CN105675485A - 一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置和方法。所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，其特征在于，包括塞筒机构、热腔体机构、抽拔机构和固定机构；所述的固定机构包括底板、左固定杆和右固定杆，左固定杆和右固定杆均固定于底板上，所述的抽拔机构包括步进电机、传动机构、左丝杆和右丝杆，所述的步进电机固定于底板上，左丝杆套接于左固定杆内，右丝杆套接于右固定杆内。本发明可用于测量在不同温度条件下使用的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性，且结构简单、机构精巧，测量简便、快速。

Description

一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置及方法

技术领域

本发明属于纺织精密计量仪器技术领域，涉及一种下拉式的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量及方法，尤其在不同温度条件下使用的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量。

背景技术

目前，有众多针对管状织物织造成形的专利及研究，另有报道关于织造密度均匀管状机织物的工具或措施，这些专利及相关研究为织造管状织物奠定了基础，但均未涉及本发明所提的一种下拉式的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，也未涉及在不同温度条件下使用的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，尤其未涉及管状织物套接于热管壁上时产生的轴向摩擦力及管状织物在回折抽拔过程中的顺滑度与顺滑衰减率的表达。

由于管状织物具有优良的几何圆管特性，因而被应用于非开挖翻衬式管道修复、生物医用人造血管、地外天体无人取样等领域。作为一种修复城市深埋地下受损管道的新型技术，非开挖翻衬式管道修复技术已经开始被采用。该技术可以很好地避开直接开挖路面所造成的施工工序多，工期长，成本高，破坏路面，阻塞交通，浪费资源等缺陷。非开挖翻衬技术是预先将灌浸有树脂粘结剂的内衬管(一般采用管状机织物复合材料)的一端翻转固定于地面的局部开挖处，再利用气压或水压推动内衬管的另一端不断向管道内部翻衬，使其以翻转头的形式向前移动推进，从而贴附于受损管道的内壁上，最终使内衬管以管中管的形式衬于受损管道的内部，实现对受损管道的修复。由于管状机织物具有无接缝，整体性及密封性良好，织物结构均匀，周向厚度一致，强力高，翻衬时受力均衡，没有应力过度集中，机械施工容易，修复效果好等特点，有研究及相关专利已经将内衬管设计为一次成型的管状机织物(顾佐，王瑞，董久樟，邓新华，马崇启，曹国权，袁競，张淑洁，管道修复用内衬管，实用新型专利，申请号：200920097021.4，申请日：2009年06月09日，授权公告号：CN201531710U，授权公告日：2010年07月21日；张大群，郎荣良，曹井国，刘瑶，一种用于管道翻转法修复的复合材料，实用新型专利，申请号：201520082925.5，申请日：2015年02月05日，授权公告号：CN204472039U，授权公告日：2015年07月15日)。这些专利技术所述的范畴仅涉及机械力对管状织物(内衬管包括在本发明范围内)的作用，但均未涉及本发明所提的一种下拉式的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，也未涉及在不同温度条件下使用的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，尤其未涉及管状织物套接于热管壁上时产生的轴向摩擦力及管状织物在回折抽拔过程中的顺滑度与顺滑衰减率的表达。

