CN107953526A - 一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，包括：塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置、力学性能小试样成型装置、控制器，所述塑料熔体输送装置的输入端连接挤出机，输出端连接所述聚合物熔体存储注塑装置输入端；所述力学性能小试样成型装置设置在所述聚合物熔体存储注塑装置的输出端，所述控制器通过电路连接塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置和力学性能小试样成型装置，用于设定和控制相应的塑料熔体输送参数、注塑参数及成型参数。本发明可通过更换射咀和上、下模板，即可根据不同性能聚合物材料制备不同形状力学性能小试样，相比传统标准样条制备方法，其可便捷、高效制备力学性能标准小试样。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物力学性能样条成型技术，尤其涉及一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置。
背景技术
聚合物力学性能参数是反应聚合物加工过程的重要性能指标，对聚合物加工性能、分析加工过程和正确选择加工工艺具有重要的指导意义。通过分析塑料的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度等力学性能，研究塑料熔体在成型过程中机械例程和热历程对塑料制品力学性能的影响，进而指导聚合物加工工艺参数选择。在传统的力学性能检测过程中，塑料的标准样条通常是利用注塑机或其他专用设备制备，其过程耗时耗力，无法便捷、高效地制备力学性能样条。因此，开发一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置显得极其重要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，能以便捷、高效的方法，制备力学性能小试样，克服现有技术中存在的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，包括：塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置、力学性能小试样成型装置、控制器，所述塑料熔体输送装置的输入端连接挤出机，输出端连接所述聚合物熔体存储注塑装置输入端，用于将挤出机处的塑料熔体引入所述聚合物熔体存储注塑装置；所述力学性能小试样成型装置设置在所述聚合物熔体存储注塑装置的输出端，用于通过模具将所述聚合物熔体存储注塑装置注入的塑料熔体按设定注塑参数制备成相应的力学性能小试样，所述控制器通过电路连接塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置和力学性能小试样成型装置，用于设定和控制相应的塑料熔体输送参数、注塑参数及成型参数。
优选地，所述的塑料熔体输送装置包括通过管路连接挤出机和所述聚合物熔体存储注塑装置输入端之间的熔体泵和单向阀，所述熔体泵的出入口均设置有压力传感器。
优选地，所述的聚合物熔体存储注塑装置包括设置有储料室的料筒、与所述储料室相配合形成活塞运动的柱塞杆，所述储料室的输入端连接塑料熔体输送装置，输出端通过压板固定设置有可更换的射咀，适应不同性能聚合物材料注射要求。所述料筒上还设置有温度传感器及压力传感器，所述柱塞杆的一端与直线驱动装置相连接。
优选地，所述料筒上设置有用于安装温度传感器的测温小孔、直达储料室内的压力传感器安装孔。
优选地，所述的温度传感器为K型热电偶，所述的压力传感器为电阻应变压力传感器。
优选地，所述的直线驱动装置由上至下依次包括导轨固定座和连接所述柱塞杆的支撑座，所述导轨固定座和支撑座之间竖直平行地设置有一端固定在导轨固定座上、另一端与所述支撑座的导向孔滑动配合的平行导轨，平行导轨保证柱塞杆平稳运行；所述支撑座中部固定设置有第一滚珠丝杆座，所述导轨固定座中部转动设置有与所述第一滚珠丝杆座螺纹配合的第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆输入端通过传动机构与第一伺服电机驱动连接；所述导轨固定座设置有用于检测柱塞杆直线位移的位移传感器。
优选地，所述的位移传感器为磁悬浮位移传感器。
优选地，所述的力学性能小试样成型装置包括机架、动力机构、成型模具，所述动力机构设在机架底部用于驱动所述机架靠近或远离所述聚合物熔体存储注塑装置，所述成型模具设置在所述机架上。
优选地，所述的动力机构包括固定在机架底部的第二滚珠丝杆座、与所述第二滚珠丝杆座相配合的第二滚珠丝杆，所述第二滚珠丝杆的输入端与第二伺服电机驱动连接。
优选地，所述的成型模具包括合模机构、沿平行导轨上下设置的上模板和下模板，所述的合模机构包括气缸、曲柄连杆机构，所述气缸固定在机架上，所述曲柄连杆机构包括两根驱动连杆，两根驱动连杆的一端共同与气缸活塞杆活动铰接，另一端分别与下模板和机架活动铰接。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、伺服电机与压力传感器组成闭环控制系统，实现全自动注射成型控制。
2、力学性能小试样成型装置可便捷、高效制备力学性能小试样。
3、可通过更换不同形状射咀，适应不同性能聚合物材料注塑要求。
