CN103063525A - 一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置及其测试方法，该测试装置包括双限制器结构和测力传感器；所述的双限制器结构包括上挂钩、下挂钩、上挂钩盘、上限制器、下挂钩盘、下限制器、金属导丝；安装所述测力传感器及其相连的拨动机构可以托起上挂钩盘向上移动，下挂钩盘上移至下限制器处被其阻挡而停止移动，上挂钩盘继续上升则对绞丝试样施加张力，测力传感器承受向下方向的负荷，仪器自动控制绞丝试样加载荷重大小及停留时间，并测量在不同加载程序下试样的长度值，从而测得化纤变形长丝试样的卷缩指标。采用该测试装置和测试方法明显提高了化纤变形长丝卷缩率的测试精度，测力系统标定校准方便，结构可靠，故障率大为降低。

Description

一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置及其测试方法

技术领域

本发明属于纺织测量仪器领域，特别是一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置及其测试方法，它适用于化学纤维厂的质量控制以及纺织企业、检测机构对纤维质量的检验。

背景技术

化纤长丝通过变形加工，而具有卷曲或圈结形态，织制成的织物具有丰满、膨松、保暖性好等特点，有的还具有一定的伸缩弹性。化纤变形长丝卷缩率的大小和膨松度的高低，对织物或针织物加工时的工艺设计和成品质量均有密切关系。如用于袜类和内衣类的化纤变形长丝，要求织物尺寸的伸缩余地大些，故卷缩率要高；而用于外衣类织物的化纤变形长丝，因为织物要求外观挺括、尺寸稳定，卷缩率和膨松度要低些。此外，还要求每批丝的卷缩伸长和弹性回复均匀一致。因此，化纤变形长丝卷缩性能的测试，对合理使用化纤变形长丝和提高化纤变形长丝织物的质量均有十分重要的意义。

化纤变形长丝卷缩率测试采用总线密度为2500dtex的绞丝，其受力程序如下：在荷重500cN下加载10秒，测得绞丝长度L_g，然后在荷重2.5cN下松驰恢复10分钟，测得绞丝长度L_z，再在荷重25cN下加载10秒，测得绞丝长度L_f，然后再在荷重2500cN（涤纶）或5000cN（锦纶）下加载10秒，卸载在荷重2.5cN下松驰恢复20分钟，测得绞丝长度L_b，以上受力程序仪器自动控制实现，由所得L_g、L_z、L_f和L_b可计算长丝的卷缩率、卷曲模量和卷曲稳定度。国内目前多为手工法测试化纤变形长丝卷缩率，近年来开始采用仪器。仪器测量法在国外以德国Textechno公司生产的TEXTURMAT ME型长丝卷缩率和热收缩测试仪为代表，该仪器采用绞丝法试样，在测力方式上为绞丝试样上端固定，测力传感器向下移动插入绞丝下钩盘上方，对绞丝向下加力，达到在一定张力时测量绞丝的长度，这种测量方法测力传感器受力为由下向上，仪器这种测力方式给仪器力值标定校准带来困难，不仅影响其测试精度也给操作使用带来不便。除此之外，该仪器绞丝试样为周长１米，悬挂后长度500mm，仪器体积庞大，价格昂贵。近年来国内生产的YG368型全自动长丝卷曲收缩率测试仪基本上是仿造德国的上述型号产品的仪器，存在同样技术问题。因此，根据国内化纤变形长丝生产发展，迫切需要一种结构设计合理的化纤变形长丝卷缩率测试仪器，改变上述仪器测力方式，仪器体积小，测试精度高的化纤变形长丝卷缩率测试仪，这就是本专利研究开发的主要目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置及其测试方法，主要解决上述现有技术所存在的缺陷，采用该测试方法和测试装置显著地并提高了化纤变形长丝试样卷缩率的测试精度且结构更可靠，测力系统标定方便，故障率大为降低；而且还有助于装置体积的减小。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：它包括双限制器结构和测力传感器；所述的双限制器结构包括上挂钩、下挂钩、上挂钩盘、上限制器、下挂钩盘、下限制器、金属导丝；该上挂钩连接于上挂钩盘下方，该上挂钩盘位于上限制器上方并被限制只能在上限制器上方沿金属导丝滑动；该下挂钩连接于下挂钩盘上方，该下挂钩盘位于下限制器下方并被限制只能在下限制器下方沿金属导丝滑动；安装所述测力传感器的拨动机构丝叉可以托起上挂钩盘向上移动以实现对钩挂在上挂钩、下挂钩之间的绞丝试样加载负荷。

