CN105403504A - 一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统及其控制方法，包括装置底座、织物平铺滑道、织物固定滑块、绞盘机构、高精度扭力天平、纤维导向杆、纤维固定杆、U形框固定杆、纤维导向滑轮以及牵引机构；所述织物平铺滑道设置在装置底座上表面；所述织物固定滑块置于织物平铺滑道上，并能沿织物平铺滑道移动；所述绞盘机构、高精度扭力天平、纤维导向杆、纤维固定杆和U形框固定杆亦分别设置在装置底座上；所述纤维导向滑轮安装于装置底座上，并位于织物平铺滑道的一端。本发明可在同一台摩擦系数测量仪器上就能准确测量多种形式的摩擦系数大小，大大提高测量的效率及准确度，进而加快纤维自动化加工速度提高生产效率和改善织造品质。

Description

一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及一种摩擦系数测试系统，具体涉及一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统及其控制方法，属于纺织品检测设备领域。

【背景技术】

高性能纤维是近年来纤维高分子材料领域迅速发展的一类特种纤维，通常是指具有高强度、高模量、耐高温、耐环境、耐化学药品等所谓高物性纤维。高性能纤维的诞生和应用，极大地满足了各行业、各部门的需求，给生产和高科技领域都提供了极大的方便。随着他们的用途的日益扩大，对其性能的研究也越来越受到重视。

摩擦是阻碍两个接触物体之间的相互运动或者相互运动趋势的物理现象，与物体的表面属性和整体属性有关。摩擦是高性能纤维及织物的一项重要的基本性能。在织物的织造过程中摩擦力可以把单独的纤维聚集成整体，对几乎所有纤维制品（如机织、编织、针织织物）的强度及其表面手感都有很重要的影响。同时摩擦系数也是纤维加工过程中需要重点考虑的基本参数之一。摩擦可以提供无捻产品的纤维间的抱合力；纤维和空气之间的摩擦可以在空气管道内用来输送开清和气动引纬过程中的纱线束。高性能纤维纺织品和纤维加工过程中的摩擦力会影响材料加工生产效率、力学性能稳定性、结构稳定性、产品和加工机器的磨损消耗、服装和悬垂性等方面，因此高性能纤维及其织物的摩擦系数无论在大规模生产中还是在实验室中都需要准确测定其大小。

现有测量摩擦系数的仪器设备往往只能单独测量有限几种情况下的纤维及织物摩擦系数，但是织造过程中往往同时存在多种高性能纤维的相对运动形式，并且还与滑移速度等因素存在关系，我们都需要考虑和精确测量其不同情况下的摩擦系数。准确认知高性能纤维在不同接触形式下的摩擦性能，能够更好地赋予纤维及织物新性能，扩展纤维材料应用领域，加快纤维自动化加工速度提高生产效率。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统及其控制方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本发明的目的在于一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其能够通过更换不同的测量模块，达到测量不同种纤维及织物接触形式下摩擦系数，从而保证在一台测量仪器上就能准确测量多种形式的摩擦系数大小，大大提高测量的效率及准确度，进而提高织造效率和改善织造品质。

本发明的另一目的在于一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法。

为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其包括装置底座、织物平铺滑道、织物固定滑块、绞盘机构、高精度扭力天平、纤维导向杆、纤维固定杆、U形框固定杆、纤维导向滑轮以及牵引机构；其中，所述织物平铺滑道设置在装置底座上表面；所述织物固定滑块置于织物平铺滑道上，并能沿织物平铺滑道移动；所述绞盘机构、高精度扭力天平、纤维导向杆、纤维固定杆和U形框固定杆亦分别设置在装置底座上；所述纤维导向滑轮安装于装置底座上，并位于织物平铺滑道的一端。

本发明的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统进一步设置为：所述牵引机构包括夹持器、一级移动平台、二级移动平台、移动平台底座、伺服电机以及拉力检测模块；其中，所述夹持器通过拉力检测模块安装于一级移动平台上；所述一级移动平台水平设置在二级移动平台上；所述二级移动平台竖直设置在移动平台底座上；所述伺服电机分别安装于一级移动平台、二级移动平台、移动平台底座上。

本发明的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统进一步设置为：所述拉力检测模块包括拉力传感器、差动放大电路、放大滤波电路、A/D转换电路、单片机以及显示模块；该拉力传感器、差动放大电路、放大滤波电路、A/D转换电路、单片机和显示模块依次电性连接。

本发明的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统进一步设置为：所述织物固定滑块的一端连接有一重物；所述重物支承于纤维导向滑轮上。

本发明的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统进一步设置为：所述U形框固定杆上连接有一固定U形框；所述夹持器上连接有一移动U形框；所述U形框固定杆和固定U形框之间连接有一弹簧。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于织物水平拖动摩擦系数的测试，其括如下步骤：

