CN103341831A - 一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置及其使用方法，包括有架设于工作台的一端纸张夹持模块，架设于工作台另一端的纸张运动模块，以及位于工作台下方的纸张宽度调节模块，纸张夹持模块由上夹具、下夹具、气缸、导杆和移动底座组成，纸张宽度调节模块由调节螺杆、螺杆座、导向柱、气缸、导柱托板组成，纸张运动模块由橡胶滚轮、小滚轮、小滚轮支架和支架座组成，操作时将纸张样品水平放置在上、下夹具之间，调节导向柱之间的距离略大于纸张的宽度，放下小滚轮将纸张压紧在橡胶滚轮上，气缸带动上夹具下移夹紧纸张，测试透气度值。本发明实现了对不同宽度和不同位置的纸张透气度的自动测量，人为误差小，自动化程度高。

Description

一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及纸张透气度测量领域，尤其涉及一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置及其使用方法。

背景技术

透气度是指在一定的测试压力下通过一定的面积的被测样品的气体流量。自20 世纪70 年代以来, 卷烟降焦已是全球性的大趋势。科研人员通过研究发现使用高透气度卷烟纸有助于研制出低焦油含量的卷烟，因为燃烧过程中有更多的空气加入加快了燃烧速度，所以较高的卷烟纸透气度可以提高卷烟烟支的静止燃烧速率。烟支静止燃烧越快，每次抽吸之间燃烧掉的烟段也越长，这样就减少了每支烟的抽吸口数。另外打孔水松纸的应用也可以达到降焦的目的，因为打孔纸可以稀释每口抽吸时的主流烟气，从而降低烟气中的焦油含量、烟碱含量等。考虑到不同类型卷烟烟气成分的一致性以及口感的稳定性，需要对卷烟用纸的透气度进行比较严格的控制。

卷烟用纸主要有盘纸和接装纸。盘纸由于质地比较均匀，其透气度可以在纸的任意区域进行测量，而接装纸主要测量打孔区域的透气度。盘纸宽度一般变化范围较小，除了特殊使用情况外其宽度一般在27mm左右。而接装纸宽度的范围比较大，各个厂家根据自己卷烟的类型设计符合自身需求的宽度，其宽度一般在40mm～70mm之间；且未分切的接装纸一般都设计有2条打孔区域，每个打孔区域一般有1～4打孔线组成，接装纸的打孔带位置是由卷烟厂家自行设定，由于透气度测试区域规定为20mm×10mm长方形方孔，为了能够实现透气度准确的测量，必须保证测试区域都在孔的范围内。

现在国内销售的透气度测量仪主要有法国Sodim公司生产的D23型透气度测量仪，德国Borgwaldt公司生产的A10型透气度测量仪，中科院安徽光学精密机械研究所生产的TQY－Ⅲ型纸张透气度测量仪，三种仪器都能够实现自动连续测量，自动化程度较高。但当初设计这几种仪器主要是考虑测试盘纸的透气度，没有考虑接装纸特殊的测试要求，在测试接装纸的时候有较多的问题。接装纸主要是测量其打孔孔带的透气度，由于孔带位置位于纸张的两侧，现行有的仪器没有设计纸张宽度调节结构，操作时需要人工对打孔线进行寻找后然后手动测量；有的仪器由于夹具尺寸的限制，需要首先用刀片将接装纸从中间分成两半，然后单独对每个部分进行测试，所以接装纸的测量过程繁琐。

市场需要一种能够快速直接测量各种类型纸张透气度的检测设备，满足卷烟纸的生产厂家和卷烟质检部门的测试需求，实现对卷烟纸透气度的快速、自动、准确测量。而设计一种能适应各种纸张测试的装夹装置，实现纸张透气度快速方便的测量，成为了关键的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了弥补已有技术的不足，提供了一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置及其使用方法，该装置及其使用方法适用于各类纸张的透气度测量，使样品夹持更加方便快捷，提高纸张透气度的测量效率。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置，其特征在于：包括有架设于工作台的一端纸张夹持模块，架设于工作台另一端的纸张运动模块，以及位于工作台下方的纸张宽度调节模块，所述纸张夹持模块包括有移动底座，所述移动底座上安装有下夹具，所述下夹具上方的安装有可上下移动的上夹具，所述上夹具与下夹具之间通过导杆、导套导向配合，所述上、下夹具的对应面上分别设有相互对应的导气孔；所述纸张宽度调节模块共设有左右两个调节单元，分别位于纸张夹持模块的左右两侧，两个调节单元均包括有调节螺杆，所述调节螺杆的两端分别设有旋向相反的螺纹，且调节螺杆的两端分别旋合有螺杆座，所述螺杆座上设有导向孔，所述导向孔中分别设有可上下移动的导向柱，且其中一个内侧的螺杆座上设有光电探测开关；所述纸张运动模块包括有位于待检测纸张下方且驱动纸张运动的橡胶滚轮，所述橡胶滚轮的一侧设有可翻转小滚轮；所述工作台上设有与导向柱配合的导孔以及与橡胶滚轮配合的开孔。