所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的测力传感器连接在由丝杆带动升降的测力架一端，该测力架另一端通过连杆连接滚柱，该滚柱在斜槽导轨导向滑动，该斜槽导轨使拨动机构丝叉在上升至预定位置后向外伸出，并逐渐插进上挂钩盘与绞丝试样的空隙之间。

所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的丝杆由步进电机、齿轮和同步齿轮带驱动。

所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的双限制器结构在一试样圆筒周围呈圆周分布设置多个，并均位于圆筒托盘上；该圆筒托盘下方具有定位器以控制各双限制器结构在测试位置定位。

所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的绞丝试样的周长为500mm，悬挂后长度为250mm。

所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的步进电机和测力传感器均连接计算机，计算机还进一步连接输入输出设备。

一种化纤变形长丝卷缩率的测试方法，通过如上所述的测试装置实现，其特征在于：它包括如下步骤：

A、打开化纤变形长丝卷缩率测试装置和计算机的电源，预热半小时；

B、开始试验前，将周长为500mm，悬挂后长度为250mm的绞丝试样挂于试样圆筒架的上挂钩和下挂钩之间，上挂钩盘搁置在上限制器上，绞丝试样由于受下挂钩盘的重量作用而下垂伸直；

C、试样圆筒一周共有N（N大于等于1）个可供钩挂试样的钩架，挂好需要试验的绞丝试样后，将试样圆筒放进烘箱中热处理10分钟，再将试样圆筒（25）在标准试验条件下平衡30分钟；

D、接着把平衡好的试样圆筒放置在圆筒托盘上，按下仪器面板上的定位按钮，试样圆筒托盘带动试样圆筒转动至第一个绞丝试样测试位置后自动停止；

E、按下仪器面板上的启动按钮，计算机发出脉冲信号驱动步进电机转动，通过齿轮、同步齿轮带、齿轮、丝杆带动测力架从仪器下限起始位置处开始上升，滚柱由于斜槽导轨的引导作用，通过连杆使与测力传感器相连的丝叉从机内向外伸出，逐渐插进上挂钩盘与绞丝试样的空隙之间，当丝叉向上移动至与上挂钩盘底部相接触后，开始托起上挂钩盘，通过金属导丝和金属导丝导向带动绞丝试样和下挂钩盘上移，金属导丝和金属导丝分别固装在试样圆筒的上下边框上，当下挂钩盘上移至与下限制器接触时被下限制器阻挡而停止移动；

F、下挂钩被阻停止运动后，上挂钩盘继续被带动上移，绞丝试样拉长内部张力逐渐增大，为了不使张力突变，上升过程自动减速，当试样张力增加至规定的荷重时，计算机开始计时，此时测力架缓慢上升使试样受到张力始终等于规定的荷重，当计时达到规定的时间时，仪器由计算机发出驱动步进电机的脉冲数自动测得试样长度；绞丝试样由大荷重改为小荷重加载时，测力架下降使试样受到张力减少；绞丝试样由小荷重改为大荷重加载时，测力架上升使试样受到张力增加；

