CN105510147B - 一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置，结构由四台应力检测仪、两条设备导轨、一台压力源、两个托盘支架组成，托盘支架和压力源模拟塑料托盘满载受力情况，应力检测仪安装在设备导轨上，其检测臂和塑料托盘关键受力部位的应力检测单元的金属电极形成测量回路，通过检测应力形变量评估塑料托盘结构异常或老化程度，从而判断塑料托盘能否满足继续使用要求。检测装置自动化程度高，安装调试简单，解决了在流转塑料托盘机械强度检测的难题，在大量使用塑料托盘的物流储运行业具有广阔的市场应用前景。

Description

一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置
技术领域
本发明涉及一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置，尤其涉及在塑料托盘力学关键部位施加压力的机械强度检测装置，属于物流检测设备技术领域。
背景技术
塑料托盘是物流行业适应环保要求和物流业发展的必然产物，使用塑料托盘代替木托盘可以减少森林破坏。随着食品安全观念的不断强化，塑料托盘以其防腐蚀、防潮湿、防锈蚀、抗虫蛀、不发霉等特点受到烟草行业的青睐。
塑料托盘根据形状可分为多种规格和尺寸，目前主要使用的是1100mm×1100mm和1200mm×1000mm两种，约占塑料托盘的50％左右，而使用较多的为平面四向进叉双面使用规格的塑料托盘，占塑料托盘使用总数的60％左右；其余的还有平面双向进叉双面使用规格的塑料托盘、单面使用平式塑料托盘、箱式塑料托盘和柱式塑料托盘。
塑料托盘原料采用低压高密度聚乙烯(HDPE)，无刺激性气味、无毒害气体散发，耐腐蚀，坚固耐用，使用温度范围在零下40摄氏度至60摄氏度之间，塑料托盘外观表面要求平整无毛边、无影响使用的裂纹和变形。
在塑料托盘符合验收要求并交付使用之后，在使用过程中，因碰撞、挤压、刮擦等外力因素，以及温度、湿度等环境因素的作用下，塑料托盘发生不同程度的老化和破损。
塑料老化引起塑料材质的退化、柔韧度下降，内部结构发生龟裂，断纹等，而外力作用引起塑料托盘的外观破损，也会引起塑料托盘的应力变化，造成塑料托盘的应力不均衡、结构偏离。
目前，对于在用物流托盘的破损检测主要采用机器视觉的技术手段，公开号为CN103464384A的中国发明专利《一种基于机器视觉的物流平托盘破损分级系统及方法》公开了一种采用机器视觉技术对塑料托盘破损情况进行检测及分级的系统和方法；
但是塑料托盘的机械强度无法通过机器视觉的测量结果进行推算，塑料托盘机械强度需要在外力作用下，检测塑料托盘的应力变化。
由于一般情况下，为了取得经济实用的效果，塑料托盘多采用镂空结构，结构复杂，因此需在塑料托盘受力关键点，进行受压测试。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置，系统结构由四台应力检测仪、两条设备导轨、一台压力源，及两个托盘支架组成；
所述两个托盘支架为长方体结构，长度略长于塑料托盘的山字形侧边长度，分别从底部支起塑料托盘的两个山字形侧边；
所述压力源为长方体结构，长度和托盘支架长度相等，且平行于托盘支架，从塑料托盘上侧面正中位置自然压下，对塑料托盘产生恒压外力；
所述两条设备导轨分别平行安装于塑料托盘的日字形侧边的外侧；四台应力检测仪每侧两台，分别安装在两条设备导轨上，应力检测仪在设备导轨上的安装位置为活动可调节；
所述应力检测仪结构包括：检测基座、旋转台，及检测臂；其中检测基座自带移动装置，在控制指令指引下沿设备导轨移动，调节最佳检测位置；旋转台由步进电机和齿轮传动系统控制，绕垂直轴向360度旋转；检测臂为两个金属探针，用于检测塑料托盘上的四个力学关键部位的应力检测单元的应力参数；
所述应力检测单元位于塑料托盘的两个日字形侧边两侧对称的叉臂受力梁上，叉臂受力梁是叉车作业时塑料托盘的力学挤压点，叉臂受力梁下方为镂空结构；
所述四个应力检测单元的检测结构为：应力传感器安装在叉臂受力梁正上方的塑料托盘上表面，底部由强力胶层和塑料托盘上表面粘合，上部为塑料保护层，两侧金属电极和应力传感器电连接，金属电极均裸露于塑料托盘上表面；应力传感器为应变片式压力传感器；检测时，应力检测仪的两个金属探针和金属电极连接，和应力传感器形成检测回路。
综上所述，本发明显著的技术效果在于：采用模拟叉车作业时塑料托盘满载等效受力状态，在受力关键部位检测应力形变量，实现快速检测塑料托盘结构异常或老化程度，最终快速判断塑料托盘机械强度能否满足继续使用要求。检测装置自动化程度高，安装调试简单，解决了在流转塑料托盘机械强度检测的难题，在大量使用塑料托盘的物流储运行业具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1是本发明一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置的系统结构图。
具体实施方式
参考附图，下面对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置系统结构图，系统结构由四台应力检测仪107、两条设备导轨102、一台压力源101、两个托盘支架103组成；
其中两个托盘支架103为长方体结构，长度略长于塑料托盘100的山字形侧边104长度，分别从底部支起塑料托盘100的两个山字形侧边104；
其中压力源101为长方体结构，长度和托盘支架103长度相等，且平行于托盘支架103，从塑料托盘100上侧面正中位置自然压下，对塑料托盘100产生恒压外力106；
其中两条设备导轨102分别平行安装于塑料托盘100的日字形侧边105的外侧；四台应力检测仪107每侧两台，分别安装在两条设备导轨102上，应力检测仪107在设备导轨102上的安装位置为活动可调节；
所述应力检测仪107结构包括：检测基座200、旋转台201，及检测臂202；其中检测基座200自带移动装置，在控制指令指引下沿设备导轨102移动，调节最佳检测位置；旋转台201由步进电机和齿轮传动系统控制，绕垂直轴向360度旋转；检测臂202为两个金属探针，用于检测塑料托盘100上的四个力学关键部位的应力检测单元108的应力参数；
应力检测单元108位于塑料托盘100的两个日字形侧边105两侧对称的叉臂受力梁109上，叉臂受力梁109是叉车作业时塑料托盘100的力学挤压点，叉臂受力梁109下方为镂空结构；
在塑料托盘100的四个应力检测单元108的放大侧视图中，其应力检测结构为：应力传感器303安装在叉臂受力梁109正上方的塑料托盘100上表面，底部由强力胶层300和塑料托盘100上表面粘合，上部为塑料保护层302，起到保护和固定作用，防止外力碰撞刮擦引起损坏，两侧金属电极301和应力传感器303电连接，金属电极301均裸露于塑料托盘100上表面；应力传感器303为应变片式压力传感器；
塑料托盘100机械强度检测原理是：模拟了塑料托盘100在叉车作业时满载受力状态，在四个叉臂受力梁109上受应力后发生形变，由应力传感器303感应，应力检测仪107的检测臂202则通过应力检测单元108的两个裸露金属电极301测得应力变化量，评估塑料托盘100结构异常或老化程度，从而判断塑料托盘100能否满足继续使用要求。
本实施例的塑料托盘100为符合《烟草行业联运通用平托盘》(YC/T215-2007)标准，并在烟草行业广泛使用的塑料托盘。

