CN109342221A - 织物断裂强度测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于织物性能测试技术领域，公开一种织物断裂强度测试装置，包括底座和双轴加载装置，双轴加载装置包括设于底座上的四根相互垂直的轴向加载臂和控制其加载的动力机构，四根轴向加载臂的延长线交于一中心点，织物置于中心点处，织物四周布设四个夹持器，每个夹持器与相邻的轴向加载臂连接且同轴设置；同一轴线上的任一夹持器与轴向加载臂间设力传感器，力传感器与夹持器及轴向加载臂间均通过铰接端头铰接，另一夹持器与轴向加载臂铰接。本测试装置丰富了加载方式，可对织物进行单向加载和双向加载条件下的断裂强度测试，双向加载又可包含同步和异步加载两种方式，本测试装置可真实、全面地反映织物的强度性能。

Description

织物断裂强度测试装置
技术领域
本发明涉及织物性能测试技术领域，具体地，涉及一种织物断裂强度测试装置。
背景技术
伞衣是一种织物，是降落伞上产生气动阻力的柔性织物面，由伞衣幅缝合而成，平时处于折叠状态，工作时展开产生气动阻力，是降落伞工作的主要部件，对降落伞的工作起着至关重要的作用，因此，对伞衣各方面的强度性能检测也尤为重要，例如断裂强度，现有技术中，对伞衣织物的断裂强度检测通常是采用单向加载的方式，即仅在伞衣相对的两个方向上对伞衣进行加载，但仅通过这一种单向加载方式并不能准确反映织物的强度性能。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种可通过多种加载方式来评判织物强度性能的断裂强度测试装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种织物断裂强度测试装置，包括底座和双轴加载装置，双轴加载装置包括设于底座上的四根相互垂直的轴向加载臂和控制轴向加载臂加载的动力机构，四根轴向加载臂的延长线相交于一中心点，织物放置于中心点处，织物四周布设四个夹持器用于夹持织物，每个夹持器与相邻的轴向加载臂连接且同轴设置；同一轴线上的任一夹持器与轴向加载臂之间还设有力传感器，力传感器与夹持器及轴向加载臂之间均通过铰接端头铰接，另一夹持器与轴向加载臂通过铰接端头铰接。
进一步地，同轴的两个轴向加载臂由一个动力机构控制，轴向加载臂为蜗杆，动力机构包括伺服电机、与伺服电机相连的双向换向器、与蜗杆配合的涡轮、设于涡轮和双向换向器之间的至少一个单向换向器。
进一步地，底座为中空结构，动力机构设于底座中空结构内。
进一步地，底座上在每根轴向加载臂对应位置处设有直线导轨，直线导轨与轴向加载臂平行，铰接端头上设有与直线导轨适配的滑块。
进一步地，还包括四个光栅尺，每个光栅尺的光栅读数头设置在对应轴向加载臂处的底座上、标尺光栅设置在对应轴向加载臂上。
进一步地，织物放置位置处还设有摄像头。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）丰富了加载方式，设置具有相互垂直的轴向加载臂的双轴加载装置来对织物进行加载，可对织物进行单向加载、双向加载两种加载条件下的断裂强度测试，且本发明的双向加载又可包含双向同步加载和双向异步加载两种加载方式，采用本发明的测试装置可真实、全面地反映织物的强度性能；
2）借助单向换向器和双向换向器，可实现在一个方向上仅需设置一台电机进行动力输出，节约测试成本；
3）在每个轴向加载臂的方向设置直线导轨，确保铰接端头铰接处可将电机的转动动力稳定转换为该方向上两个轴向加载臂共线的直线运动；