径向顺应性是测试人造血管与宿主血管相适应的、因血压变化而产生的膨胀及收缩性能，是临床医学中的一个重要指标，其性能优劣取决于血管几何形态与血管壁本身的机械性能。不同人体部位的血管、同一血管在不同压力条件下以及平滑肌不同状态下的径向顺应性都是不同的。有报道已经开始研究管状织物的径向顺应性问题，以期应用于医学领域(J·L·埃亨，P·G·阿克尔，包括增强微型带的血管内导管，发明专利，申请号：200880119737.8，申请日：2008年12月04日，授权公告号：CN101888871B，授权公告日：2013年02月13日；丁辛，陈莹，李毓陵，王璐，高洁，赵学谦，一种可改善径向顺应性的纺织人造血管，发明专利，申请号：200910197649.6，申请日：2009年10月23日，授权公告号：CN101803964B，授权公告日：2011年12月14日；J·G·休斯顿，R·G·胡德，P·A·斯通布里奇，管状导管，发明专利，申请号：201080052130.X，申请日：2010年11月17日，授权公告号：CN102711663B，授权公告日：2015年04月22日；J-M·海德，绑带环及由轴向裁剪的管状织物制造该绑带环的方法，发明专利，申请号：201210336445.8，申请日：2012年09月12日，申请公布号：CN102995215A，申请公布日：2013年03月27日；S·奥尼申科，R·德斯皮格拉雷，具有平的或压扁的细丝的中国式指套，发明专利，申请号：201280060961.0，申请日：2012年10月24日，申请公布号：CN103987992A，申请公布日：2014年08月13日；刘必前，何敏，张海军，李青峰，陈亮，葛均波，一种高强度、高弹性、可降解人工心血管支架及其制备方法，发明专利，申请号：201310198816.5，申请日：2013年05月27日，申请公布号：CN103272289A，授权公告日：2013年09月04日)。这些专利技术所述的范畴仅涉及针对小口径管状织物的压、剪、收缩性、膨胀性等方面的研究，但均未涉及本发明所提的一种下拉式的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，也未涉及在不同温度条件下使用的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，尤其未涉及管状织物套接于热管壁上时产生的轴向摩擦力及管状织物在回折抽拔过程中的顺滑度与顺滑衰减率的表达。

地外天体无人取样技术作为航空航天领域的关键技术问题，开始受到越来越多的国家及科研机构的青睐。有报道已经开始研究一种能保持原始地质层理信息的取心机构，机构中取芯钻杆与保持芯管之间的空间设有波纹管状折叠的软袋，软袋下端可延展至保持芯管下沿处并内翻至保持芯管内部与软袋接头相连，软袋接头通过牵引绳与整形吊点相连，在钻探采样的过程中，包裹有月壤样品的软袋被抽拔进入到保持芯管内部，最终从保持芯管内部抽拔出来，以实现在保证月壤层理信息不被破坏的前提下进行采集封装(邓宗全，姜生元，陈明，全齐全，侯绪研，唐德威，张吉，高兴文，能保持原始地质层理信息的取心机构，发明专利，申请号：201210200209.3，申请日：2012年06月18日，申请公布号：CN102720501A，申请公布日：2012年10月10日；姜生元，邓宗全，陈明，张吉，高兴文，乔飞，王印超，双层软袋钻探取心采样机构，发明专利，申请号：201210200212.5，申请日：2012年06月18日，授权公告号：CN102721572B，授权公告日：2013年12月04日；岳洪浩，邓宗全，唐德威，姜生元，吴淼，月壤钻探取心机构性能测试系统，发明专利，申请号：201410312045.2，申请日：2014年07月03日，申请公布号：CN104062141A，申请公布日：2014年09月24日)。这些专利技术所述的范畴虽然有涉及针对月壤钻探取样的钻探取样机构及取样软袋，但均未涉及本发明所提的一种下拉式的管状织物(软袋包括在本发明范围内)套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，也未涉及在不同温度条件下使用的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量装置及方法，尤其未涉及管状织物套接于热管壁上时产生的轴向摩擦力及管状织物在回折抽拔过程中的顺滑度与顺滑衰减率的表达。

然而，研究管状织物从套接于热管外壁到被回折抽拔拉入热管内壁的过程中，管状织物套接于热管壁上时与热管壁之间产生的接触压力，即径向压力F_r，不同温度条件下管状织物的抽拔力-位移曲线(F-x曲线)，管状织物轴向单位面积摩擦力Δf_a，在常温条件下的最大抽拔力F_nmax与在高温条件下的最大抽拔力F_hmax，管状织物套接于热管壁上时产生的轴向摩擦力f_a以及管状织物在回折抽拔过程中的顺滑度S与顺滑衰减率δ_S有巨大实用价值。本发明研制了一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，利用该装置的方法可以对管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性进行快速、精准测量，得到管状织物在不同温度条件下的抽拔力-位移曲线，从而验证管状织物的抽拔顺滑机理，建立管状织物抽拔顺滑性的客观表征方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置及方法，可快速、准确地测量不同温度条件下使用的管状机织物、管状针织物、管状非织造织物、管状编织物、管状薄膜、管状橡胶及管状复合织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，其特征在于，包括塞筒机构、热腔体机构、抽拔机构和固定机构；所述的固定机构包括底板、左固定杆和右固定杆，左固定杆和右固定杆均固定于底板上，所述的抽拔机构包括步进电机、传动结构、左丝杆和右丝杆，所述的步进电机固定于底板上，左丝杆套接于左固定杆内，右丝杆套接于右固定杆内；