Claims (1)

1.一种基于应力片的塑料托盘机械强度检测装置，其特征在于：系统结构由四台应力检测仪(107)、两条设备导轨(102)、一台压力源(101)、两个托盘支架(103)组成；
所述两个托盘支架(103)为长方体结构，长度略长于塑料托盘(100)的山字形侧边长度，分别从底部支起塑料托盘(100)的两个山字形侧边(104)；
所述压力源(101)为长方体结构，长度和托盘支架(103)长度相等，且平行于托盘支架(103)，从塑料托盘(100)上侧面正中位置自然压下，对塑料托盘产生恒压外力(106)；
所述两条设备导轨(102)分别平行安装于塑料托盘(100)的日字形侧边(105)的外侧；
所述四台应力检测仪(107)每侧两台，分别安装在两条设备导轨(102)上，应力检测仪(107)在设备导轨(102)上的安装位置为活动可调节；
所述应力检测仪(107)结构包括：检测基座(200)、旋转台(201)，及检测臂(202)；
其中检测基座(200)自带移动装置，在控制指令指引下沿设备导轨(102)移动，调节最佳检测位置；
其中旋转台(201)由步进电机和齿轮传动系统控制，绕垂直轴向360度旋转；
其中检测臂(202)为两个金属探针，用于检测塑料托盘(100)上的四个力学关键部位的应力检测单元(108)的应力参数；
所述应力检测单元(108)位于塑料托盘(100)的两个日字形侧边(105)两侧对称的叉臂受力梁(109)上，叉臂受力梁(109)是叉车作业时塑料托盘(100)的力学挤压点，叉臂受力梁(109)下方为镂空结构；应力检测单元(108)的应力检测结构为：
应力传感器(303)安装在叉臂受力梁(109)正上方的塑料托盘(100)上表面，为应变片式压力传感器；
底部由强力胶层(300)和塑料托盘(100)上表面粘合；
上部为塑料保护层(302)，起到保护和固定作用，防止外力碰撞刮擦引起损坏；
两侧金属电极(301)和应力传感器(303)电连接，金属电极(301)均裸露于塑料托盘(100)上表面；
所述应力检测仪(107)的检测臂(202)通过应力检测单元(108)的两个裸露金属电极(301)测得应力变化量，模拟塑料托盘(100)在叉车作业时满载受力状态，评估塑料托盘(100)结构异常或老化程度，从而判断塑料托盘(100)能否满足继续使用要求。
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