[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711300749.8
• 申請日: 2017-12-10
• 公開（公告）號: CN107991155B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳立芳;周博;劉智倩;王婧婕
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置與方法，該裝置包含機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)相互協(xié)作可實現(xiàn)橡膠等體積切割、安全防護、超時報警和定時切割。機械結(jié)構(gòu)包括雙行程氣缸和用于切割試樣的內(nèi)外組合刀具。控制系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器、上下定位開關(guān)、紅外安全開關(guān)、蜂鳴器和雙電磁閥。可編程邏輯控制器用于對控制信號進行分析處理運算進而實現(xiàn)系統(tǒng)相應(yīng)功能；上下定位開關(guān)用于檢測活塞位置進而確定刀具位置，結(jié)構(gòu)簡單，動作速度快，能耗低；紅外安全開關(guān)用于保障操作人員安全；蜂鳴器用于在機器發(fā)生故障時提醒操作人員，其特征在于能耗低，報警時易于被操作人員發(fā)現(xiàn)；雙電磁閥用于控制氣路通斷進而驅(qū)動雙行程氣缸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置與方法，尤其是適用于需要精確制樣才能獲得穩(wěn)定測試結(jié)果的橡膠硫化儀、橡膠加工分析儀等的膠樣制作。

背景技術(shù)

橡膠制樣裝置在材料實驗室中屬于必備儀器，做橡膠材料實驗之前均需要先制樣，而根據(jù)在實驗室中的觀察，發(fā)現(xiàn)目前的制樣裝置及方法還存在許多問題，使得實驗者在制樣時很難一次性就得到達標(biāo)的膠樣。分析其原因主要有以下幾點。首先，普通的制樣機都是采用圓形刀口的刀片一次性壓制切割，無法控制膠樣的厚度，所以還需要經(jīng)過人工多次稱量、增減膠料后才能夠達到令人滿意的效果，造成工作效率低，人工成本增加。其次，有些制樣機采用單手閥門控制，存在安全隱患。有多起操作工手指被切割掉的事故記錄。第三，普通的制樣機采用手控氣動裝置甚至采用純手動裝置，切割時一致性差，也容易造成制樣結(jié)果差異。

2011年，專利CN201120570116.0公開了一種橡膠圓柱體制樣機。此裝置可用于制備圓柱體橡膠試樣，也可用于橡膠打孔。裝置特點是：通過手柄推動凸輪下壓，可確保制備出的橡膠試樣形狀為正圓柱體，用圓柱螺旋壓縮彈簧的彈力控制頂桿將制備出的圓柱體推出，方便取樣。然而，此裝置只能保證試樣截面為正圓形，未對試樣的厚度進行控制，因此不能實現(xiàn)精確等體積制樣。且需手動制樣，效率較低。而且凸輪旋轉(zhuǎn)以及刀具附近都沒有安全保護措施，存在安全隱患。

2013年，專利CN201320494864.4公開了一種高效率多形狀橡膠制樣機。該裝置特點是：采用氣動結(jié)構(gòu)帶動組合刀具，在一次操作可以完整切取多塊不同形狀的膠料試樣，并且保證試樣不會粘附在刀具上，切取干凈利索，試樣拿取方便。此裝置適用于橡膠快速粗略分割，沒有控制試樣厚度的機構(gòu)，不能進行精確制樣，也不適合橡膠測試儀器的樣片制備。

2016年，專利CN201621134595.0公開了一種橡膠制樣機，用于橡膠的切割制樣。該裝置特點是：單人操作即可，能夠簡單快速完成對橡膠樣品的制備。此裝置適用于橡膠試樣的簡單分割，非精確制樣，不適合橡膠測試儀器的樣片制備。

綜上所述，目前市場上的橡膠制樣機大多數(shù)為純?nèi)斯げ僮骰蛘呤挚貧鈩硬僮鳎δ茌^為單一且安全性不高。尚無針對橡膠硫化儀、橡膠加工分析儀等橡膠檢測儀器所需的等體積試樣的制備裝置及高效方法。當(dāng)今工業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢是要求基礎(chǔ)實驗儀器走向更加安全、智能和高效，以適應(yīng)和符合社會技術(shù)發(fā)展。橡膠硫化儀和橡膠加工分析儀作為橡膠配方檢測、性能測試的材料實驗室必備儀器，需要有專門的精準(zhǔn)制樣機與之配套，以提高測試精度，降低人為誤差。針對現(xiàn)有制樣機的不足，結(jié)合橡膠硫化儀和橡膠加工分析儀的實際測試要求，有必要研究一種高端的等體積制樣裝置及制樣方法，來提高制樣系統(tǒng)的精確化、安全化。可以減少材料成本和人工勞動強度，提高測試效率，提高實驗結(jié)果的精確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的橡膠制樣機的效率不高、不能保證試樣的等體積、沒有定時功能、存在安全隱患等問題，通過設(shè)計一種實現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置與方法，提供一種實現(xiàn)可等體積制樣、可切割定時、可提供安全防護的自動化制樣裝置及方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種實現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置，該裝置包含機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)相互協(xié)作可實現(xiàn)橡膠等體積切割、安全防護、超時報警和定時切割。