，并通過處理器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示，由此可檢測出瓦楞紙箱戳穿強(qiáng)度值。摩擦輪的轉(zhuǎn)速由旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制，旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)速通過控制器控制，摩擦輪與角錐接觸后將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)，角錐初始速度與摩擦輪的線速度相等，角錐在導(dǎo)軌的導(dǎo)向下迅速向待測紙板射出。通過測量紙板同側(cè)2個(gè)傳感器的信號時(shí)間差，測量出角錐運(yùn)動(dòng)速度，由于角錐質(zhì)量是固定的，從而處理器可計(jì)算出角錐的瞬時(shí)能量值。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0016]1.加速機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌配合，可以實(shí)現(xiàn)角錐高速直線運(yùn)動(dòng)，將傳統(tǒng)的勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程變成直接動(dòng)能的碰撞形式，減少了能量損耗；
[0017]2.同步運(yùn)動(dòng)反饋器的設(shè)置，主要偵測2個(gè)摩擦輪運(yùn)動(dòng)速度的一致性，用于保障角錐初始射出方向與目標(biāo)保持垂直，減少滑軌兩側(cè)阻力差異帶來的動(dòng)能損失；
[0018]3.每組位移傳感器不斷偵測角錐的實(shí)時(shí)位移變化，確保了角錐速度測量的精確性；
[0019]4.導(dǎo)軌的設(shè)置，引導(dǎo)角錐作直線運(yùn)動(dòng)，確保角錐錐頭軸向與紙板平面始終呈垂直角度，保證戳穿效果；
[0020]5.凸臺限位件和限位銷的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)限位件和限位銷的限位卡死，避免角錐速度過快滑出導(dǎo)軌，造成不必要的損失；
[0021]6.位移傳感器和加速機(jī)構(gòu)與控制終端配合連接，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄、角錐速度控制等的自動(dòng)化，整個(gè)測量過程減少了人為因素的干擾，檢測結(jié)果也更為準(zhǔn)確；
[0022]7.導(dǎo)軌末端安裝防護(hù)板，吸收角錐剩余能量，保證操作人員的安全。
[0023]綜上所述，本實(shí)用新型采用了新型能量傳遞機(jī)構(gòu)和末端能量偵測裝置，實(shí)現(xiàn)對瓦楞紙箱戳穿強(qiáng)度測試的自動(dòng)化控制和數(shù)字化測量，同時(shí)具有自動(dòng)校對功能和雙重安全保護(hù)裝置，克服了傳統(tǒng)瓦楞紙箱戳穿儀必須人工手動(dòng)操作、結(jié)果穩(wěn)定性差、易受人為因素影響、安全防護(hù)不足等缺陷；整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程安全可控，操作界面更加人性化，減少了人為干擾和機(jī)械損耗，能夠更加準(zhǔn)確客觀地獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為角錐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為加速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5本實(shí)用新型局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]其中:1.頂罩；2.固定夾拉手；3.固定夾；4.位移傳感器；5.拉手；6.蓋板；7.角錐；71.水平連接塊；72.錐頭；73.垂直機(jī)械固定塊；8.凸臺限位件；9.摩擦輪；10.角錐運(yùn)行管；11.齒輪；12.旋