1），将织物一部分平铺固定于织物平铺滑道上；另一部分固定于织物固定滑块上

2），再将织物固定滑块一端与重物相连，另一端与夹持器相连，并由夹持器拖拽滑动；

3），通过拉力检测模块测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于纤维可调运动方向摩擦系数的测试，其包括如下步骤：

1），将两根待测纤维分别固定于固定U形框、移动U形框；

2），固定U形框与U形框固定杆相连，移动U形框与夹持器相连；

3），根据相对滑移的速度方向调整好固定U形框和移动U形框的相对角度并锁紧；

4），通过拉力检测模块测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于绞盘法摩擦系数测试，其包括如下步骤：

1），将固定待测纤维缠绕在绞盘机构上并将高精度扭力天平调零；

2），将夹持器与绞盘机构相连并带动绞盘机构；

3），读出高精度扭力天平读数，经过计算得出纤维摩擦系数值。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于纤维相互缠绕摩擦系数的测试，其包括如下步骤：

1），将一根纤维竖直固定纤维固定杆上；

2），将另一根待测纤维绕在第一根纤维上，一端与重物相连，另一端与夹持器相连，并支撑于纤维导向杆上；

3），通过拉力检测模块测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的一种高性能纤维及织物多功能摩擦系数测试系统及其操作方法，采用了一种新型高效的摩擦系数测试平台，和以往的纤维织物摩擦系数测试装置的基本区别在于，更易于根据纤维与织物不同的接触形式快捷、集中、精确的进行大量的摩擦系数测定。

采用了一种织物水平拖动摩擦系数测试模块，可实现织物水平接触滑移摩擦系数的精确测定。采用了一种纤维可调运动方向摩擦系数测试模块，可实现不同角度纤维相对滑动的摩擦系数测定。采用了一种绞盘法测试模块，可实现单根纤维与多跟纤维接触滑移的摩擦系数。采用了一种纤维相互缠绕摩擦系数测定模块，可实现相互缠绕的纤维间摩擦系数的测定。

采用了一种可以根据测量模块不同进行适当调整的纤维及织物牵引部分，与以往的牵引部分基本区别在于，可进行多个运动方向的调整来适应于测试平台不同模块的测量的需求，并且其中还安装有拉力检测模块可对牵引力进行精确测量，最终可转化成纤维或织物的摩擦系数。

本发明的高性能纤维及织物多功能摩擦系数测试系统可在同一台摩擦系数测量仪器上就能准确测量多种形式的摩擦系数大小，大大提高测量的效率及准确度，进而加快纤维自动化加工速度提高生产效率和改善织造品质。

【附图说明】

图1是本发明的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统除牵引机构外的立体图。

图2是本发明的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的牵引机构的立体图。

图3是本发明进行织物水平拖动摩擦系数测试的原理示意图。

图4是本发明进行纤维可调运动方向摩擦系数测试的原理示意图。

图5是本发明进行绞盘法摩擦系数测试的原理示意图。

图6是本发明进行纤维相互缠绕摩擦系数测试的原理示意图。

图7是本发明的拉力检测模块的原理框图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图7所示，本发明为一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其由装置底座1、织物平铺滑道2、织物固定滑块3、绞盘机构4、高精度扭力天平5、纤维导向杆6、纤维固定杆7、U形框固定杆8、纤维导向滑轮9以及牵引机构等几部分组成。

其中，所述织物平铺滑道2设置在装置底座1上表面。所述织物固定滑块3置于织物平铺滑道2上，并能沿织物平铺滑道2移动。所述织物固定滑块3的一端连接有一重物15；所述重物15支承于纤维导向滑轮9上。

所述绞盘机构4、高精度扭力天平5、纤维导向杆6、纤维固定杆7和U形框固定杆8亦分别设置在装置底座1上。

所述纤维导向滑轮9安装于装置底座1上，并位于织物平铺滑道2的一端。

进一步的，所述牵引机构由夹持器10、一级移动平台11、二级移动平台12、移动平台底座13、伺服电机14以及拉力检测模块30组成。其中，所述夹持器10通过拉力检测模块30安装于一级移动平台11上。所述一级移动平台11水平设置在二级移动平台12上。所述二级移动平台12竖直设置在移动平台底座13上。所述伺服电机14分别安装于一级移动平台11、二级移动平台12、移动平台底座13上，并分别驱动一级移动平台11、二级移动平台12、移动平台底座13。所述装置底座1与移动平台底座13根据测试需要与地面或桌面相连。

所述拉力检测模块30包括拉力传感器24、差动放大电路25、放大滤波电路26、A/D转换电路27、单片机28以及显示模块29；该拉力传感器24、差动放大电路25、放大滤波电路26、A/D转换电路27、单片机28和显示模块29依次电性连接。测量过程中拉力传感器24将测得的拉力信号传输给差动放大电路25，同时差动放大电路25会将放大后的信号传输到放大滤波电路26中，信号经放大后滤波后再传输给A/D转换电路27，经A/D转换后的信号传输给单片机28，最终将测得的拉力值经由显示模块29显示。

