CN112540018B - 纤维毛丝收集装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维毛丝收集装置,该收集装置包括底座、上压块和两片收集片,在底座和上压块提供的稳定负荷下,纤维束水平穿过两片收集片,将纤维毛丝收集在收集片上,然后通过纤维通道穿出纤维毛丝收集装置完成毛丝收集工作。通过聚酯海绵片作为收集片,有效的收集纤维耐磨测试时产生的毛丝,使纤维束通过之后纤维束表面无明显毛丝,实现了良好的收集作用,为纤维耐磨测试评价提供了可靠数据。使用该装置,纤维毛丝收集方法操作简单,为纤维耐磨性评价方法研究及专用装置研制提供了基础。
Description
技术领域
本发明涉及材料测试技术领域,特别是涉及纤维毛丝收集装置及其使用方法。
背景技术
纤维复合材料因具有较好的力学强度与稳定性、可长期贮存等优点,近年来得到了迅速发展,尤其在航空航天、医疗、电子、机械等领域得到了越来越广泛的应用。其中,纤维的耐磨性对于纤维的应用有着相当重要的意义,它的准确表征有助于复合材料制品在设计过程中获得更准确的设计参数,得到性能优异的产品。目前针对纤维耐磨性测试中得到的纤维毛丝,并没有普遍适用且简单有效的收集装置。中国专利CN 105445131 A中公开了一种纤维丝束耐磨性能的测试方法及毛丝采集判定方法,该方法通过使纤维丝束通过夹角为60度的镀铬不锈钢细棒,在细棒前后都设置CCD相机测量毛丝量的变化值来采集毛丝数据。但该方法仍存在几点问题:(1)CCD相机只能观察到纤维束外表面的毛丝,无法检测到纤维束中的毛丝,且当纤维牵引速度较快时,CCD相机不能清晰观察到毛丝,从而导致测得的毛丝量不准确;(2)该装置测试得到的耐磨性数据为毛丝个数,有很大局限性,且肉眼清点个数的过程效率低下、易出错,可靠性较低;(3)该装置采用多个CCD相机,成本高、维护要求高。
查阅相关标准发现,中航复合材料有限责任公司标准Q/ZHFC 4403-2014评价方法采用的毛丝收集方式为:纤维束经过耐磨实验后,以15±2m/min的速度匀速经过两个夹持的聚氨酯海棉片之间,整个聚氨酯海棉片摩擦载荷为250g。该标准仅给出了毛丝收集方式,并未给出具体装置。
上述毛丝收集方式存在以下几个问题:1、其应用于纤维牵引速度和张力均较小的测试条件下,在评价方法研究过程中如果需要摸索较大牵引速度和张力,则收集片则可能发生褶皱或偏移,甚至被纤维牵引带走;2、在纤维被牵引过程中,海绵片上的载荷块可能发生跳动,导致海绵片承受载荷不稳定。
因此,急需开发一种适用范围广、毛丝量准确、操作简单、成本低的纤维毛丝收集装置,为纤维的耐磨性测试提供更准确的数据。
发明内容
本发明的目的是针对纤维耐磨性测试过程中纤维毛丝收集不充分、毛丝量数据不准确等缺陷,而提供一种纤维毛丝收集装置,该收集装置包括底座、上压块和两片收集片,在底座和上压块提供的稳定负荷下,纤维束水平穿过两片收集片,将纤维毛丝收集在收集片上,然后通过纤维通道穿出纤维毛丝收集装置完成毛丝收集工作。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
一种纤维毛丝收集装置,包括上压块、嵌套于所述上压块内的底座以及放置在底座(1)上受所述上压块挤压定位的两片收集片;
其中:所述上压块上形成有供所述底座插入的插槽,所述插槽与纤维束牵引方向相同,所述插槽的顶部形成一水平的下压面,所述底座的顶部形成一水平的上支撑面,两片收集片位于所述下压面和上支撑面之间,所述纤维从两片收集片之间水平穿过。
在上述技术方案中,所述底座在纤维束离去方向的端部固定有在水平方向限定所述上压块位置的挡台,所述挡台中部形成有供所述纤维束穿过的纤维通道。
在上述技术方案中,所述纤维毛丝收集装置还包括在垂直方向上的限位部,所述限位部包括形成在所述插槽槽壁底部的止口和形成在所述底座上的台阶,所述止口上表面至下压面之间的距离大于所述台阶至上支撑面之间的距离与两片收集片的厚度之和。
在上述技术方案中,所述上压块的上表面设置有凹陷的砝码放置平台。
在上述技术方案中,所述上支撑面的一边缘形成有圆弧面,该边缘与所述挡台相对。
在上述技术方案中,所述挡台的边缘形成圆弧倒角。
在上述技术方案中,所述底座的的截面为T型,所述挡台包括分别设置在所述底座一端两侧的直角块,两个直角块外侧壁之间的距离大于所述上压块的宽度。
在上述技术方案中,所述收集片为长方形大小相同的聚酯海绵片。
在上述技术方案中,所述底座的左右两侧面分别与所述插槽的左右两内壁间隙配合。
在上述技术方案中,还包括L型固定板,所述L型固定板的底部横板上设置有容纳所述T型底座底部的凹槽,所述L型固定板的底部设有固定螺母,以将所述所述T型底座固定在所述L型固定板上,所述L型固定板的竖直板上形成有条形孔以将所述L型固定板通过所述条形孔使用螺母固定在毛丝耐磨性测试装置上。