附图说明
图1 为本发明的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置结构示意图。
图中：1-第一压力传感器；2-熔体泵；3-第二压力传感器；4-单向阀；5-压板；6-射咀；7-储料室；8-压力传感器安装孔；9- K型热电偶；10-料筒；11-支撑座；12-平行导轨；13-磁悬浮位移传感器；14-第一滚珠丝杆座；15-第一滚珠丝杆；16-导轨固定座；17-第一伺服电机；18-上模板；19-下模板；20-气缸；21-曲柄连杆机构；22-第二滚珠丝杆座；23-第二滚珠丝杆；24-第二伺服电机；25-支架；26-柱塞杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例
如图1所示，一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，包括：塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置、力学性能小试样成型装置、控制器，所述塑料熔体输送装置的输入端连接挤出机，输出端连接所述聚合物熔体存储注塑装置输入端，用于将挤出机处的塑料熔体引入所述聚合物熔体存储注塑装置；所述力学性能小试样成型装置设置在所述聚合物熔体存储注塑装置的输出端，用于通过模具将所述聚合物熔体存储注塑装置注入的塑料熔体按设定注塑参数制备成相应的力学性能小试样，所述控制器通过电路连接塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置和力学性能小试样成型装置，用于设定和控制相应的塑料熔体输送参数、注塑参数及成型参数。
具体而言，所述的塑料熔体输送装置包括通过管路连接挤出机和所述聚合物熔体存储注塑装置输入端之间的熔体泵2和单向阀4，所述熔体泵2的出入口均设置有第二压力传感器3、第一压力传感器1，第二压力传感器3、第一压力传感器1、熔体泵2均通过电路连接控制器。所述的塑料熔体输送装置通过驱动熔体泵2将挤出机处的塑料熔体引入储料室7，并配合单向阀4防止塑料熔体从储料室7回流至熔体泵2处。
具体而言，所述的聚合物熔体存储注塑装置包括设置有储料室7的料筒10、与所述储料室7相配合形成活塞运动的柱塞杆26，所述储料室7的输入端连接塑料熔体输送装置的单向阀4，输出端通过压板5固定设置有可更换的射咀6，适应不同性能聚合物材料注射要求。所述料筒10上设置有用于安装温度传感器9的测温小孔、直达储料室7内的压力传感器安装孔8，所述的测温小孔内设置的温度传感器9为K型热电偶，所述的压力传感器安装孔8内安装的第三压力传感器为电阻应变压力传感器，所述第三压力传感器和温度传感器9通过电路连接所述控制器，控制器通过监测第二压力传感器3、第一压力传感器1和压力传感器安装孔8内安装的第三压力传感器的压力参数，监控熔体泵2和单向阀4的工作状态。所述柱塞杆26的一端与直线驱动装置相连接，所述的直线驱动装置由上至下依次包括导轨固定座16和连接所述柱塞杆26的支撑座11，所述导轨固定座16和支撑座11之间竖直平行地设置有一端固定在导轨固定座16上、另一端与所述支撑座11的导向孔滑动配合的平行导轨12，从而保证柱塞杆15平稳运行；所述支撑座11中部上端面固定设置有第一滚珠丝杆座14，下端面与柱塞杆26固定连接；所述导轨固定座16中部转动设置有与所述第一滚珠丝杆座14螺纹配合的第一滚珠丝杆15，所述第一滚珠丝杆15输入端通过传动机构与第一伺服电机17驱动连接，第一伺服电机17通过电路连接控制器，控制器通过伺服电机17驱动第一滚珠丝杆座14，使滚珠丝杆座14带动支撑座11实现柱塞杆15沿储料室7作直线运动。
所述导轨固定座16设置有用于检测柱塞杆10直线位移的位移传感器13，所述的位移传感器13为磁悬浮位移传感器，通过电路连接控制器。
具体而言，所述的力学性能小试样成型装置包括机架25、动力机构、成型模具，所述动力机构设在机架25底部用于驱动所述机架25靠近或远离所述聚合物熔体存储注塑装置，包括固定在机架25底部的第二滚珠丝杆座22、与所述第二滚珠丝杆座22相配合的第二滚珠丝杆23，所述第二滚珠丝杆23的输入端与第二伺服电机24驱动连接，所述第二伺服电机24通过电路连接控制器。
所述成型模具设置在所述机架25上，包括合模机构、沿平行导轨12 上下设置的上模板18和下模板19，其中，上模板18与所述平行导轨12固定连接，下模板19沿平行导轨12上下移动，平行导轨12可用于保证上模板18、下模板19的保持正确的相对位置。所述的合模机构包括气缸20、曲柄连杆机构21，所述气缸20固定在机架25上并通过电路连接控制器，所述曲柄连杆机构21包括两根驱动连杆，两根驱动连杆的一端共同与气缸20活塞杆活动铰接，另一端分别与下模板19和机架25活动铰接。
所述伺服电机24通过所述第二滚珠丝杆23驱动第二滚珠丝杆座22，继而推动上模板18、下模板19、气缸20、支架25和曲柄连杆机构21整体直线运动，靠近或远离所述聚合物熔体存储注塑装置；通过气缸20驱动曲柄连杆机构21动作，实现上模板18和下模板19的合模、开模动作。另外，通过更换上模板18和下模板19，实现不同试验小样条的成型，提高装置的适用性。
上述实施例提供的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其使用步骤如下：
步骤一、根据实际需要，更换上模板18、下模板19。
