一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置的制作方法

1.本实用新型属于塑料制品加工领域，具体涉及一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置。


背景技术：

2.我国塑料制品应用广泛，市场需求集中于包装塑料制品、建筑塑料制品（塑料管材管件、地板等）、工业交通及工程塑料制品等几个方面，庞大的下游行业为我国塑料制品行业的发展提供了强有力的支撑。相对于金属制品，塑料制品具有成本低、力学性能优异、可塑性强等优点，然而其在加工完后同样也会产生应力残留，使制品低温脆性增大。究其原因，是塑料在塑性加工的过程中，由于不均匀的应力场、应变场、温度场和组织不均匀性，在定形后内部保留下来的应力能会导致制品在使用的过程中变形过大乃至开裂，影响制品最终的服役性能。
3.对于金属制品，目前常用的几种残余应力调控方法有热处理、自然放置处理和振动处理。热处理已被广泛用于消除金属制品内应力（cn108749045a、cn102501395b），效果较好，但该法较为繁琐，效能低，成本高。自然放置处理消除残余应力由于耗时过长，且过程不可控，并不适用于塑料制品。传统的振动处理法是指对金属工件在给定的几阶频率下施加一定时间的特定循环载荷，从而实现残余应力均化的工艺过程，原理上适用于塑料制品。该工艺的特点在于能够均化工件的某些残余应力，具有处理周期较短、节能环保和处理效率较高等特点。
4.然而，不同于金属制品的是，塑料制品具有较高的弹性或者柔韧性。传统的振动处理装置与制品接触面小，对刚性比较高的、易于传递振动的金属制品具有较好的应力消除作用，但对弹性高、不易传递振动的塑料制品基本没有作用。因此需要通过提高振动处理装置与制品接触面积来实现对塑料制品的应力消除。此外，单一热处理和振动处理法虽均可用于去除制品残余应力，但单一使用热处理或振动处理，效果仍然不佳。因此，本发明主要针对上述问题，提供一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，可快速有效地消除塑料制品残余内应力，并降低现有退火工艺成本。