4）通过设置光栅尺，使本测试装置还可在各种加载条件下测量材料的伸长率；
5）织物处设置的摄像头可即时捕捉织物在加载条件下的变形过程，为操作者提供较全面的织物变形参考依据。
附图说明
图1为实施例1所述的织物断裂强度测试装置的整体结构示意图；
图2为实施例1所述的双轴加载装置设置在底座上的结构示意图；
图3为实施例1所述的双轴加载装置的工作原理图；
图4为实施例1所述的夹持器的结构示意图；
图5为图4中夹持器在另一视图方向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，提供一种伞衣织物断裂强度测试装置，其包括长方体形底座1、双轴加载装置2和测试控制系统3，测试控制系统3设于底座1旁，测试控制系统为测试装置提供电气控制，如图2所示，双轴加载装置2包括设于底座1上的四根相互垂直的轴向加载臂21和控制轴向加载臂加载的动力机构，四根轴向加载臂21的延长线相交于一中心点，织物A放置于中心点处，织物A四周布设四个夹持器22用于夹持织物，每个夹持器22与相邻的轴向加载臂21连接且同轴设置。为便于对加载过程中的加载力进行测量，双轴加载装置2在同一轴线上的任一夹持器22与轴向加载臂21之间还设有高精度拉力传感器4，为确保高精度拉力传感器的测量精确性，高精度拉力传感器4与夹持器22及轴向加载臂21之间均通过铰接端头24铰接，该方向上的另一夹持器与对应轴向加载臂也通过铰接端头铰接。
本测试装置可四个轴向加载臂同时加载，也可一次只两个在同一直线上的轴向加载臂进行加载，操作者可根据需要自由选择，通过多种测试全面得到织物的强度性能。
铰接端头包括一个法兰连接端和铰接端，高精度力传感器两端铰接端头的法兰连接端分别与夹持器的连接法兰、轴向加载臂的法兰端相接，另一个铰接端头处的轴向加载臂法兰端还接有一个带铰接部的法兰盘，该铰接端头的法兰连接端与夹持器的连接法兰相接、铰接端则与法兰盘铰接。
织物呈“十”字状造型配合夹持器的装夹，夹持器22在四个方向张紧织物并夹紧，如图4和图5所示，夹持器22包括朝向轴向加载臂21的连接法兰221和与连接法兰相接的U型夹222，U型夹222内设有两端均安装在U型侧壁上的活动棒223和固定棒224，活动棒和固定棒之间具有微小间隙，活动棒一端伸出于U型侧壁外侧并连接有一个棘轮盘，棘轮盘处设有一个卡爪用于控制棘轮盘的转动方向，卡爪与一个换向柄225固定连接，U型夹该U型侧壁上设有封闭罩用于封闭棘轮盘，以防灰尘掉落，换向柄、卡爪和棘轮盘三者相当于一个棘轮结构，换向柄初始位置状态下卡爪对棘轮盘作转动方向限制；活动棒的另一端在U型侧壁外侧设有紧定调节螺钉226，活动棒内设有与紧定调节螺钉适配的螺纹孔，该U型侧壁上供紧定调节螺钉226穿过的孔为腰形孔，可供紧定调节螺钉作微小位置调整。织物安装过程为：先将织物A绕活动棒223若干圈至需要位置，待织物的四个方向分别用夹持器夹住后，旋紧夹持器上的紧定调节螺钉226以调节织物夹紧的位置和紧度；安装时如需反向调整或者试验结束后需要拆卸织物时可以将换向柄225拨至另一方向，同时转动紧定调节螺钉226即可。
具体地，同轴的两个轴向加载臂21由一个动力机构控制，轴向加载臂21为蜗杆，动力机构包括伺服电机231、与伺服电机相连的双向换向器232、与蜗杆配合的涡轮233、设于涡轮233和双向换向器232之间的至少一个单向换向器234，通过涡轮蜗杆的配合传动，将伺服电机231输出的动力转换为沿蜗杆方向对织物A形成的拉力，从而实现对织物的加载。结合底座为长方体形状，每个动力机构中需用到5个换向器，如图2和图3所示，需含有2个单向换向器，其中双向换向器的减速比为5，单向换向器的减速比为1。