所述的塞筒机构包括移动梁、压力传感器、连接杆、盖夹和固紧螺丝，所述的连接杆的下端固接于压力传感器上，压力传感器固接于移动梁上，连接杆的上侧设有盖夹，所述的连接杆与盖夹通过固紧螺丝固定连接，管状织物的一端可置于所述的盖夹与连接杆之间并由所述的固紧螺丝夹紧，所述的移动梁套接于左丝杆和右丝杆上；

所述的热腔体机构包括热管、连接块、触压传感器和外圈，所述的外圈固定于所述的底板上方，所述的热管置于所述的外圈内部，热管的下端从外圈中露出，热管的下端设有翻边，所述的翻边通过连接块固定连接所述的外圈；管状织物可套接于所述的热管外壁上，触压传感器固定于所述的热管侧壁上，用于采集管状织物套接于热管壁上时与热管壁之间产生的接触压力；所述的连接杆的上部置于热管内，所述的步进电机能够通过传动机构带动左丝杆和右丝杆同步转动进而带动移动梁垂直向下移动，使所述的管状织物从套接于热管外壁被回折抽拔拉入热管内部。

优选地，所述的传动机构包括左主动齿轮、左被动齿轮、右主动齿轮与右被动齿轮，左主动齿轮与左被动齿轮啮合，右主动齿轮与右被动齿轮啮合，所述的左丝杆与左被动齿轮固定，所述的右丝杆与右被动齿轮固定；所述的步进电机能够驱动左主动齿轮传动左被动齿轮带动左丝杆转动，所述的步进电机还能够驱动右主动齿轮传动右被动齿轮带动右丝杆转动。

优选地，所述的热管头端拐角半径r的范围为0.5～5mm，针对应用的场合不同，可扩展到更大尺寸范围达到r＞5mm，随着r值的增大同时增加整个装置的尺寸予以配合使用。

优选地，所述的热管腔体内径D的范围为6～30mm，针对应用的场合不同，可扩展到更大尺寸范围达到D＞30mm，随着D值的增大同时增加整个装置的尺寸予以配合使用。

优选地，所述的热管可控制套接于热管壁上的管状织物所处的环境温度范围为0℃～300℃，针对应用的场合不同，可扩展温度的范围为300℃～650℃。

本发明还提供了一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法，其特征在于，采用上述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，包括：

步骤1：将管状织物的一端套接于热管外壁上，另一端置于盖夹和连接杆之间并由固紧螺丝夹紧；

步骤2：启动热管，控制热管壁的温度值；

步骤3：启动步进电机，使其带动左丝杆和右丝杆同步转动进而带动移动梁垂直向下移动，使所述的管状织物从套接于热管外壁被回折抽拔拉入热管内部，在此过程中，触压传感器感受力值，即为管状织物套接于热管壁上时与热管壁之间产生的接触压力；压力传感器感受力值，即为抽拔力，结合移动梁的移动位移及热管的温度值，获得不同温度条件下管状织物的抽拔力-位移曲线。

优选地，所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法还包括：

步骤4：计算顺滑度S和轴向摩擦力f_a中的至少一个，其中，所述的顺滑度S的计算公式为：

$S=1-\frac{F_{max}}{F_b}$

式中，S-顺滑度，F_max-最大抽拔力，通过抽拔力-位移曲线得到，F_b-管状织物的断裂强力，通过织物断裂强伸仪测得；

所述的轴向摩擦力f_a的计算公式为：

f_a＝x·πD·Δf_a

式中，f_a-轴向摩擦力，D-热管腔体内径，Δf_a-管状织物轴向单位面积摩擦力，与抽拔力F相等。

优选地，所述的步骤2中控制热管壁的温度值为常温，即10℃～30℃，所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法还包括：