G、测试绞丝试样卷缩特性时，仪器自动控制绞丝试样加载荷重大小及停留时间程序，其实现过程是，首先测力架上升，绞丝试样在荷重500cN下加载10秒，测得绞丝试样长度L_g；接着测力架下降，绞丝试样在荷重2.5cN下松驰恢复10分钟，测得绞丝试样长度L_z；然后测力架上升，绞丝试样在荷重25cN下加载10秒，测得绞丝试样长度L_f；最后测力架上升，绞丝试样在涤纶荷重2500cN或锦纶荷重5000cN下加载10秒后，测力架下降，绞丝试样在荷重2.5cN下松驰恢复20分钟，测得绞丝试样长度L_b；

H、由所得L_g、L_z、L_f和L_b，仪器自动计算绞丝试样的卷缩率、卷曲模量和卷曲稳定度；

I、测试绞丝试样长度完成后测力架自动下降回复原位，丝叉由斜槽导轨的引导作用又回缩至机内，测试完一个绞丝试样后试样圆筒转动一定角度，仪器再开始对下一绞丝试样进行卷缩特性测试；

J、试样圆筒所挂的N个绞丝试样卷缩特性测试完毕后，仪器自动计算卷缩率、卷曲模量和卷曲稳定度测试结果的统计值。

与现有技术相比本发明的优点如下：

1、本发明装置中独创设计的双限制器结构。上限制器用于搁置上挂钩盘，使绞丝试样在试验前受下挂钩盘重量作用而自然下垂伸直的初始状态。绞丝试样上升时下限制器用于阻挡下挂钩盘，使拉伸绞丝试样时测力传感器受到向下方向负荷，解决了国外仪器测力系统的力值标定存在的问题，使测试结构更加合理，力值测量结果更加准确。

2、本发明装置通过测力架上升或下降自动控制绞丝试样加载荷重大小及停留时间程序。测力架上升或下降使试样张力至规定的荷重，加载规定时间后，仪器由计算机发出驱动步进电机的脉冲数自动测得试样长度，长度分辨率为0.01mm，明显地并提高了化纤变形长丝试样卷缩率的测试精度且结构更可靠，故障率大为降低。

3、使用本发明装置，化纤变形长丝绞丝试样周长1米改为500mm，绞丝悬挂后长度由500mm改为250mm，缩小了仪器体积和重量，操作使用更加方便。

附图说明

图1为本发明装置的双限制器结构示意图。

图1中，1—试样，2—上挂钩，3—下挂钩，4—上挂钩盘，5—上限制器，6—下挂钩盘，7—下限制器，8、9—金属导丝。

图2为本发明的化纤变形长丝卷缩率的测试装置示意图。

图2中，1—试样，2—上挂钩，3—下挂钩，4—上挂钩盘，5—上限制器，6—下挂钩盘，7—下限制器，8、9—金属导丝，10—测力架，11—测力传感器，12—丝叉，13—连杆，14—滚柱，15—斜槽导轨，16—丝杆，17—齿轮，18—同步齿轮带，19—齿轮，20—步进电机，21—显示器，22—计算机，23—打印机。

图3为箱体立体示意图。

图3中，24—箱体，25—试样圆筒，241—定位器，242—上升按钮，243—下降按钮，244—电源开关，245—启动按钮，246—停止按钮，247—定位按钮，248—电位器，249—圆筒托盘。

具体实施方式

请参阅图1-3，本发明公开了一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置。如图1所示，本发明的主要创新点在于：它包括双限制器结构和测力传感器11；所述的双限制器结构包括上挂钩2、下挂钩3、上挂钩盘4、上限制器5、下挂钩盘6、下限制器7、金属导丝8、9；该上挂钩2连接于上挂钩盘4下方，该上挂钩盘4位于上限制器5上方并被限制只能在上限制器5上方沿金属导丝滑动；该下挂钩3连接于下挂钩盘6上方，该下挂钩盘6位于下限制器7下方并被限制只能在下限制器7下方沿金属导丝滑动；安装有所述的测力传感器11的拨动机构丝叉12可以托起上挂钩盘4向上移动以实现钩挂在上挂钩2、下挂钩3之间的绞丝试样1加载负荷。

