CN103335904B - 一种滤棒/烟支硬度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滤棒/烟支硬度测量装置，包括底座、竖向支撑、天平横梁、竖向活动的前称重臂及竖向活动的后测量臂，形成天平结构；前称重臂下端连接有预施压头，预施压头下方对应设置有用于放置滤棒/烟支的测试平台；后测量臂下端连接有指示柱，指示柱下方对应设置有与其配合使用的位移测量装置；上述天平横梁一侧设置有用于调整天平横梁平衡的调整砝码；测量装置还包括施压头及施压头移动机构，施压头重量为279-291克，施压头通过施压头移动机构与预施压头接触或脱离。本发明通过采用杠杆天平原理，垂直施压测试，可以准确校核施压力的大小，测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及一种滤棒/烟支硬度测量装置。
背景技术
滤棒/烟支的硬度检测，根据中国烟草行业标准硬度的定义为一定时间内试样的径向受压后直径与试样受压前直径的百分比，其中要求施压重力为2.94±0.1N（相当于重量为299-301克）,并规定分有预压和施压两个阶段，预压阶段的施压重量为10-20克,并规定了施压时间，施压重量对卷烟、嘴棒的硬度指标影响比较大，目前，现有的厂家大多采用水平施压测量，即压力沿水平方向垂直作用于样品上，这种水平施压的方式，缺点是无法准确校核施压力的大小，并且无法调节装置本身摩擦力大小；另外也有的厂家采用垂直方向直接施压测量，采用气浮轴承来降低摩擦，但气体润滑也存在弊端，由于气体高速流动时的浮力，会影响施加在滤棒/烟支上的砝码重力真实值，使得滤棒/烟支硬度测量装置的应用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施压力准确、测量精度高的滤棒/烟支硬度测量装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种滤棒/烟支硬度测量装置，包括底座、竖向支撑、天平横梁、竖向活动的前称重臂及竖向活动的后测量臂；所述竖向支撑设置在底座上，天平横梁的中间活动连接在竖向支撑上，前称重臂与后测量臂的上部分别与天平横梁的两端活动连接；所述前称重臂下端连接有预施压头，预施压头下方的底座上对应设置有用于横向放置滤棒/烟支的测试平台；所述后测量臂下端连接有指示柱，指示柱下方的底座上对应设置有与指示柱配合使用的位移测量装置；上述天平横梁一侧设置有用于调整天平横梁平衡的调整砝码；所述测量装置还包括施压头及施压头移动机构，所述施压头重量为279-291克，施压头通过施压头移动机构与预施压头接触或脱离。
进一步地，还包括活动横臂，所述前称重臂与后测量臂的下部分别与活动横臂连接，活动横臂中间与竖向支撑活动连接，所述天平横梁、前称重臂、后测量臂及活动横臂构成活动的平行四边形。
进一步地，所述活动横臂为两段等长结构，两段分别活动连接在竖向支撑与前称重臂、竖向支撑与后测量臂之间。
进一步地，所述前称重臂、后测量臂及竖向支撑分别通过支撑刀口与天平横梁活动连接。
进一步地，所述前称重臂与预施压头为一体式结构，所述后测量臂与指示柱为一体式结构。
进一步地，所述位移测量装置为位移传感器。
进一步地，所述预施压头为带有轴肩的柱状体，所述施压头为盖状结构，盖状结构中间设置有通孔，盖状结构通过通孔套在柱状体上，且盖状结构的内部底面可与柱状体的轴肩上平面配合。
进一步地，所述施压头移动机构为上下托举机构，所述上下托举机构设置在底座上。
进一步地，所述上下托举机构包括动力机构及与动力机构连接的托举叉，所述预施压头下端穿过托举叉，施压头通过托举叉与预施压头的轴肩上平面卡合或脱离。
进一步地，在所述底座上，并联有多套除底座以外的测量装置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、通过采用杠杆天平原理，垂直施压测试，可以准确校核施压力的大小，测量精度高。
2、通过采用调整砝码可使天平两侧质量平衡并可以通过调整调整砝码使预施压头的预施压重量为10-20克，满足测量需求。