步骤5：重复进行步骤1～4，其中步骤2中控制热管壁的温度值为高温，即100℃～350℃，计算顺滑衰减率δ_S，所述的顺滑衰减率δ_S的计算公式为：

${\mathrm{\δ}}_S=\frac{S_n-S_h}{S_n}$

式中，δ_S-顺滑衰减率，S_n-常温条件下的顺滑度，S_h-高温条件下的顺滑度。

本发明的原理是：管状织物从套接于热管外壁到被回折抽拔拉入热管内壁的过程中，固定于热管壁上的触压传感器感受力值，获得管状织物套接于热管壁上时与热管壁之间产生的接触压力，即径向压力F_r；与连接杆相连的压力传感器感受力值获得抽拔力，结合移动梁的移动位移及热管的温度值，获得不同温度条件下管状织物的抽拔力-位移曲线(F-x曲线)，由该曲线可获得管状织物轴向单位面积摩擦力Δf_a(由于整个回折抽拔过程保持匀速运动，故Δf_a＝F)及在常温条件下的最大抽拔力F_nmax与在高温条件下的最大抽拔力F_hmax，通过计算获得管状织物套接于热管壁上时产生的轴向摩擦力f_a及管状织物在回折抽拔过程中的顺滑度S与顺滑衰减率δ_S。

顺滑度是表征管状织物套接于热管壁上发生回折抽拔作用时的顺滑程度，且S∈(0，1)，该值越大表明管状织物与热管壁的作用越小，即顺滑性越好，但当该值接近1时，则可能是热管壁上涂覆有润滑剂或预先对管状织物表面进行了涂层处理，会对织物及可能存在的应用场所造成局部环境污染，不利于实际测量指标的准确性。

若0＜顺滑衰减率δ_S＜1，则表明高温导致管状织物更加柔软甚至部分纤维材质软化，与热管壁的接触更加紧密，锁结力变大，不利于回折抽拔作用的进行；若δ_S＜0，则表明高温作用使管状织物内部的纤维材质发生化学变化，重新生成化学键，织物组织点更加紧密，织物表面毛羽减少甚至表面已经碳化，导致高温条件下的顺滑度增大。

径向压力F_r表示管状织物与热管壁之间握持锁结作用的程度，即产生正压力及负压力(挤压力)的程度。管状织物从套接于热管外壁到被回折抽拔拉入热管内壁的过程中，F_r先从正值变为负值，从以正压力为主导变为以挤压力为主导。若该过程中两力过大均会对管状织物的抽拔顺滑性造成影响，甚至会导致管状织物被抽拔拉断，造成试验失败。

轴向摩擦力f_a表示管状织物在热管壁上的顺滑程度，尤其表征管状织物从套接于热管外壁到被回折抽拔拉入热管内壁的过程中，从热管外壁滑入热管内壁的难易程度。f_a越大，表明热管壁对管状织物的摩擦程度越大，则管状织物越难从热管外壁滑入热管内壁，增加了管状织物在热管头端拐角处的疲劳破坏，易造成管状织物的抽拔拉断。

一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，可用于测量在不同温度条件下使用的管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性，其有益效果为：

a.采用下拉式方式对管状织物套接于热管壁上的抽拔顺滑性实施快速、精准测量，并可实现一测多指标的测量。

b.采用控制管状织物抽拔的环境温度，实施0℃～300℃范围条件下的管状织物的抽拔顺滑性测量。

c.测试夹样简便，操作简单。

d.结构简单，机构精巧，可用于空心管状形态的材料套接于热管壁上的抽拔顺滑性测量。

附图说明：

图1一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置示意图

图中：1-塞筒机构，11-移动梁，12-压力传感器，13-连接杆，14-盖夹，15-固紧螺丝；2-热腔体机构，21-热管，22-触压传感器，23-连接块，24-外圈；3-抽拔机构，31-步进电机，32-左主动齿轮，33-左被动齿轮，34-左丝杆，35-右主动齿轮，36-右被动齿轮，37-右丝杆；4-固定机构，41-底板，42-左固定杆，43-右固定杆；5-管状织物；r-热管头端拐角半径，D-热管腔体内径