上述纤维毛丝收集装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,将底座插入上压块的插槽,使底座嵌套于所述上压块内,向上提起上压块;
步骤2,将两片收集片插入下压面和上支撑面之间的空隙,纤维束水平穿过两片收集片,并从纤维通道穿出,放下上压块将两片收集片压紧;
步骤3,水平拉动纤维束,两片收集片收集所述纤维束上脱落的毛丝。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明提供的纤维毛丝收集装置,通过聚酯海绵片作为收集片,有效的收集纤维耐磨测试时产生的毛丝,使纤维束通过之后纤维束表面无明显毛丝,实现了良好的收集作用,为纤维耐磨测试评价提供了可靠数据。
2.本发明提供的纤维毛丝收集装置,在毛丝收集过程中,纤维束仅与聚酯海绵片接触且聚酯海绵片平整无褶皱,纤维束通过聚酯海绵片后从纤维通道穿过,避免在平台上的磨损,纤维通道两端的挡台上设置圆弧倒角进一步的避免磨损,使耐磨测试结果更精准。
3.通过特殊结构的底座和上压块设计,避免了测试过程中上压块的跳动,保证了聚酯海绵片承受稳定载荷,通过在上压块上放置砝码,可实现载荷的调节。
4.使用本发明提供的纤维毛丝收集装置,纤维毛丝收集方法操作简单,为纤维耐磨性评价方法研究及专用装置研制提供了基础。
附图说明
图1所示为纤维毛丝收集装置的结构示意图。
图2所示为L型固定板的正视图。
图3所示为L型固定板的侧视图。
图中:1-底座,2-上压块,3-收集片,4-插槽,5-下压面,6-上支撑面,7-挡台,8-纤维通道,9-止口,10-台阶,11-砝码放置平台,12-圆弧面,13-圆弧倒角,14-固定螺母,15-条形孔,16-凹槽。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种纤维毛丝收集装置,包括上压块2、嵌套于所述上压块2内的底座1以及放置在底座1上受所述上压块2挤压定位的两片收集片3;
其中:所述上压块2上形成有供所述底座1插入的插槽4,所述插槽4与纤维束牵引方向相同,所述插槽4的顶部形成一水平的下压面5,所述底座1的顶部形成一水平的上支撑面6,两片收集片3位于所述下压面5和上支撑面6之间,所述纤维从两片收集片3之间水平穿过。
所述下压面5和上支撑面6表面水平光滑,之间存在2-15mm的间隙,保证了收集片有相应空间放置,且放置时平整无褶。
所述底座1与插槽4的配合避免了测试过程中上压块跳脱,保证了收集片3承受稳定载荷。
所述底座1和所述上压块2的材质为铝合金、钢、尼龙或聚四氟乙烯。上述几种材质表面光滑,可避免纤维束的磨损。
上述纤维毛丝收集装置的使用方法,包括以下步骤:
步骤1,将底座1插入上压块2的插槽4,使底座1嵌套于所述上压块2内,向上提起上压块2;
步骤2,将两片收集片3插入下压面5和上支撑面6之间的空隙,纤维束水平穿过两片收集片3,并从纤维通道8穿出,放下上压块2将两片收集片3压紧;
步骤3,水平拉动纤维束,两片收集片3收集所述纤维束11上脱落的毛丝。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上介绍其优选结构。
作为优选方式,所述底座1在纤维束离去方向的端部固定有在水平方向限定所述上压块2位置的挡台7,所述挡台7中部设置有供所述纤维束穿过的纤维通道8。
所述挡台7高2-15mm,且挡台7的高度大于下压面5和上支撑面6之间的间隙高度,可防止上压块穿过挡台7。所述纤维通道8的宽度为5-20mm,纤维通道保证了纤维束正常通过。
挡台7防止上压块2或收集片3在较大牵引力和牵引速度时发生水平位移,防止收集片3发生褶皱或便宜甚至被纤维束牵引带走。
作为优选方式,所述纤维毛丝收集装置还包括在垂直方向上的限位部,所述限位部包括形成在所述凹槽4槽壁底部的止口9和形成在所述底座1上的台阶10,所述止口9上表面至下压面之间的距离大于所述台阶10至上支撑面6之间的距离与两片收集片3的厚度之和。即止口9上表面与台阶10的下表面接触时,下压面5和上支撑面6之间存在间隙,间隙大小为2-15mm,该间隙用于放置两片收集片3。由于所述止口9上表面至下压面之间的距离大于所述台阶10至上支撑面6之间的距离与两片收集片3的厚度之和1-2mm,在此范围内,可有效防止上压块的跳动,且其轻微跳动可忽略不计,不影响其载荷大小。
作为优选方式,所述上压块2的上表面设置有凹陷的砝码放置平台11。所述砝码放置平台11长20mm,宽20mm,砝码放置平台11可放置多种规格砝码(5g至2000g),可实现载荷的调节,保证了评价研究中多种载荷条件的探索。