所述的纸张夹持模块中的移动底座由螺杆驱动，其底端安装在螺母座上，所述螺母座安装在螺杆上，所述上夹具的移动由其上方支架上安装的气缸驱动，所述导气孔为20mm×10mm的矩形方孔。

所述的调节螺杆的一端安装有相互对应的同步轮，所述同步轮之间通过同步带传动连接，所述导向柱均安装在其下方的导柱托板上，所述导柱托板由其下方的气缸驱动。

所述的小滚轮安装在滚轮托架上，所述滚轮托架转动安装在支架座上，所述橡胶滚轮由步进电机驱动。

所述的用于纸张透气度快速测量的装夹装置的使用方法，其具体步骤如下：

（1）启动装置，连接电源和气源，调节移动底座至工作位置；

（2）旋转纸张宽度调节螺杆使导向柱之间的距离稍大于与纸张的宽度，便于纸张在导向柱之间正常运动；将纸张样品置于纸张夹持模块的上夹具和下夹具内，光电开关自动探测纸张，***接通气体，气缸推动导柱托板向上运动，导柱托板托起导向柱升起，将纸张限位于导向柱之间；

    （3）按下***测量按钮，气缸通气工作，带动上夹具下移夹紧纸张，***开始测试透气度；

    （4）测试完毕后，气源断开，气缸带动上夹具复位，松开纸张。***发出电机驱动信号，步进电机开始工作，通过同步轮、同步带带动橡胶滚轮转动，到达预订位置后，步进电机停止运动，气缸通气，上夹具下移夹紧纸张，开始新位置的透气度测量；测试时可以通过改变步进电机的步数，调整纸张运行的距离，可以实现对纸张样品不同位置的透气度值的测量；

（5）测量次数达到设定的数值后，气缸复位，导向柱和导柱托板复位，取下纸张样品；

（6）重复步骤（2）、（3）、（4）、（5）进行新的纸张样品的透气度的测量；

（7）测量结束，调节移动底座回到初始位置，关闭电源和气源。

其原理是：纸张透气度测量过程中，纸张宽度调节模块实现对不同宽度纸张的调节导向功能；纸张运动模块实现纸张样品的移动；纸张夹持模块实现纸张的夹紧，实现***对透气度的测量。

具体作用及特性如下：纸张夹持模块由上夹具、下夹具、气缸、导杆和移动底座等部分组成，其主要功能是对纸张进行夹持并通过***测量其透气度值。上夹具和下夹具各设有20mm×10mm的矩形方孔，矩形方孔为纸张透气度的测试区域。测试时两个矩形方孔完全对齐，夹持被测样品，气体从矩形方孔中间流过。上夹具与气缸固定，下夹具与移动底座固定，上夹具与下夹具之间通过导杆连接，导杆的作用是保证测试区域准确对齐。气缸可以带动上夹具向下移动，使被测纸张样品紧密压合。移动底座可以通过调节旋钮带动整个模块前后移动，可以使夹持装置适应不同测试位置的纸张。在未工作状态下，气缸不通气，上夹具与下夹具之间自然分离；在工作状态下，纸张放在上夹具与下夹具之间，气缸通气带动上夹具向下移动与下夹具夹紧纸张，***对纸张样品的透气度进行测量。