图2不同温度条件下高性能管状机织物套接于热管壁上的抽拔力-位移曲线示意图

图中：F_nmax-20℃(常温)条件下的最大抽拔力；F_hmax-300℃(高温)条件下的最大抽拔力；F-管状织物受到的抽拔力；x-管状织物的运动位移

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，由塞筒机构1、热腔体机构2、抽拔机构3和固定机构4组成。

所述的固定机构4包括底板41、左固定杆42和右固定杆43，左固定杆42和右固定杆43均固定于底板41上，所述的抽拔机构3包括步进电机31、传动机构、左丝杆34和右丝杆37，所述的步进电机31固定于底板41上，左丝杆34套接于左固定杆42内，右丝杆37套接于右固定杆43内；所述的传动机构包括左主动齿轮32、左被动齿轮33、右主动齿轮35与右被动齿轮36，左主动齿轮32与左被动齿轮33啮合，右主动齿轮35与右被动齿轮36啮合，所述的左丝杆34与左被动齿轮33固定，所述的右丝杆37与右被动齿轮36固定；所述的步进电机31能够驱动左主动齿轮32传动左被动齿轮33带动左丝杆34转动，所述的步进电机31还能够驱动右主动齿轮35传动右被动齿轮36带动右丝杆37转动。

所述的塞筒机构1包括移动梁11、压力传感器12、连接杆13、盖夹14和固紧螺丝15，所述的连接杆13的下端固接于压力传感器12上，压力传感器12固接于移动梁11上，连接杆13的上侧设有盖夹14，所述的连接杆13与盖夹14通过固紧螺丝15固定连接，管状织物的一端可置于所述的盖夹14与连接杆13之间并由所述的固紧螺丝15夹紧，所述的移动梁11套接于左丝杆34和右丝杆37上；

所述的热腔体机构2包括热管21、触压传感器22、连接块23和外圈24，所述的外圈24固定于所述的底板41上方，所述的热管21置于所述的外圈24内部，热管21的下端从外圈24中露出，热管21的下端设有翻边，所述的翻边通过连接块23固定连接所述的外圈24；管状织物可套接于所述的热管21外壁上，触压传感器22固定于所述的热管21侧壁上，用于采集管状织物5套接于热管21壁上时与热管21壁之间产生的接触压力；所述的连接杆13的上部置于热管21内。

所述的热管21头端拐角半径r的范围为0.5～5mm，所述的热管21腔体内径D的范围为6～30mm。所述的热管21可控制套接于热管21壁上的管状织物5所处的环境温度范围为0℃～300℃。

所述的步进电机31能够通过传动机构带动左丝杆34和右丝杆37同步转动进而带动移动梁11垂直向下移动，使所述的管状织物5从套接于热管21外壁被回折抽拔拉入热管21内部。

实施例2：20℃(常温)条件下高性能管状机织物的抽拔顺滑性测量

一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法，采用实施例1中的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，具体步骤为：

①选取头端拐角半径r为1mm、腔体内径D为15mm的热管一根；选取细旦PBO弱捻长丝纱为原料，设计织造直径为16mm的高性能管状机织物。

②将高性能管状机织物的一端套接于可控温度的热管11外壁上，另一端置于盖夹14和连接杆13之间并由固紧螺丝15夹紧。

③启动热管21，控制热管21壁的温度为20℃(常温)。

④启动步进电机31，使其驱动左主动齿轮32传动左被动齿轮33带动左丝杆34转动，所述的步进电机31还驱动右主动齿轮35传动右被动齿轮36带动右丝杆37转动，左丝杆34和右丝杆37同步转动带动移动梁11垂直向下移动。使所述的高性能管状机织物从套接于热管21外壁被回折抽拔拉入热管21内部，在此过程中，触压传感器22感受力值，即为高性能管状机织物套接于热管21壁上时与热管21壁之间产生的接触压力；压力传感器12感受力值，即为抽拔力，结合移动梁11的移动位移及热管21的温度值，获得20℃(常温)条件下高性能管状机织物5的抽拔力-位移曲线(见图2)。