3、通过设置活动横臂，结构简单，可以保证前称重臂及后测量臂竖直方向上活动，保证测量精度。
4、通过采用位移传感器可方便、快速地测量指示柱的端部位移，以间接算出预施压头的位移，进而精确计算出滤棒/烟支硬度。
5、通过上下托举机构，可以方便地控制施压头的升降。
6、通过在同一个模块内并联多个测试工位，测量效率高。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种滤棒/烟支硬度测量装置的原理图；
图2、3为本发明一种滤棒/烟支硬度测量装置的主视结构示意图（其中图3含局部剖视图）；
图4为本发明一种滤棒/烟支硬度测量装置的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明主要采用杠杆天平原理来测量滤棒/烟支的硬度，主要原理构造如图1所示，包括天平横梁101、竖活动杆102、活动横杆103及竖向支撑104，两端的竖活动杆102上部和在天平横梁101连接在一起，下部和活动横杆103连在一起，它们通过活动连接点构成活动的平行四边形，天平横梁101一侧设有调整砝码105，竖向支撑104与天平横梁101连接点两侧重量分别为G1和G2，调节调整砝码105可使得天平G2端净垂直向下预压力为△G=10-20克,在G2端悬挂重物G3使得G3+△G=299-301克，G3可使平行四边行框架向下摆动，非工作状态时，在托举机构106作用下，将G3托举可使两边力平衡，使得整个天平横梁101恢复到水平状态，测量时托举机构106下降，将G3施加在G2端，这时施加在滤棒/烟支上的重量为G3+△G=299-301克。
根据上述原理，本发明设计了一种滤棒/烟支硬度测量装置，具体如图2-4所示，包括底座1、竖向支撑2、天平横梁3、竖向活动的前称重臂4及竖向活动的后测量臂5；竖向支撑2设置在底座1上，天平横梁3的中间活动连接在竖向支撑2上，前称重臂4与后测量臂5的上部分别与天平横梁3的两端活动连接；前称重臂4下端连接有预施压头6，预施压头6下方的底座1上对应设置有用于横向放置滤棒/烟支7的测试平台8；后测量臂5下端连接有指示柱9，指示柱9下方的底座1上对应设置有与指示柱9配合使用的位移测量装置10；上述天平横梁3两端的连接物重量相等或在天平横梁3一侧设置有用于调整天平横梁3平衡的调整砝码11；测量装置还包括施压头12及施压头移动机构13，施压头12重量为279-291克，施压头12通过施压头移动机构13与预施压头6接触或脱离。
为了保证前称重臂4与后测量臂5可以沿竖向活动，优选地，上述测量装置还包括活动横臂14，前称重臂4与后测量臂5的下部分别与活动横臂14连接，活动横臂14中间与竖向支撑2活动连接，天平横梁3、前称重臂4、后测量臂5及活动横臂14构成活动的平行四边形，通过各活动点的连接，可保证平行四边形的左右两边沿竖直方向移动。
上述活动横臂14为整段结构，为了方便安装，也可选用两段等长结构，两段分别活动连接在竖向支撑2与前称重臂4、竖向支撑2与后测量臂5之间。
优选地，前称重臂4、后测量臂5及竖向支撑2分别通过支撑刀口15与天平横梁3活动连接。
上述前称重臂4与预施压头6为分体连接结构，可以预见，两者为一体式结构也可实现相应功能；与其类似，后测量臂5与指示柱9也可为一体式结构。
上述位移测量装置10可优选位移传感器，可方便、快速地测量指示柱9的端部位移，以间接算出预施压头6的位移，进而精确计算出滤棒/烟支7硬度。
优选地，上述预施压头6为带有台阶状的轴肩61的柱状体，施压头12为盖状结构，盖状结构中间设置有通孔，盖状结构通过通孔套在柱状体上，且盖状结构的内部底面可与柱状体的轴肩61上平面配合（如图3所示）。
上述施压头移动机构13可为悬挂式的移动机构或上下托举机构，优选上下托举机构，上下托举机构设置在底座1上。上下托举机构包括一动力机构131及与动力机构131连接的托举叉132，预施压头6下端穿过托举叉132，施压头12通过托举叉132与预施压头6的轴肩61上平面卡合或脱离（如图3所示）。