纸张宽度调节模块由调节螺杆、螺杆座、导向柱、同步轮、同步带、气缸、导柱托板等部分组成，其主要功能是对不同宽度纸张调节，实现***对不同宽度纸张透气度的测量。模块共设有左右两个调节单元，分别位于纸张夹持模块的左右两侧，这样不仅可以实现对纸张宽度进行调节，而且可以实现对纸张运动的导向，防止纸张运动过程中发生偏移。两个调节单元通过同步轮和同步带之间连接，保证两个单元之间实现同步调节。调节螺杆的前端和后端设计了旋向相反的螺纹，螺纹前后端上各安装有螺杆座。螺杆座上设有圆孔，导向柱安装在螺杆座的圆孔内，并可以在圆孔内上下滑动。旋转调节螺杆可以使螺杆座前后移动，导向柱相互靠拢与分离，实现对不同宽度纸张的调节功能。为了能够便于纸张的放置、定位、运动和导向，在两个调节单元外侧的导向柱下方安装有导柱托板，导柱托板与气缸固定。未工作时外侧的导向柱位于平台的下方，内侧的导向柱则位于平台的上方，起定位纸张的作用。在内侧调节单元的螺杆座上，还设有光电探测开关用于探测纸张。工作时，旋转调节螺杆使导向柱之间的距离稍大于与纸张的宽度，便于纸张在导向柱之间正常运动，将纸张置于纸张夹持模块的上夹具和下夹具内，光电开关自动探测纸张，***接通气体，气缸推动导柱托板向上运动，导柱托板托起导向柱升起，将纸张限位于导向柱之间。

纸张运动模块由步进电机、同步轮、同步带、橡胶滚轮、小滚轮、小滚轮支架和支架座等组成，其主要功能是带动纸张进行移动，实现***对纸张透气度自动连续测量。步进电机和橡胶滚轮的轴上各固定有同步轮，同步轮之间通过同步带连接，步进电机通过同步轮、同步带传动，带动橡胶滚轮进行转动。小滚轮与通过滚轮支架与支架座连接，其作用是给纸张一定的预压力，通过橡胶滚轮转动带动纸张运动。在不工作时小滚轮被抬起，工作时上滚轮被放下，纸张放置在橡胶滚轮和小滚轮之间，步进电机通过同步带带动橡胶滚轮实现走纸功能。

本发明的优点是：

本发明结构设计合理，同时提供了一种新的纸张透气度测量的装夹方法，实现了对不同宽度和不同位置的纸张透气度的自动测量，人为误差小，自动化程度高。

附图说明

图1 为本发明结构示意图。

图2为纸张夹持模块结构示意图。

图3为纸张宽度调节模块和纸张运动模块示意图。

具体实施方式

参见附图，一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置，包括有架设于工作台的一端纸张夹持模块Ⅰ，架设于工作台另一端的纸张运动模块Ⅲ，以及位于工作台下方的纸张宽度调节模块Ⅱ，纸张夹持模块Ⅰ包括有移动底座4，移动底座4上安装有下夹具3，下夹具3上方的安装有可上下移动的上夹具2，上夹具2与下夹具3之间通过导套5、导杆6导向配合，上、下夹具2、3的对应面上分别设有相互对应的导气孔7；纸张宽度调节模块Ⅱ共设有左右两个调节单元，分别位于纸张夹持模块Ⅰ的左右两侧，两个调节单元均包括有调节螺杆10，调节螺杆10的两端分别设有旋向相反的螺纹，且调节螺杆10的两端分别旋合有螺杆座12，螺杆座12上设有导向孔，导向孔中分别设有可上下移动的导向柱11，且其中一个内侧的螺杆座12上设有光电探测开关9；纸张运动模块Ⅲ包括有位于待检测纸张下方且驱动纸张运动的橡胶滚轮19，橡胶滚轮19的一侧设有可翻转小滚轮21；工作台上设有与导向柱11配合的导孔以及与橡胶滚轮19配合的开孔。

纸张夹持模块Ⅰ中的移动底座4由螺杆8驱动，其底端安装在螺母座上，螺母座安装在螺杆上，上夹具2的移动由其上方支架上安装的气缸1驱动，导气孔7为20mm×10mm的矩形方孔。

调节螺杆10的一端安装有相互对应的同步轮13，同步轮13之间通过同步带14传动连接，导向柱11均安装在其下方的导柱托板16上，导柱托板16由其下方的气缸15驱动，调节螺杆10的端部设有调节旋钮17。

小滚轮21安装在滚轮托架22上，滚轮托架22转动安装在支架座20上，橡胶滚轮19由步进电机18驱动。

用于纸张透气度快速测量的装夹装置的使用方法，其具体步骤如下：

（1）启动装置，连接电源和气源，调节移动底座4至工作位置；

（2）旋转纸张宽度调节螺杆10使导向柱11之间的距离稍大于与纸张的宽度，便于纸张在导向柱11之间正常运动；将纸张样品置于纸张夹持模块Ⅰ的上夹具2和下夹具3内，光电开关自动探测纸张，***接通气体，气缸15推动导柱托板16向上运动，导柱托板16托起导向柱11升起，将纸张限位于导向柱11之间；