通过上述双限制器结构，上限制器用于搁置上挂钩盘，使绞丝试样在试验前受下挂钩盘重量作用而自然下垂伸直的初始状态；传感器和丝叉带动绞丝试样上升时，下限制器用于阻挡下挂钩盘，使拉伸绞丝试样时传感器受到向下方向的负荷，它解决了国外仪器测力系统力值标定存在的问题。

为了实现测试，本发明装置还配有如下结构：

所述的测力传感器11连接在由丝杆16带动升降的测力架10一端，该测力架10另一端通过连杆13连接滚柱14，该滚柱14在斜槽导轨15导向滑动，该斜槽导轨15使拨动机构丝叉12在上升至预定位置后向外伸出，并逐渐插进上挂钩盘4与绞丝试样1的空隙之间。

所述的丝杆16由步进电机20、齿轮17、19和同步齿轮带18驱动。

所述的双限制器结构在一试样圆筒25周围呈圆周分布设置多个（如30个），并均位于圆筒托盘249上；该圆筒托盘249下方具有定位器241以控制各双限制器结构在测试位置定位。

所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的绞丝试样1的周长为500mm，悬挂后长度为250mm。

所述的步进电机20和测力传感器11均连接计算机22，计算机22还进一步连接输入输出设备。

一种化纤变形长丝卷缩率的测试方法，通过如上所述的测试装置实现，它包括如下步骤：

A、打开化纤变形长丝卷缩率测试装置和计算机的电源，预热半小时；

B、开始试验前，将周长为500mm，悬挂后长度为250mm的绞丝试样1挂于试样圆筒架的上挂钩2和下挂钩3之间，上挂钩盘4）置在上限制器5上，绞丝试样1由于受下挂钩盘6的重量作用而下垂伸直；

C、试样圆筒25一周共有N（N大于等于1，比如：30个）个可供钩挂试样的钩架，挂好需要试验的绞丝试样后，将试样圆筒25放进烘箱中热处理10分钟，再将试样圆筒25在标准试验条件下平衡30分钟；

D、接着把平衡好的试样圆筒25放置在圆筒托盘249上，按下仪器面板上的定位按钮247，试样圆筒托盘249带动试样圆筒25转动至第一个绞丝试样测试位置后自动停止；

E、按下仪器面板上的启动按钮245，计算机22发出脉冲信号驱动步进电机20转动，通过齿轮19、同步齿轮带18、齿轮17、丝杆16带动测力架10从仪器下限起始位置处开始上升，滚柱14由于斜槽导轨15的引导作用，通过连杆13使与测力传感器11相连的丝叉12从机内向外伸出，逐渐插进上挂钩盘4与绞丝试样1的空隙之间，当丝叉12向上移动至与上挂钩盘4底部相接触后，开始托起上挂钩盘4，通过金属导丝8和金属导丝9导向带动绞丝试样1和下挂钩盘6上移，金属导丝8和金属导丝9分别固装在试样圆筒25的上下边框上，当下挂钩盘6上移至与下限制器7接触时被下限制器7阻挡而停止移动；

F、下挂钩3被阻停止运动后，上挂钩盘4继续被带动上移，绞丝试样拉长内部张力逐渐增大，为了不使张力突变，上升过程自动减速，当试样张力增加至规定的荷重时，计算机开始计时，此时测力架10缓慢上升使试样受到张力始终等于规定的荷重，当计时达到规定的时间时，仪器由计算机发出驱动步进电机的脉冲数自动测得试样长度；绞丝试样由大荷重改为小荷重加载时，测力架10下降使试样受到张力减少；绞丝试样由小荷重改为大荷重加载时，测力架10上升使试样受到张力增加；

