一種直線往復(fù)式振蕩剪切熱臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種直線往復(fù)式振蕩剪切熱臺(tái)，包括測微頭、熱臺(tái)和剪切片，測微頭與熱臺(tái)前后并列設(shè)置，測微頭具有動(dòng)力輸出端，測微頭的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接有沿前后方向延伸的傳動(dòng)支架，傳動(dòng)支架與剪切片傳動(dòng)連接并能夠帶動(dòng)剪切片左右直線往復(fù)式振蕩運(yùn)動(dòng)以對(duì)樣品熔體進(jìn)行剪切，這樣的結(jié)構(gòu)解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于測微頭與剪切片左右設(shè)置并且測微頭軸線與剪切片的長度方向上的中心線重合導(dǎo)致剪切熱臺(tái)在左右方向上的尺寸較大的問題。
【專利說明】
一種直線往復(fù)式振蕩剪切熱臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在靜態(tài)或在直線式拖曳流動(dòng)力場作用下對(duì)結(jié)晶聚合物熔體進(jìn)行原位在線觀察和表征用的直線往復(fù)式振蕩剪切熱臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)晶聚合物制品的性能與加工過程中材料形成的結(jié)晶形態(tài)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，與聚合物熔體靜態(tài)結(jié)晶過程相比，給聚合物熔體一個(gè)流場，可以誘導(dǎo)聚合物結(jié)晶從而能加快聚合物的結(jié)晶過程。拖曳流動(dòng)式流場的一種形式，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，對(duì)聚合物熔體施加拖曳流動(dòng)剪切力場，并控制剪切力場的施加條件，能夠獲得豐富的聚合物結(jié)晶形態(tài)和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備中如Linkam CSS450剪切熱臺(tái)已被國內(nèi)外各大研究機(jī)構(gòu)和高校用來進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，以聚合物結(jié)晶研究為例，此設(shè)備操作如下:首先熱壓制備一定厚度的聚合物薄膜，然后將其放置于Linkam CSS450剪切熱臺(tái)的樣品池中，通過樣品池外圍的加熱塊加熱樣品升溫至平衡熔點(diǎn)以上并保持一段時(shí)間以消除熱歷史，再通過冷卻裝置降溫到一定溫度下，對(duì)樣品施加一定的剪切力場。剪切力場是由樣品池上下兩塊圓形玻璃片提供的，其中上方玻璃片保持靜止?fàn)顟B(tài)，下方玻璃片是力場的提供者，通過步進(jìn)電機(jī)的控制，可對(duì)樣品池中下方玻璃片施加一定要求的圓周式拖曳流動(dòng)力場，并借助偏光顯微鏡在線觀察結(jié)晶形貌的變化。但是，該剪切熱臺(tái)對(duì)樣品池中的樣品施加的是圓周式剪切力場，導(dǎo)致在厚度方向上和沿圓形玻璃片半徑方向上均存在著拖曳流動(dòng)和速度梯度，這兩種拖曳流動(dòng)會(huì)相互干涉，使力場復(fù)雜化，難以分析樣品熔體的受力作用，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確的分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。萬方數(shù)據(jù)庫中鄭州大學(xué)陳靜波教授課題組的一篇學(xué)位論文《直線往復(fù)式剪切熱臺(tái)的研制》中公開了將圓周式拖曳流動(dòng)力場改換成直線水平往復(fù)式拖曳流動(dòng)力場，以解決圓周式拖曳流動(dòng)力場對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來的力場復(fù)雜化的問題，該剪切熱臺(tái)主要包括熱臺(tái)、用于對(duì)熱臺(tái)上的樣品倉中的高分子熔體進(jìn)行剪切的剪切片、驅(qū)動(dòng)剪切片動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于測量剪切片運(yùn)動(dòng)距離的測微頭，但是測微頭與熱臺(tái)左右設(shè)置且測微頭軸線與熱臺(tái)的長度方向上的中心線重合，導(dǎo)致剪切熱臺(tái)在左右方向上的尺寸較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于測微頭與剪切片左右設(shè)置且測微頭軸線與剪切片的長度方向上的中心線重合導(dǎo)致剪切熱臺(tái)在左右方向上的尺寸較大問題的剪切熱臺(tái)。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種剪切熱臺(tái)，包括測微頭、熱臺(tái)和剪切片，所述測微頭與熱臺(tái)前后并列設(shè)置，測微頭具有動(dòng)力輸出端，所述測微頭的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接有沿前后方向延伸的傳動(dòng)支架，傳動(dòng)支架與剪切片傳動(dòng)連接并能夠帶動(dòng)剪切片左右運(yùn)動(dòng)。