上述为单工位测量装置，为了提高效率，可采用多工位测量，即可在所述底座1上，并联有多套除底座1以外的测量装置，底座1优选平板状结构。
上述滤棒/烟支硬度测量装置的工作过程为（配合图2-4所示）：
非测量时，施压头12可在施压头移动机构13的托举作用下，脱离预施压头6，预施压工作时，托举叉132在动力机构131作用下带动预施压头6和施压头12下降，并且在预施压头6底面预压滤棒/烟支7时，预施压头6的轴肩61下平面脱离托举叉132的支撑，此时，施加在滤棒/烟支7上的力为预施压头6的全部重量，随着托举叉132继续下降，预施压头6的轴肩61上平面和施压头12接触，此时，托举叉132的上平面脱离施压头12的下平面，由于托举叉132和施压头12相互之间互不接触，此时，施加在滤棒/烟支7上的力为施压头12和预施压头6的总重量G3+△G=299-301克；工作动做完毕后，预施压头6和施压头12在托举叉132的向上作用下，回到初始平衡状态，从而完成了一个工作周期。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，包括底座、竖向支撑、天平横梁、竖向活动的前称重臂及竖向活动的后测量臂；所述竖向支撑设置在底座上，天平横梁的中间活动连接在竖向支撑上，前称重臂与后测量臂的上部分别与天平横梁的两端活动连接；
所述前称重臂下端连接有预施压头，预施压头下方的底座上对应设置有用于横向放置滤棒/烟支的测试平台；所述后测量臂下端连接有指示柱，指示柱下方的底座上对应设置有与指示柱配合使用的位移测量装置；
上述天平横梁一侧设置有用于调整天平横梁平衡的调整砝码；
所述测量装置还包括施压头及施压头移动机构，所述施压头重量为279-291克，施压头通过施压头移动机构与预施压头接触或脱离；
还包括活动横臂，所述前称重臂与后测量臂的下部分别与活动横臂连接，活动横臂中间与竖向支撑活动连接，所述天平横梁、前称重臂、后测量臂及活动横臂构成活动的平行四边形。
2.根据权利要求1所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，所述活动横臂为两段等长结构，两段分别活动连接在竖向支撑与前称重臂、竖向支撑与后测量臂之间。
3.根据权利要求1所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，所述前称重臂、后测量臂及竖向支撑分别通过支撑刀口与天平横梁活动连接。
4.根据权利要求1所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，所述前称重臂与预施压头为一体式结构，所述后测量臂与指示柱为一体式结构。
5.根据权利要求1所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，所述位移测量装置为位移传感器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，所述预施压头为带有轴肩的柱状体，所述施压头为盖状结构，盖状结构中间设置有通孔，盖状结构通过通孔套在柱状体上，且盖状结构的内部底面可与柱状体的轴肩上平面配合。
7.根据权利要求1-5任一项所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，所述施压头移动机构为上下托举机构，所述上下托举机构设置在底座上。
8.根据权利要求6所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，所述施压头移动机构为上下托举机构，所述上下托举机构设置在底座上；
所述上下托举机构包括动力机构及与动力机构连接的托举叉，所述预施压头下端穿过托举叉，施压头通过托举叉与预施压头的轴肩上平面卡合或脱离。
9.根据权利要求1所述的滤棒/烟支硬度测量装置，其特征在于，在所述底座上，并联有多套除底座以外的测量装置。
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