⑤计算顺滑度S和轴向摩擦力f_a，其中，所述的顺滑度S的计算公式为：

$S=1\frac{F_{\max }}{F_b}$

式中，F_max-最大抽拔力，通过抽拔力-位移曲线得到，取值为209N，F_b-管状织物的断裂强力，通过织物断裂强伸仪测得，取值为359N，S-顺滑度，计算结果为0.42；

所述的轴向摩擦力f_a的计算公式为：

f_a＝x·πD·Δf_a

式中，f_a-轴向摩擦力，D-热管腔体内径，取值为15mm，Δf_a-管状织物轴向单位面积摩擦力，与抽拔力F相等。

实施例3：300℃(高温)条件下高性能管状机织物的抽拔顺滑性测量

一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法，采用实施例1中的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，具体步骤为：

①选取头端拐角半径r为1mm、腔体内径D为15mm的热管一根；选取细旦PBO弱捻长丝纱为原料，设计织造直径为16mm的高性能管状机织物。

②将高性能管状机织物的一端套接于可控温度的热管11外壁上，另一端置于盖夹14和连接杆13之间并由固紧螺丝15夹紧。

③启动热管21，控制热管21壁的温度为300℃(高温)。

④启动步进电机31，使其驱动左主动齿轮32传动左被动齿轮33带动左丝杆34转动，所述的步进电机31还驱动右主动齿轮35传动右被动齿轮36带动右丝杆37转动，左丝杆34和右丝杆37同步转动带动移动梁11垂直向下移动。使所述的高性能管状机织物从套接于热管21外壁被回折抽拔拉入热管21内部，在此过程中，触压传感器22感受力值，即为高性能管状机织物套接于热管21壁上时与热管21壁之间产生的接触压力；压力传感器12感受力值，即为抽拔力，结合移动梁11的移动位移及热管21的温度值，获得300℃(高温)条件下高性能管状机织物5的抽拔力-位移曲线(见图2)。

⑤计算顺滑度S和轴向摩擦力f_a，其中，所述的顺滑度S的计算公式为：

$S=1-\frac{F_{\max }}{F_b}$

式中，F_max-最大抽拔力，通过抽拔力-位移曲线得到，取值为235N，F_b-管状织物的断裂强力，通过织物断裂强伸仪测得，取值为359N，S-顺滑度，计算结果为0.35；

所述的轴向摩擦力f_a的计算公式为：

f_a＝x·πD·Δf_a

式中，f_a-轴向摩擦力，D-热管腔体内径，取值为15mm，Δf_a-管状织物轴向单位面积摩擦力，与抽拔力F相等。

⑥计算顺滑衰减率δ_S，所述的顺滑衰减率δ_S的计算公式为：

${\mathrm{\δ}}_S=\frac{S_n-S_h}{S_n}$

式中，δ_S-顺滑衰减率，计算结果为0.17，S_n-20℃(常温)条件下的顺滑度，由实施例2得到，S_h-300℃(高温)条件下的顺滑度，由步骤⑤计算得到。

Claims (8)

1.一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，其特征在于，包括塞筒机构(1)、热腔体机构(2)、抽拔机构(3)和固定机构(4)，所述的固定机构(4)包括底板(41)、左固定杆(42)和右固定杆(43)，左固定杆(42)和右固定杆(43)均固定于底板(41)上，所述的抽拔机构(3)包括步进电机(31)、传动机构、左丝杆(34)和右丝杆(37)，所述的步进电机(31)固定于底板(41)上，左丝杆(34)套接于左固定杆(42)内，右丝杆(37)套接于右固定杆(43)内；所述的塞筒机构(1)包括移动梁(11)、压力传感器(12)、连接杆(13)、盖夹(14)和固紧螺丝(15)，所述的连接杆(13)的下端固接于压力传感器(12)上，压力传感器(12)固接于移动梁(11)上，连接杆(13)的上侧设有盖夹(14)，所述的连接杆(13)与盖夹(14)通过固紧螺丝(15)固定连接，管状织物的一端可置于所述的盖夹(14)与连接杆(13)之间并由所述的固紧螺丝(15)夹紧，所述的移动梁(11)套接于左丝杆(34)和右丝杆(37)上；所述的热腔体机构(2)包括热管(21)、触压传感器(22)、连接块(23)和外圈(24)，所述的外圈(24)固定于所述的底板(41)的上方，所述的热管(21)置于所述的外圈(24)内部，热管(21)的下端从外圈(24)中露出，热管(21)的下端设有翻边，所述的翻边通过连接块(23)固定连接所述的外圈(24)；管状织物可套接于所述的热管(21)外壁上，触压传感器(22)固定于所述的热管(21)壁上，用于采集管状织物(5)套接于热管(21)壁上时与热管(21)壁之间产生的接触压力；所述的连接杆(13)的上部置于热管(21)内，所述的步进电机(31)能够通过传动机构带动左丝杆(34)和右丝杆(37)同步转动进而带动移动梁(11)垂直向下移动，使所述的管状织物(5)从套接于热管(21)外壁被回折抽拔拉入热管(21)内部。