[0005]所述剪切熱臺(tái)包括基座，基座上設(shè)置有導(dǎo)向沿左右方向延伸的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)支架與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向移動(dòng)配合。
[0006]所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為設(shè)置于基座上的導(dǎo)向沿左右方向延伸的導(dǎo)軌和導(dǎo)向移動(dòng)裝配于導(dǎo)軌上的滑塊，所述傳動(dòng)支架連接于滑塊的左端。
[0007]所述滑塊的右端連接有安裝支架，剪切片的兩端分別安裝于傳動(dòng)支架和安裝支架上。
[0008]所述傳動(dòng)支架和安裝支架至少一個(gè)上設(shè)置有在剪切片安裝時(shí)可左右伸縮的彈性夾頭。
[0009]所述剪切熱臺(tái)還包括驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)支架左右動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0010]所述測微頭還具有動(dòng)力輸入端，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為與測微頭的動(dòng)力輸入端傳動(dòng)連接以帶動(dòng)傳動(dòng)支架左右運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)。
[0011]所述測微頭還具有動(dòng)力輸入端，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為與測微頭的動(dòng)力輸入端傳動(dòng)連接以帶動(dòng)傳動(dòng)支架向左運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)和設(shè)置于所述滑塊上的用于帶動(dòng)滑塊向右運(yùn)動(dòng)的回復(fù)彈簧。
[0012]所述測微頭包括軸線沿左右方向延伸的固定殼體、設(shè)置于固定殼體內(nèi)部的可左右動(dòng)作的測微螺桿和轉(zhuǎn)動(dòng)裝配于固定殼體內(nèi)部的動(dòng)力輸入件，固定殼體上設(shè)有用于限制動(dòng)力輸入件軸向移動(dòng)的限位結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸入件與測微螺桿傳動(dòng)連接以帶動(dòng)測微螺桿輸出左右直線動(dòng)作。
[0013]所述固定殼體內(nèi)部于動(dòng)力輸入件的左側(cè)固連有與測微螺桿螺紋傳動(dòng)配合的導(dǎo)向件，動(dòng)力輸入件與測微螺桿之間采用沿左右方向延伸的花鍵傳動(dòng)連接。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果為:測微頭與熱臺(tái)前后并列設(shè)置，測微頭的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接有沿前后方向延伸的并與帶動(dòng)剪切片傳動(dòng)連接的傳動(dòng)支架，這樣的結(jié)構(gòu)解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于測微頭與剪切片左右設(shè)置且測微頭軸線與剪切片的長度方向上的中心線重合導(dǎo)致剪切熱臺(tái)在左右方向上的尺寸較大的問題。