作为优选方式,所述上支撑面的一边缘形成有圆弧面12,该边缘在纤维束运动的方向上与所述挡台7相对,可防止纤维束在上支撑面上的磨损,毛丝数量。
作为优选方式,所述挡台7的边缘形成圆弧倒角13,进一步的减少纤维束通过时的磨损。
作为优选方式,所述底座1的形状为T型,所述挡台7为分别设置在所述底座1一端两侧的直角块,所述挡台7的宽度大于所述上压块2的宽度。
作为优选方式,所述收集片3为长方形大小相同的聚酯海绵片。技术人员通过尝试多种厚度及孔洞尺寸的聚氨酯海绵片、聚酯纤维毡以及聚酯海绵片作为收集片。通过实验发现,聚氨酯海绵片易发生磨损,聚酯纤维毡在测试过程中自身会发生掉毛现象,从而影响测试结果。聚酯海绵片的毛丝收集效果相对较好,通过聚酯海绵片后纤维样品表面无明显毛丝,且聚酯海绵不掉毛,不易褶皱,厚度适中,裁切方便。因此,最终选择聚酯海绵片作为收集片。
实施例3
本实施例是在实施例1和实施例2的基础上介绍其固定板。
如图2所示,还包括L型固定板,所述L型固定板的底部横板上设置有容纳所述T型底座1底部的凹槽16,所述L型固定板的底部设有固定螺母14,以将所述所述T型底座1固定在所述L型固定板上,所述L型固定板的竖直板上形成有条形孔15以将所述L型固定板通过所述条形孔15使用螺母固定在毛丝耐磨性测试装置上。
为了易于说明,实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位),这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种纤维毛丝收集装置,其特征在于,包括上压块(2)、嵌套于所述上压块(2)内的底座(1)以及放置在底座(1)上受所述上压块(2)挤压定位的两片收集片(3);
其中:所述上压块(2)上形成有供所述底座(1)插入的插槽(4),所述插槽(4)与纤维束牵引方向相同,所述插槽(4)的顶部形成一水平的下压面(5),所述底座(1)的顶部形成一水平的上支撑面(6),两片收集片(3)位于所述下压面(5)和上支撑面(6)之间,所述纤维从两片收集片(3)之间水平穿过;
所述底座(1)在纤维束离去方向的端部固定有在水平方向限定所述上压块(2)位置的挡台(7),所述挡台(7)中部形成有供所述纤维束穿过的纤维通道(8);所述挡台(7)的边缘形成圆弧倒角(13);
所述纤维毛丝收集装置还包括在垂直方向上的限位部,所述限位部包括形成在所述插槽(4)槽壁底部的止口(9)和形成在所述底座(1)上的台阶(10),所述止口(9)上表面至下压面之间的距离,相比于所述台阶(10)至上支撑面(6)之间的距离与两片收集片(3)的厚度之和,大于1-2mm;
所述收集片(3)为长方形大小相同的聚酯海绵片。
2.如权利要求1所述的纤维毛丝收集装置,其特征在于,所述上压块(2)的上表面设置有凹陷的砝码放置平台(11)。
3.如权利要求2所述的纤维毛丝收集装置,其特征在于,所述上支撑面的一边缘形成有圆弧面(12),该边缘与所述挡台(7)相对。
4.如权利要求2所述的纤维毛丝收集装置,其特征在于,所述底座(1)的截面为T型,所述挡台(7)包括分别设置在所述底座(1)一端两侧的直角块,两个直角块外侧壁之间的距离大于所述上压块(2)的宽度。
5.如权利要求1所述的纤维毛丝收集装置,其特征在于,所述收集片(3)为长方形大小相同的聚酯海绵片。
6.如权利要求1所述的纤维毛丝收集装置,其特征在于,所述底座(1)的左右两侧面分别与所述插槽(4)的左右两内壁间隙配合。
7.如权利要求4所述的纤维毛丝收集装置,其特征在于,还包括L型固定板,所述L型固定板的底部横板上设置有容纳所述T型底座(1)底部的凹槽(16),所述L型固定板的底部设有固定螺母(14),以将所述T型底座(1)固定在所述L型固定板上,所述L型固定板的竖直板上形成有条形孔(15)以将所述L型固定板通过所述条形孔(15)使用螺母固定在毛丝耐磨性测试装置上。
8.如权利要求1-7任一项所述的纤维毛丝收集装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,将底座(1)插入上压块(2)的插槽(4),使底座(1)嵌套于所述上压块(2)内,向上提起上压块(2);
步骤2,将两片收集片(3)插入下压面(5)和上支撑面(6)之间的空隙,纤维束水平穿过两片收集片(3),并从纤维通道(8)穿出,放下上压块(2)将两片收集片(3)压紧;
步骤3,水平拉动纤维束,两片收集片(3)收集所述纤维束(11)上脱落的毛丝。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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