    （3）按下***测量按钮，气缸通气1工作，带动上夹具2下移夹紧纸张，***开始测试透气度；

    （4）测试完毕后，气源断开，气缸1带动上夹具2复位，松开纸张。***发出电机驱动信号，步进电机开始工作，通过同步轮13、同步带14带动橡胶滚轮19转动，到达预订位置后，步进电机停止运动，气缸1通气，上夹具2下移夹紧纸张，开始新位置的透气度测量；测试时可以通过改变步进电机的步数，调整纸张运行的距离，可以实现对纸张样品不同位置的透气度值的测量；

（5）测量次数达到设定的数值后，气缸15复位，导向柱11和导柱托板16复位，取下纸张样品；

（6）重复步骤（2）、（3）、（4）、（5）进行新的纸张样品的透气度的测量；

（7）测量结束，调节移动底座4回到初始位置，关闭电源和气源。

Claims (5)

1.一种用于纸张透气度快速测量的装夹装置，其特征在于：包括有架设于工作台的一端纸张夹持模块，架设于工作台另一端的纸张运动模块，以及位于工作台下方的纸张宽度调节模块，所述纸张夹持模块包括有移动底座，所述移动底座上安装有下夹具，所述下夹具上方的安装有可上下移动的上夹具，所述上夹具与下夹具之间通过导杆、导套导向配合，所述上、下夹具的对应面上分别设有相互对应的导气孔；所述纸张宽度调节模块共设有左右两个调节单元，分别位于纸张夹持模块的左右两侧，两个调节单元均包括有调节螺杆，所述调节螺杆的两端分别设有旋向相反的螺纹，且调节螺杆的两端分别旋合有螺杆座，所述螺杆座上设有导向孔，所述导向孔中分别设有可上下移动的导向柱，且其中一个内侧的螺杆座上设有光电探测开关；所述纸张运动模块包括有位于待检测纸张下方且驱动纸张运动的橡胶滚轮，所述橡胶滚轮的一侧设有可翻转小滚轮；所述工作台上设有与导向柱配合的导孔以及与橡胶滚轮配合的开孔。

2.根据权利要求1所述的用于纸张透气度快速测量的装夹装置，其特征在于：所述的纸张夹持模块中的移动底座由螺杆驱动，其底端安装在螺母座上，所述螺母座安装在螺杆上，所述上夹具的移动由其上方支架上安装的气缸驱动，所述导气孔为20mm×10mm的矩形方孔。

3.根据权利要求1所述的用于纸张透气度快速测量的装夹装置，其特征在于：所述的调节螺杆的一端安装有相互对应的同步轮，所述同步轮之间通过同步带传动连接，所述导向柱均安装在其下方的导柱托板上，所述导柱托板由其下方的气缸驱动。

4.根据权利要求1所述的用于纸张透气度快速测量的装夹装置，其特征在于：所述的小滚轮安装在滚轮托架上，所述滚轮托架转动安装在支架座上，所述橡胶滚轮由步进电机驱动。

5.一种基于权利要求1所述的用于纸张透气度快速测量的装夹装置的使用方法，其具体步骤如下：

（1）启动装置，连接电源和气源，调节移动底座至工作位置；

（2）旋转纸张宽度调节螺杆使导向柱之间的距离稍大于与纸张的宽度，便于纸张在导向柱之间正常运动；将纸张样品置于纸张夹持模块的上夹具和下夹具内，光电开关自动探测纸张，***接通气体，气缸推动导柱托板向上运动，导柱托板托起导向柱升起，将纸张限位于导向柱之间；

    （3）按下***测量按钮，气缸通气工作，带动上夹具下移夹紧纸张，***开始测试透气度；

    （4）测试完毕后，气源断开，气缸带动上夹具复位，松开纸张；

***发出电机驱动信号，步进电机开始工作，通过同步轮、同步带带动橡胶滚轮转动，到达预订位置后，步进电机停止运动，气缸通气，上夹具下移夹紧纸张，开始新位置的透气度测量；测试时可以通过改变步进电机的步数，调整纸张运行的距离，可以实现对纸张样品不同位置的透气度值的测量；

（5）测量次数达到设定的数值后，气缸复位，导向柱和导柱托板复位，取下纸张样品；

（6）重复步骤（2）、（3）、（4）、（5）进行新的纸张样品的透气度的测量；

（7）测量结束，调节移动底座回到初始位置，关闭电源和气源。

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