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的一種直線往復(fù)式振蕩剪切熱臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為測微頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為熱臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]—種直線往復(fù)式振蕩剪切熱臺(tái)，如圖1所示，包括基座I和設(shè)置于基座I上的熱臺(tái)23，熱臺(tái)23上設(shè)置有用于放置樣品的樣品池，剪切熱臺(tái)還包括沿左右方向穿設(shè)于熱臺(tái)中23的并可左右直線往復(fù)移動(dòng)的用于對(duì)熱臺(tái)23中的樣品池中的樣品熔體施加左右直線往復(fù)拖曳力場的剪切玻璃片19、供剪切玻璃片19安裝的并帶動(dòng)剪切玻璃片19 一起運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)支架3和安裝支架17、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)支架3和安裝支架17左右運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、用于測量剪切玻璃片19運(yùn)動(dòng)距離的測微頭6。
[0019]測微頭6與熱臺(tái)23前后并列設(shè)置，測微頭6具有動(dòng)力輸入端和動(dòng)力輸出端，測微頭6的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接有沿前后方向延伸的并帶動(dòng)剪切玻璃片19左右運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)支架3。測微頭6，如圖2所示，包括軸線沿左右方向延伸的固定殼體32、設(shè)置于固定殼體32內(nèi)部的用于向左頂推傳動(dòng)支架3的測微螺桿4，固定殼體32內(nèi)部通過軸承29轉(zhuǎn)動(dòng)裝配有旋轉(zhuǎn)筒31，同時(shí)軸承29還可以對(duì)旋轉(zhuǎn)筒31進(jìn)行軸向方向上的限位，旋轉(zhuǎn)筒31與固定殼體32在軸向上不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)筒31具有一個(gè)可容納測微螺桿4的可供測微螺桿4左右運(yùn)動(dòng)的腔體，腔體的內(nèi)壁上設(shè)置有與測微螺桿4螺紋傳動(dòng)配合的內(nèi)螺紋，固定殼體32內(nèi)壁上于旋轉(zhuǎn)筒31左側(cè)固設(shè)有導(dǎo)向筒27，導(dǎo)向筒27具有供測微螺桿4左右穿過的通孔，通孔的孔壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋，測微螺桿4穿過導(dǎo)向筒27并與導(dǎo)向筒17螺紋傳動(dòng)配合，測微螺桿4的左端固連有一個(gè)開口朝右的轉(zhuǎn)環(huán)30，轉(zhuǎn)環(huán)30的環(huán)壁向右懸伸與固定殼體32的外壁旋轉(zhuǎn)間隙配合，固定殼體32的外壁上設(shè)置有沿左右方向延伸的直線刻度，轉(zhuǎn)環(huán)30的外壁上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)微分刻度，旋轉(zhuǎn)筒31的右端設(shè)置有軸套形成測微頭6的動(dòng)力輸入端，測微頭6的動(dòng)力輸入端用于與步進(jìn)電機(jī)10傳動(dòng)連接，測微螺桿4形成測微頭6的動(dòng)力輸出端，本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)筒31的動(dòng)力輸入端通過聯(lián)軸器9與步進(jìn)電機(jī)10的動(dòng)力輸出軸傳動(dòng)連接，固定殼體32上設(shè)置有用于供固定裝置8夾持的凹槽28，固定裝置8通過緊固螺釘7對(duì)固定殼體32進(jìn)行夾持固定。
[0020]基座I上設(shè)置有導(dǎo)向沿左右方向延伸的前后間隔布置的兩個(gè)導(dǎo)軌26和設(shè)置于導(dǎo)軌26左右兩端的導(dǎo)軌固定座11，導(dǎo)軌26上導(dǎo)向移動(dòng)裝配有滑塊5，滑塊5下表面設(shè)置有用于卡座于導(dǎo)軌26上的長槽，長槽的左右兩端于導(dǎo)軌26與相應(yīng)的槽壁之間均設(shè)置有滾珠12，傳動(dòng)支架3設(shè)置于滑塊5的左端，傳動(dòng)支架3后端與測微螺桿4傳動(dòng)連接，滑塊5的右端設(shè)置有安裝支架17，安裝支架17上設(shè)置有用于供剪切玻璃片19安裝并對(duì)其進(jìn)行固定的固定夾頭18，傳動(dòng)支架3的前端上設(shè)置有在安裝剪切玻璃片19時(shí)可左右伸縮的彈性夾頭24，彈性夾頭24內(nèi)部設(shè)置有軸線沿左右方向延伸的彈簧25，彈性夾頭24方便剪切玻璃片19的安裝?；瑝K5的右端與相應(yīng)的導(dǎo)軌固定座11之間設(shè)置有回復(fù)彈簧14，回復(fù)彈簧14的一端與滑塊5相連，另一端通過彈簧固定螺釘13連接于右側(cè)的導(dǎo)軌固定座上，用于帶動(dòng)滑塊5向右運(yùn)動(dòng)?；鵌上于導(dǎo)軌26的左、右端部的一側(cè)均設(shè)置有光電限位開關(guān)16，傳動(dòng)支架3和安裝支架17上均設(shè)置有與相應(yīng)的光電限位開關(guān)16配合使用的金屬片2。