2.如权利要求1所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，其特征在于，所述的传动机构包括左主动齿轮(32)、左被动齿轮(33)、右主动齿轮(35)与右被动齿轮(36)，左主动齿轮(32)与左被动齿轮(33)啮合，右主动齿轮(35)与右被动齿轮(36)啮合，所述的左丝杆(34)与左被动齿轮(33)固定，所述的右丝杆(37)与右被动齿轮(36)固定；所述的步进电机(31)能够驱动左主动齿轮(32)传动左被动齿轮(33)带动左丝杆(34)转动，所述的步进电机(31)还能够驱动右主动齿轮(35)传动右被动齿轮(36)带动右丝杆(37)转动。

3.如权利要求1所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，其特征在于，所述的热管(21)头端拐角半径r的范围为0.5～5mm或r＞5mm。

4.如权利要求1所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，其特征在于，所述的热管(21)腔体内径D的范围为6～30mm或D＞30mm。

5.如权利要求1所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，其特征在于，所述的热管(21)可控制套接于热管(21)壁上的管状织物(5)所处的环境温度范围为0℃～300℃或300℃～650℃。

6.一种下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法，其特征在于，采用权利要求1～5所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量装置，包括：

步骤1：将管状织物(5)的一端套接于热管(21)外壁上，另一端置于盖夹(14)和连接杆(13)之间并由固紧螺丝(15)夹紧；

步骤2：启动热管(21)，控制热管(21)壁的温度值；

步骤3：启动步进电机(31)，使其带动左丝杆(34)和右丝杆(37)同步转动进而带动移动梁(11)垂直向下移动，使所述的管状织物(5)从套接于热管(21)外壁被回折抽拔拉入热管(21)内部，在此过程中，触压传感器(22)感受力值，即为管状织物(5)套接于热管(21)壁上时与热管(21)壁之间产生的接触压力；压力传感器(12)感受力值，即为抽拔力，结合移动梁(11)的移动位移及热管(21)的温度值，获得不同温度条件下管状织物(5)的抽拔力-位移曲线。

7.如权利要求6所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法，其特征在于，所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法还包括：

步骤4：计算顺滑度S和轴向摩擦力f_a中的至少一个，其中，所述的顺滑度S的计算公式为：

$S=1-\frac{F_{\max }}{F_b}$

式中，S-顺滑度，F_max-最大抽拔力，通过抽拔力-位移曲线得到，F_b-管状织物的断裂强力，通过织物断裂强伸仪测得；

所述的轴向摩擦力f_a的计算公式为：

f_a＝x·πD·Δf_a

式中，f_a-轴向摩擦力，D-热管腔体内径，Δf_a-管状织物轴向单位面积摩擦力，与抽拔力F相等。

8.如权利要求7所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法，其特征在于，所述的步骤2中控制热管壁的温度值为常温，即10℃～30℃，所述的下拉式的管状织物抽拔顺滑性测量方法还包括：

步骤5：重复进行步骤1～4，其中步骤2中控制热管壁的温度值为高温，即100℃～350℃，计算顺滑衰减率δ_S，所述的顺滑衰减率δ_S的计算公式为：

${\mathrm{\δ}}_S=\frac{S_n-S_h}{S_n}$

式中，δ_S-顺滑衰减率，S_n-常温条件下的顺滑度，S_h-高温条件下的顺滑度。