每个伺服电机由一台变频器进行控制，如此使得相互垂直的轴向加载臂既可同步加载、也可异步加载，在同步加载时，织物四周方向上的移动速度一致，进行同步的加载和伸长。
本实施例根据涡轮蜗杆机构的选型需求，同时考虑换向器的功率损失，选用的伺服电机是功率为1kW的西门子伺服电机。
为配合轴向加载臂的位置布置，同时考虑到测试装置的整体美观感，本测试装置将底座1设为中空结构，动力机构收纳于底座中空结构内。
因夹持器22与轴向加载臂21之间具有铰接连接关系，为确保同一方向的两根轴向加载臂在发生位移时始终保持穿过织物中心，可在底座1上每根轴向加载臂21对应位置处设置直线导轨25，直线导轨25与轴向加载臂21平行，铰接端头24上设有与直线导轨25适配的滑块26，如此轴向加载臂21在发生传动位移时，只能沿直线导轨25滑移，不会偏离既定路径，确保对织物的拉力对称，以增进断裂强度的测试精准度。
底座1在轴向加载臂21处还设有用于放置杂物落入轴向加载臂上影响测试精度的保护罩27。
为对织物在拉伸状态下的伸长量进行测量，本测试装置还设有四个光栅尺5，每个光栅尺的光栅读数头设置在对应轴向加载臂处的底座上、标尺光栅则设置在对应轴向加载臂上，这四个光栅尺可分别测得织物四周方向上的拉伸长度，每个方向上的总拉伸量可通过相加得到，光栅尺能够精确测量织物的伸长量。
为便于观察织物在拉力作用下的变形情况，可在织物放置位置处设置高速摄像头6，高速摄像头可即时记录织物的变形全过程，操作者可对该过程随时回放，利于全面分析织物性能。底座1在靠近织物放置位置处设置有一根支撑杆7用于安装告诉摄像头。
本测试装置可分别用于测量和比较织物在单向加载和双向加载条件下的断裂强度和伸长率情况。
本测试装置不仅可针对伞衣织物进行测试，还可对其它各种需进行断裂强度测试和伸长率测试的织物进行试验。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种织物断裂强度测试装置，其特征在于，包括底座和双轴加载装置，双轴加载装置包括设于底座上的四根相互垂直的轴向加载臂和控制轴向加载臂加载的动力机构，四根轴向加载臂的延长线相交于一中心点，织物放置于中心点处，织物四周布设四个夹持器用于夹持织物，每个夹持器与相邻的轴向加载臂连接且同轴设置；同一轴线上的任一夹持器与轴向加载臂之间还设有力传感器，力传感器与夹持器及轴向加载臂之间均通过铰接端头铰接，另一夹持器与轴向加载臂通过铰接端头铰接。
2.根据权利要求1所述的织物断裂强度测试装置，其特征在于，同轴的两个轴向加载臂由一个动力机构控制，轴向加载臂为蜗杆，动力机构包括伺服电机、与伺服电机相连的双向换向器、与蜗杆配合的涡轮、设于涡轮和双向换向器之间的至少一个单向换向器。
3.根据权利要求1所述的织物断裂强度测试装置，其特征在于，底座为中空结构，动力机构设于底座中空结构内。
4.根据权利要求1所述的织物断裂强度测试装置，其特征在于，底座上在每根轴向加载臂对应位置处设有直线导轨，直线导轨与轴向加载臂平行，铰接端头上设有与直线导轨适配的滑块。
5.根据权利要求1所述的织物断裂强度测试装置，其特征在于，还包括四个光栅尺，每个光栅尺的光栅读数头设置在对应轴向加载臂处的底座上、标尺光栅设置在对应轴向加载臂上。
6.根据权利要求1所述的织物断裂强度测试装置，其特征在于，织物放置位置处还设有摄像头。
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