所述U形框固定杆8上连接有一固定U形框17。所述夹持器10上连接有一移动U形框18；所述U形框固定杆8和固定U形框17之间连接有一弹簧16。

如说明书附图3所示，本发明进行织物水平拖动摩擦系数测试时的操作方法如下：

1），将织物一部分平铺固定于织物平铺滑道2上；另一部分固定于织物固定滑块3上

2），再将织物固定滑块3一端与重物15相连，另一端与夹持器10相连，并由夹持器10拖拽滑动；

3），通过拉力检测模块30测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

如说明书附图4所示，本发明进行纤维可调运动方向摩擦系数测试时的操作方法如下：

1），将两根待测纤维19分别固定于固定U形框17、移动U形框18；

2），固定U形框18与U形框固定杆8相连，移动U形框18与夹持器10相连；

3），根据相对滑移的速度方向调整好固定U形框17和移动U形框18的相对角度并锁紧；

4），通过拉力检测模块30测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

如说明书附图5所示，本发明进行绞盘法摩擦系数测试时的操作方法如下：

1），将固定待测纤维20缠绕在绞盘机构4上并将高精度扭力天平5调零；

2），将夹持器10与绞盘机构4相连并带动绞盘机构4；

3），读出高精度扭力天平5读数，经过计算得出纤维摩擦系数值。

如说明书附图6所示，本发明进行纤维相互缠绕摩擦系数测试时的操作方法如下：

1），将一根纤维竖直固定纤维固定杆7上；

2），将另一根待测纤维22绕在第一根纤维上，一端与重物23相连，另一端与夹持器10相连；并支撑于纤维导向杆6上；

3），通过拉力检测模块30测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其特征在于：包括装置底座、织物平铺滑道、织物固定滑块、绞盘机构、高精度扭力天平、纤维导向杆、纤维固定杆、U形框固定杆、纤维导向滑轮以及牵引机构；其中，所述织物平铺滑道设置在装置底座上表面；所述织物固定滑块置于织物平铺滑道上，并能沿织物平铺滑道移动；所述绞盘机构、高精度扭力天平、纤维导向杆、纤维固定杆和U形框固定杆亦分别设置在装置底座上；所述纤维导向滑轮安装于装置底座上，并位于织物平铺滑道的一端。

2.如权利要求1所述的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其特征在于：所述牵引机构包括夹持器、一级移动平台、二级移动平台、移动平台底座、伺服电机以及拉力检测模块；其中，所述夹持器通过拉力检测模块安装于一级移动平台上；所述一级移动平台水平设置在二级移动平台上；所述二级移动平台竖直设置在移动平台底座上；所述伺服电机分别安装于一级移动平台、二级移动平台、移动平台底座上。

3.如权利要求2所述的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其特征在于：所述拉力检测模块包括拉力传感器、差动放大电路、放大滤波电路、A/D转换电路、单片机以及显示模块；该拉力传感器、差动放大电路、放大滤波电路、A/D转换电路、单片机和显示模块依次电性连接。

4.如权利要求2所述的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其特征在于：所述织物固定滑块的一端连接有一重物；所述重物支承于纤维导向滑轮上。

5.如权利要求2所述的高性能纤维及织物摩擦系数测试系统，其特征在于：所述U形框固定杆上连接有一固定U形框；所述夹持器上连接有一移动U形框；所述U形框固定杆和固定U形框之间连接有一弹簧。

6.一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于织物水平拖动摩擦系数的测试，其特征在于：包括如下步骤：

1），将织物一部分平铺固定于织物平铺滑道上；另一部分固定于织物固定滑块上

2），再将织物固定滑块一端与重物相连，另一端与夹持器相连，并由夹持器拖拽滑动；

3），通过拉力检测模块测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

7.一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于纤维可调运动方向摩擦系数的测试，其特征在于：包括如下步骤：

1），将两根待测纤维分别固定于固定U形框、移动U形框；

2），固定U形框与U形框固定杆相连，移动U形框与夹持器相连；

3），根据相对滑移的速度方向调整好固定U形框和移动U形框的相对角度并锁紧；

4），通过拉力检测模块测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。

8.一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于绞盘法摩擦系数测试，其特征在于：包括如下步骤：

1），将固定待测纤维缠绕在绞盘机构上并将高精度扭力天平调零；

2），将夹持器与绞盘机构相连并带动绞盘机构；

3），读出高精度扭力天平读数，经过计算得出纤维摩擦系数值。

9.一种高性能纤维及织物摩擦系数测试系统的操作方法，用于纤维相互缠绕摩擦系数的测试，其特征在于：包括如下步骤：

1），将一根纤维竖直固定纤维固定杆上；

2），将另一根待测纤维绕在第一根纤维上，一端与重物相连，另一端与夹持器相连，并支撑于纤维导向杆上；

3），通过拉力检测模块测得拉力差，最终转换为织物间的摩擦系数。