[0021]熱臺(tái)23，如圖3所示，包括殼體33和設(shè)置于殼體33內(nèi)部的從下向上布置的夾持塊36、試驗(yàn)塊35和夾持塊上蓋34，夾持塊36、試驗(yàn)塊35和夾持塊上蓋34均為兩個(gè)并左右對(duì)稱布置。各夾持塊36均為分體式結(jié)構(gòu)，包括上下對(duì)接裝配的上夾持塊和下夾持塊，各夾持塊36上均設(shè)置有橫跨上、下對(duì)接面的供加熱體37安裝的加熱體凹槽和用于對(duì)夾持塊36進(jìn)行冷卻的冷卻管道，冷卻管道中安裝有冷卻銅管20，加熱體凹槽內(nèi)安裝有加熱體37。各試驗(yàn)塊35的下表面均設(shè)置有第一凹槽，第一凹槽與夾持塊36的上表面形成第一腔體，試驗(yàn)塊35的上表面設(shè)置有第二凹槽，夾持塊上蓋34的下表面設(shè)置有第三凹槽，第二凹槽與第三凹槽形成樣品池，試驗(yàn)塊35的上表面與夾持塊上蓋34的下表面對(duì)應(yīng)設(shè)置有長槽一起形成供剪切玻璃片19左右移動(dòng)伸入的剪切孔，夾持塊上蓋34的上表面設(shè)置有第四凹槽，第四凹槽與殼體33的上頂板形成第二腔體，其中第一腔體與第二腔體中分別設(shè)置有第一玻璃片42和第二玻璃片39，起到隔絕外界氣體，保護(hù)樣品池不受外界氣體和雜質(zhì)的干擾，樣品池的底板和頂板上分別設(shè)置有樣品池上玻璃片40和樣品池下玻璃片41，剪切玻璃片19位于樣品池上玻璃片40和樣品池下玻璃片41之間。各試驗(yàn)塊35上均設(shè)置有熱敏電阻38用于檢測樣品池的溫度。熱臺(tái)23上設(shè)置有可供可見光、紅外光、X射線等檢測信號(hào)通過的通光孔22，以實(shí)現(xiàn)原位在線監(jiān)測樣品熔體變化的過程?；鵌上設(shè)置有三個(gè)夾緊螺釘21，以方便夾持固定偏光顯微鏡或者紅外線光譜儀等儀器的下端光源圓周。
[0022]本實(shí)用新型的一種剪切熱臺(tái)的工作過程為:將樣品放入樣品池中進(jìn)行加熱，一段時(shí)間后通過夾持塊36上的冷卻銅管20對(duì)樣品池進(jìn)行冷卻使樣品熔體進(jìn)行結(jié)晶，由熱敏電阻38檢測樣品池中的溫度，可是指導(dǎo)加熱時(shí)間、冷卻時(shí)間及冷卻劑流量的調(diào)節(jié)，通過軟件設(shè)定步進(jìn)電機(jī)10的轉(zhuǎn)速和步數(shù)，通過測微螺桿4向左頂推傳動(dòng)支架3以使剪切玻璃片19向左運(yùn)動(dòng)，測微螺桿4向右收回時(shí)，此時(shí)由回復(fù)彈簧14帶動(dòng)傳動(dòng)支架3向右運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)剪切玻璃片19在樣品池中左右直線往復(fù)振蕩運(yùn)動(dòng)以對(duì)熔體進(jìn)行左右方向上的直線往復(fù)式剪切，通過檢測儀器原位在線觀察樣品的結(jié)晶狀態(tài)，并通過測微頭6可以讀出剪切玻璃片的位移等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0023]本實(shí)用新型的一種剪切熱臺(tái)總體尺寸較小，供偏光顯微鏡、紅外光譜儀和X射線儀等儀器檢測的熱臺(tái)窗口處的總厚度僅為19mm，能夠方便用于實(shí)驗(yàn)室相關(guān)儀器中，普適性強(qiáng)并提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。
[0024]在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，剪切玻璃片也可以由透明的其他材料的剪切片代替;可以將測微螺桿與傳動(dòng)支架固定連接，此時(shí)不需要設(shè)置回復(fù)彈簧，而直接由測微螺桿帶動(dòng)傳動(dòng)支架左右運(yùn)動(dòng)；回復(fù)彈簧也可以有兩個(gè)分別設(shè)置于滑塊與相應(yīng)的導(dǎo)軌固定座之間和傳動(dòng)支架與相應(yīng)的導(dǎo)軌固定座之間；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)也可以不包括滑塊，而在傳動(dòng)支架上設(shè)置于導(dǎo)軌導(dǎo)向移動(dòng)配合的滑槽;也可以不設(shè)置導(dǎo)軌，而在基座上設(shè)置沿左右方向延伸的導(dǎo)向槽，在滑塊或傳動(dòng)支架上設(shè)置于導(dǎo)向槽導(dǎo)向移動(dòng)配合的導(dǎo)向凸起;傳動(dòng)支架和安裝支架上可以均設(shè)置彈性夾頭或者均設(shè)置固定夾頭;本實(shí)施例中導(dǎo)軌為一個(gè)，在其他實(shí)施例中導(dǎo)軌的數(shù)量可以為一個(gè)或多個(gè);動(dòng)力輸入件除了本實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)筒，還可以是螺母;旋轉(zhuǎn)筒與測微螺桿之間也可以采用沿左右方向延伸的花鍵傳動(dòng)連接;導(dǎo)向件除了可以是本實(shí)施例中的導(dǎo)向筒，也可以采用螺母。