技术实现要素：

5.针对上述问题情况，本发明提供了一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，该装置结构简单，操作方便，与制品作用面大，适用于塑料制品（特别是具有较高柔韧性的塑料制品）的内应力消除。
6.在振动场的作用下，塑料制品内部产生动应力；在热场的作用下，材料的屈服极限会有所降低。当动应力与内部残余应力的叠加超过材料的屈服极限时，晶格滑移，材料产生微小的塑性形变，从而实现释放、降低、均化残余应力。因此，在振动场与热场的协同作用下，能在不影响塑料制品其它性能的同时，快速有效地消除制品残余应力。
7.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
8.一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，包括密闭烘箱，密闭烘箱的箱体内壁设置有红外加热管，所述箱体还连接有振动系统和电子恒温控温仪，所述振动系统包括激振器、传感器、振动控制器以及激振台，所述激振器包括永磁调速电机、偏心块以及偏心箱，偏心块和偏心箱连接在永磁调速电机的振动杆上并设置在箱体的内部，所述激振台固定设置在偏心箱上部，偏心箱下部固定设置有橡胶垫，激振台上设置有夹具，激振台下方固定设置有传感器，所述振动控制器设置在永磁调速电机上，振动控制器与激振器和传感器电性相连。
9.作为进一步的技术方案，所述橡胶垫设置在不锈钢底座上，所述不锈钢底座设置在箱体的底部。
10.作为进一步的技术方案，所述红外加热管的数量为8个，平行分布在箱体的内壁四周。
11.作为进一步的技术方案，所述夹具可拆卸地设置在激振台上，用于对塑料制品进行固定。
12.作为进一步的技术方案，所述电子恒温控温仪分别与箱体的顶部和下侧部相连，用于箱体内的温度进行监测控制。
13.作为进一步的技术方案，所述偏心块定位设置在偏心箱的两侧，位于激振台的下方。
14.与现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下有益效果：
15.a）本实用新型的去内应力装置结构简单、操作方便、设备成本低，适用于具有较高柔韧性的各类制品；
16.b）本实用新型通过激振台与夹具的配合，增加了振动系统与制品的接触面积，更好地进行内应力的消除；
17.c）本实用新型采用振动和温度复合场对塑料制品进行处理，处理均匀，速度快，而且振动场和温度场都可控，清洁卫生，无污染；
18.d）本实用新型采用振动和温度复合场对成型后的塑料制品进行处理，可使制品残余内应力大幅度减少甚至消除，可有效解决塑料制品的低温脆性问题，而且塑料制品其它性能不受影响。
附图说明
19.图1为本实用新型装置的整体结构示意图（省略箱侧盖）；
20.图2为本实用新型装置的正视结构示意图；
21.图3为本实用新型装置的俯视结构示意图；
22.图4为图2中b-b截面结构示意图。
23.图中：1、密闭烘箱；2、红外加热管；3、箱体；4、电子恒温控温仪；5、激振器；6、传感器；7、振动控制器；8、夹具；9、激振台；10、永磁调速电机；11、偏心块；12、偏心箱；13、橡胶垫；14、不锈钢底座。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术
方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
25.如图1-4所示，一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置。具体装置为带振动系统的密闭烘箱1，包括壁面设有红外加热管2的箱体3，并连接有电子恒温控温仪4。红外加热管2数量为8个，平行分布在箱体3的内壁四周。箱体3还连接有振动系统，所述振动系统由激振器5、传感器6、振动控制器7以及激振台9组成。激振器5由永磁调速电机10、偏心块11和偏心箱12组成，其中，偏心块11和偏心箱12连接在永磁调速电机10的振动杆上并设置在箱体3的内部，所述激振台9固定设置在偏心箱12上部，偏心箱12下部固定设置有橡胶垫13，橡胶垫13设置在不锈钢底座14上，不锈钢底座14设置在箱体3的底部。激振台9上设置有夹具8，夹具8可拆卸地设置，用于对不同规格的塑料制品进行固定。激振台9下方固定设置有传感器6，所述振动控制器7设置在永磁调速电机10上，通过振动控制器7使激振器5产生一定的周期激振力；传感器6用于传递振动信号；橡胶垫13用以承载偏心箱12和夹具8，橡胶垫13为耐热橡胶，激振台9与偏心箱12固定连接。振动控制器7与激振器5、传感器6电性相连。
26.本实用新型装置，在激振台9上可以设置数排夹具8，可以同时对数根塑料制品进行去除内应力的操作，操作效率高。
27.本实用新型的具体操作流程为，a）先将刚成型的塑料制品置于夹具8上；b）然后将夹具8装至激振台9上；c）通过振动控制器7调节激振器5的激振力为5～80kn，通过电子恒温控温仪4控制箱体3温度为20-110℃，塑料制品在箱体3中的停留时间为5s～10min；d）最后将处理后的塑料制品取出让其自然冷却，即可得到耐低温脆性的塑料制品。
28.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，其特征在于，包括密闭烘箱（1），密闭烘箱（1）的箱体（3）内壁设置有红外加热管（2），所述箱体（3）还连接有振动系统和电子恒温控温仪（4），所述振动系统包括激振器（5）、传感器（6）、振动控制器（7）以及激振台（9），所述激振器（5）包括永磁调速电机（10）、偏心块（11）以及偏心箱（12），偏心块（11）和偏心箱（12）连接在永磁调速电机（10）的振动杆上并设置在箱体（3）的内部，所述激振台（9）固定设置在偏心箱（12）上部，偏心箱（12）下部固定设置有橡胶垫（13），激振台（9）上设置有夹具（8），激振台（9）下方固定设置有传感器（6），所述振动控制器（7）设置在永磁调速电机（10）上，振动控制器（7）与激振器（5）和传感器（6）电性相连。2.根据权利要求1所述的一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，其特征在于，所述橡胶垫（13）设置在不锈钢底座（14）上，所述不锈钢底座（14）设置在箱体（3）的底部。3.根据权利要求1所述的一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，其特征在于，所述红外加热管（2）的数量为8个，平行分布在箱体（3）的内壁四周。4.根据权利要求1所述的一种用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，其特征在于，所述夹具（8）可拆卸地设置在激振台（9）上，用于对塑料制品进行固定。5.根据权利要求1所述的一种用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，其特征在于，所述电子恒温控温仪（4）分别与箱体（3）的顶部和下侧部相连，用于箱体（3）内的温度进行监测控制。6.根据权利要求1所述的一种用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，其特征在于，所述偏心块（11）定位设置在偏心箱（12）的两侧，位于激振台（9）的下方。

技术总结
本实用新型公开了一种利用热振复合协同去除塑料制品内应力的装置，包括密闭烘箱，密闭烘箱的箱体内壁设置有红外加热管，箱体还连接有振动系统和电子恒温控温仪，所述振动系统包括激振器、传感器、振动控制器以及激振台，所述激振器包括永磁调速电机、偏心块以及偏心箱，偏心块和偏心箱连接在永磁调速电机的振动杆上并设置在箱体的内部，激振台固定设置在偏心箱上部，偏心箱下部固定设有橡胶垫，激振台上设有夹具，激振台下方固定设置有传感器，所述振动控制器设置在永磁调速电机上，振动控制器与激振器和传感器电性相连。本实用新型装置能够实现在振动场与热场的协同作用下，在不影响塑料制品其它性能的同时，快速有效地消除制品残余应力。品残余应力。品残余应力。


技术研发人员：曹世雄 陆国强 刘秦元
受保护的技术使用者：临海伟星新型建材有限公司
技术研发日：2022.11.14
技术公布日：2023/7/14