G、测试绞丝试样卷缩特性时，仪器自动控制绞丝试样加载荷重大小及停留时间程序，其实现过程是，首先测力架10上升，绞丝试样在荷重500cN下加载10秒，测得绞丝试样长度L_g；接着测力架10下降，绞丝试样在荷重2.5cN下松驰恢复10分钟，测得绞丝试样长度L_z；然后测力架10上升，绞丝试样在荷重25cN下加载10秒，测得绞丝试样长度L_f；最后测力架10上升，绞丝试样在涤纶荷重2500cN或锦纶荷重5000cN下加载10秒后，测力架10下降，绞丝试样在荷重2.5cN下松驰恢复20分钟，测得绞丝试样长度L_b；

H、由所得L_g、L_z、L_f和L_b，仪器自动计算绞丝试样的卷缩率、卷曲模量和卷曲稳定度；

I、测试绞丝试样长度完成后测力架10自动下降回复原位，丝叉12由斜槽导轨15的引导作用又回缩至机内，测试完一个绞丝试样后试样圆筒转动一定角度，仪器再开始对下一绞丝试样进行卷缩特性测试；

J、试样圆筒所挂的N个绞丝试样卷缩特性测试完毕后，仪器自动计算卷缩率、卷曲模量和卷曲稳定度测试结果的统计值。

本发明方法实施过程中，根据计算机脉冲数和步进电机控制技术精确地测量化纤变形长丝试样在不同的加载荷重及停留时间下的长度值，长度分辨率为0.01mm，明显地并提高了化纤变形长丝试样卷缩率的测试精度，结构可靠，故障率大为降低。采用测力架测量绞丝所受张力，能精确地测量加载荷重值，减少因预加张力误差对长丝试样在不同的加载荷重及停留时间下的长度测量结果的影响。绞丝试样悬挂后长度由国外仪器的500mm改变为250mm，仪器体积和重量大为减轻，每次可测量30个试样，提高测试结果的可信度。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：它包括双限制器结构和测力传感器（11）；所述的双限制器结构包括上挂钩（2）、下挂钩（3）、上挂钩盘（4）、上限制器（5）、下挂钩盘（6）、下限制器（7）、金属导丝（8、9）；该上挂钩（2）连接于上挂钩盘（4）下方，该上挂钩盘（4）位于上限制器（5）上方并被限制只能在上限制器（5）上方沿金属导丝滑动；该下挂钩（3）连接于下挂钩盘（6）上方，该下挂钩盘（6）位于下限制器（7）下方并被限制只能在下限制器（7）下方沿金属导丝滑动；安装所述测力传感器（11）的拨动机构丝叉（12）可以托起上挂钩盘（4）向上移动以实现对钩挂在上挂钩（2）、下挂钩（3）之间的绞丝试样（1）加载负荷。

2.根据权利要求1所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的测力传感器（11）连接在由丝杆（16）带动升降的测力架（10）一端，该测力架（10）另一端通过连杆（13）连接滚柱（14），该滚柱（14）在斜槽导轨（15）导向滑动，该斜槽导轨（15）使拨动机构丝叉（12）在上升至预定位置后向外伸出，并逐渐插进上挂钩盘（4）与绞丝试样（1）的空隙之间。

3.根据权利要求2所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的丝杆（16）由步进电机（20）、齿轮（17、19）和同步齿轮带（18）驱动。

4.根据权利要求1或2或3所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的双限制器结构在一试样圆筒（25）周围呈圆周分布设置多个，并均位于圆筒托盘（249）上；该圆筒托盘（249）下方具有定位器（241）以控制各双限制器结构在测试位置定位。

5.根据权利要求1或2或3所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的绞丝试样（1）的周长为500mm，悬挂后长度为250mm。

6.根据权利要求3所述的化纤变形长丝卷缩率的测试装置，其特征在于：所述的步进电机（20）和测力传感器（11）均连接计算机（22），计算机（22）还进一步连接输入输出设备。