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種剪切熱臺(tái)，包括測微頭、熱臺(tái)和剪切片，其特征在于:所述測微頭與熱臺(tái)前后并列設(shè)置，測微頭具有動(dòng)力輸出端，所述測微頭的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接有沿前后方向延伸的傳動(dòng)支架，傳動(dòng)支架與剪切片傳動(dòng)連接并能夠帶動(dòng)剪切片左右運(yùn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述剪切熱臺(tái)包括基座，基座上設(shè)置有導(dǎo)向沿左右方向延伸的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)支架與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向移動(dòng)配合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為設(shè)置于基座上的導(dǎo)向沿左右方向延伸的導(dǎo)軌和導(dǎo)向移動(dòng)裝配于導(dǎo)軌上的滑塊，所述傳動(dòng)支架連接于滑塊的左端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述滑塊的右端連接有安裝支架，剪切片的兩端分別安裝于傳動(dòng)支架和安裝支架上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述傳動(dòng)支架和安裝支架至少一個(gè)上設(shè)置有在剪切片安裝時(shí)可左右伸縮的彈性夾頭。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述剪切熱臺(tái)還包括驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)支架左右動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述測微頭還具有動(dòng)力輸入端，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為與測微頭的動(dòng)力輸入端傳動(dòng)連接以帶動(dòng)傳動(dòng)支架左右運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述剪切熱臺(tái)還包括驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)支架左右動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述測微頭還具有動(dòng)力輸入端，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為與測微頭的動(dòng)力輸入端傳動(dòng)連接以帶動(dòng)傳動(dòng)支架向左運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)和設(shè)置于所述滑塊上的用于帶動(dòng)滑塊向右運(yùn)動(dòng)的回復(fù)彈簧。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述測微頭包括軸線沿左右方向延伸的固定殼體、設(shè)置于固定殼體內(nèi)部的可左右動(dòng)作的測微螺桿和轉(zhuǎn)動(dòng)裝配于固定殼體內(nèi)部的動(dòng)力輸入件，固定殼體上設(shè)有用于限制動(dòng)力輸入件軸向移動(dòng)的限位結(jié)構(gòu)，動(dòng)力輸入件與測微螺桿傳動(dòng)連接以帶動(dòng)測微螺桿輸出左右直線動(dòng)作。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種剪切熱臺(tái)，其特征在于:所述固定殼體內(nèi)部于動(dòng)力輸入件的左側(cè)固連有與測微螺桿螺紋傳動(dòng)配合的導(dǎo)向件，動(dòng)力輸入件與測微螺桿之間采用沿左右方向延伸的花鍵傳動(dòng)連接。
【文檔編號(hào)】G01N25/00GK205449838SQ201620004789
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月6日
【發(fā)明人】張彬, 陳靜波, 陳金龍, 王正亞, 王崗, 周艷萍
【申請人】鄭州大學(xué)