步骤二、开启设备控制器，设定挤出机及设备温度，直至设备温度达到设定温度。
步骤三、设定熔体泵2转速，将塑料熔体引入储料室7中。
步骤四、当压力传感器安装孔8内的第三压力传感器达到一定数值后，以一定速度抬升柱塞杆10，同时保证电阻应变压力传感器8数值稳定在某一数值。
步骤五、直线驱动装置带动柱塞杆26抬升至极限位置，第二驱动伺服电机24使上模板18与射咀6接触并保持一定预压力。
步骤六、通过气缸20驱动曲柄连杆机构21，实现上模板18和下模板19的合模动作。
步骤七、设置注射压力、注射时间、保压压力、保压时间和模具温度参数，实现分段注射。
步骤八、通过气缸20，驱动曲柄连杆机构21，实现上模板18和下模板19的开模动作；第二驱动伺服电机24使上模板18、下模板19退回至初始位置，实现脱模。
本发明可通过更换射咀和上、下模板，即可根据不同性能聚合物材料制备不同形状力学性能小试样，相对于传统标准样条制备方法，其可便捷、高效制备力学性能标准小试样。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，包括：塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置、力学性能小试样成型装置、控制器，所述塑料熔体输送装置的输入端连接挤出机，输出端连接所述聚合物熔体存储注塑装置输入端，用于将挤出机处的塑料熔体引入所述聚合物熔体存储注塑装置；所述力学性能小试样成型装置设置在所述聚合物熔体存储注塑装置的输出端，用于通过模具将所述聚合物熔体存储注塑装置注入的塑料熔体按设定注塑参数制备成相应的力学性能小试样，所述控制器通过电路连接塑料熔体输送装置、聚合物熔体存储注塑装置和力学性能小试样成型装置，用于设定和控制相应的塑料熔体输送参数、注塑参数及成型参数。
2.根据权利要求1所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的塑料熔体输送装置包括通过管路连接挤出机和所述聚合物熔体存储注塑装置输入端之间的熔体泵(2)和单向阀(4)，所述熔体泵(2)的出入口均设置有压力传感器。
3.根据权利要求1所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的聚合物熔体存储注塑装置包括设置有储料室(7)的料筒(10)、与所述储料室(7)相配合形成活塞运动的柱塞杆(26)，所述储料室(7)的输入端连接塑料熔体输送装置，输出端通过压板(5)固定设置有可更换的射咀(6)，所述料筒(10)上还设置有温度传感器及压力传感器，所述柱塞杆(26)的一端与直线驱动装置相连接。
4.根据权利要求3所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述料筒(10)上设置有用于安装温度传感器(9)的测温小孔、直达储料室(7)内的压力传感器安装孔(8)。
5.根据权利要求4所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的温度传感器为K型热电偶，所述的压力传感器为电阻应变压力传感器。
6.根据权利要求3所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的直线驱动装置由上至下依次包括导轨固定座(16)和连接所述柱塞杆(26)的支撑座(11)，所述导轨固定座(16)和支撑座(11)之间竖直平行地设置有一端固定在导轨固定座(16)上、另一端与所述支撑座(11)的导向孔滑动配合的平行导轨(12)；所述支撑座(11)中部固定设置有第一滚珠丝杆座(14)，所述导轨固定座(16)中部转动设置有与所述第一滚珠丝杆座(14)螺纹配合的第一滚珠丝杆(15)，所述第一滚珠丝杆(15)输入端通过传动机构与第一伺服电机(17)驱动连接；所述导轨固定座(16)设置有用于检测柱塞杆(10)直线位移的位移传感器(13)。
7.根据权利要求6所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的位移传感器(13)为磁悬浮位移传感器。
8.根据权利要求1所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的力学性能小试样成型装置包括机架(25)、动力机构、成型模具，所述动力机构设在机架(25)底部用于驱动所述机架(25)靠近或远离所述聚合物熔体存储注塑装置，所述成型模具设置在所述机架(25)上。
9.根据权利要求8所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的动力机构包括固定在机架(25)底部的第二滚珠丝杆座(22)、与所述第二滚珠丝杆座(22)相配合的第二滚珠丝杆(23)，所述第二滚珠丝杆(23)的输入端与第二伺服电机(24)驱动连接。
10.根据权利要求8所述的可安装在挤出生产线上的全自动在线制样装置，其特征在于，所述的成型模具包括合模机构、沿平行导轨(12) 上下设置的上模板(18)和下模板(19)，所述的合模机构包括气缸(20)、曲柄连杆机构(21)，所述气缸(20)固定在机架(25)上，所述曲柄连杆机构(21)包括两根驱动连杆，两根驱动连杆的一端共同与气缸(20)活塞杆活动铰接，另一端分别与下模板(19)和机架(25)活动铰接。
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