7.一种化纤变形长丝卷缩率的测试方法，通过如权利要求1或2或3或4或5或6所述的测试装置实现，其特征在于：它包括如下步骤：

A、打开化纤变形长丝卷缩率测试装置和计算机的电源，预热半小时；

B、开始试验前，将周长为500mm，悬挂后长度为250mm的绞丝试样（1）挂于试样圆筒架的上挂钩（2）和下挂钩（3）之间，上挂钩盘（4）搁置在上限制器（5）上，绞丝试样（1）由于受下挂钩盘（6）的重量作用而下垂伸直；

C、试样圆筒（25）一周共有N（N大于等于1）个可供钩挂试样的钩架，挂好需要试验的绞丝试样后，将试样圆筒（25）放进烘箱中热处理10分钟，再将试样圆筒（25）在标准试验条件下平衡30分钟；

D、接着把平衡好的试样圆筒（25）放置在圆筒托盘（249）上，按下仪器面板上的定位按钮（247），试样圆筒托盘（249）带动试样圆筒（25）转动至第一个绞丝试样测试位置后自动停止；

E、按下仪器面板上的启动按钮（245），计算机（22）发出脉冲信号驱动步进电机（20）转动，通过齿轮（19）、同步齿轮带（18）、齿轮（17）、丝杆（16）带动测力架（10）从仪器下限起始位置处开始上升，滚柱（14）由于斜槽导轨（15）的引导作用，通过连杆（13）使与测力传感器（11）相连的丝叉（12）从机内向外伸出，逐渐插进上挂钩盘（4）与绞丝试样（1）的空隙之间，当丝叉（12）向上移动至与上挂钩盘（4）底部相接触后，开始托起上挂钩盘（4），通过金属导丝（8）和金属导丝（9）导向带动绞丝试样（1）和下挂钩盘（6）上移，金属导丝（8）和金属导丝（9）分别固装在试样圆筒（25）的上下边框上，当下挂钩盘（6）上移至与下限制器（7）接触时被下限制器（7）阻挡而停止移动；

F、下挂钩（3）被阻停止运动后，上挂钩盘（4）继续被带动上移，绞丝试样拉长内部张力逐渐增大，为了不使张力突变，上升过程自动减速，当试样张力增加至规定的荷重时，计算机开始计时，此时测力架（10）缓慢上升使试样受到张力始终等于规定的荷重，当计时达到规定的时间时，仪器由计算机发出驱动步进电机的脉冲数自动测得试样长度；绞丝试样由大荷重改为小荷重加载时，测力架（10）下降使试样受到张力减少；绞丝试样由小荷重改为大荷重加载时，测力架（10）上升使试样受到张力增加；

G、测试绞丝试样卷缩特性时，仪器自动控制绞丝试样加载荷重大小及停留时间程序，其实现过程是，首先测力架（10）上升，绞丝试样在荷重500cN下加载10秒，测得绞丝试样长度L_g；接着测力架（10）下降，绞丝试样在荷重2.5cN下松驰恢复10分钟，测得绞丝试样长度L_z；然后测力架（10）上升，绞丝试样在荷重25cN下加载10秒，测得绞丝试样长度L_f；最后测力架（10）上升，绞丝试样在涤纶荷重2500cN或锦纶荷重5000cN下加载10秒后，测力架（10）下降，绞丝试样在荷重2.5cN下松驰恢复20分钟，测得绞丝试样长度L_b；

H、由所得L_g、L_z、L_f和L_b，仪器自动计算绞丝试样的卷缩率、卷曲模量和卷曲稳定度；

I、测试绞丝试样长度完成后测力架（10）自动下降回复原位，丝叉（12）由斜槽导轨（15）的引导作用又回缩至机内，测试完一个绞丝试样后试样圆筒转动一定角度，仪器再开始对下一绞丝试样进行卷缩特性测试；

J、试样圆筒所挂的N个绞丝试样卷缩特性测试完毕后，仪器自动计算卷缩率、卷曲模量和卷曲稳定度测试结果的统计值。

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