CN113029721B - 纤维燃烧试样制备机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种纤维燃烧试样制备机，包括分别位于左右两侧的同步试样夹和加捻试样夹以及用于安装金属丝辊的丝辊支架；还包括左右走向的导向杆、丝杠以及与丝杠传动连接并可沿导向杆滑动的移动台架；移动台架内端分别连接有试样托架和阻尼器托环，试样托架上开设有托架穿丝孔；还包括两端分别为大端口和小端口的阻尼器，阻尼器小端口用于约束所述纤维纱条但允许纤维纱条沿该小端口的孔壁滑动；阻尼器上开设有阻尼器穿丝孔；阻尼器与阻尼器托环之间设有锁止机构。本发明主要通过电机驱动纱条旋转加捻以及金属丝包绕固定，每一试样制备操作条件一致，成品一致性得到保证。

Description

纤维燃烧试样制备机

技术领域

本发明涉及一种用于制备纤维燃烧试样的机器。

背景技术

火灾危及人民生命财产、破坏经济建设，严重影响人们正常的工作、生活，造成巨大的经济损失和人身伤亡。发生火灾的原因很多，为减少由纺织品造成的火灾，也给防护材料提供依据，研究纺织阻燃技术，开发、使用阻燃纺织品，阻燃性能测试是业界人士面对课题。预防火灾要抓在源头，火灾防护措施也需要对相关纤维的燃烧性能进行测试，纤维燃烧性能关系到其纱线、织造物及衣物等成品阻燃性能的基础指标。

将纤维制成条状通过金属丝对其进行固定制成的试样为纤维燃烧试样，然后把制成后的试样放到燃烧试验箱中按照规定的方法进行燃烧性能测试。

目前，在进行该项目试样制备时，一般通过人工操作完成，其主要缺陷在于：效率低下，而且人工操作不够规范，不同操作者甚至同一操作者加工的试样差异较大，这些差异主要体现在加捻强度、加捻均匀度、试样密度、试样密度均匀度以及试样表面毛羽（指未贴服于试样主体的纤维端头）数量和形态方面等，而这些因素都会影响燃烧性能测试结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种纤维燃烧试样制备机，通过机械化方式制备规范且一致的纤维燃烧试样，制备的试样均匀度更好且试样表面毛羽更少。

本发明的技术方案如下：

一种纤维燃烧试样制备机，包括机架，其特征在于：机架上固定安装有分别位于左右两侧的由同步电机驱动旋转的同步试样夹和由加捻电机驱动旋转的加捻试样夹，其中同步试样夹开设有同步夹穿丝孔；还包括固定安装在所述机架上用于安装金属丝辊的丝辊支架；所述机架上还固定安装有左右走向的导向杆和由移动电机驱动旋转的丝杠；还包括与所述丝杠传动连接并可沿导向杆滑动的移动台架；移动台架内端分别连接有试样托架和阻尼器托环，其中试样托架的外端部作为纤维纱条的依靠部位用于抵住纤维纱条并且试样托架上开设有托架穿丝孔；还包括两端分别为大端口和小端口的阻尼器，阻尼器从内测穿过所述阻尼器托环且大端口朝向同步试样夹、小端口朝向加捻试样夹；所述小端口用于约束所述纤维纱条但允许纤维纱条沿该小端口的孔壁滑动；阻尼器上开设有阻尼器穿丝孔；阻尼器与阻尼器托环之间设有锁止机构；还包括控制系统和与所述控制系统相连接的限位感应装置；所述限位感应装置用于检测移动台架是否到达沿导向杆移动的极限位置；所述同步电机、加捻电机和移动电机均与所述控制系统相连接。

优选地，加捻金属丝时，从所述金属丝辊引出的金属丝端头依次穿过张力机构的张力孔、托架穿丝孔、阻尼器穿丝孔后由阻尼器大端口引出，引出后穿入同步夹穿丝孔。

优选地，移动台架上固定安装有带有用于穿过金属丝的张力孔的张力机构。

进一步优选地，张力机构连接有张力调节柄用于调节所述金属丝的张力大小。

优选地，所述锁止机构包括与阻尼器托环相铰接的阻尼器定位销，阻尼器外侧开设有用于容置该卡块的卡接槽；当阻尼器定位销卡入该卡接槽中时，阻尼器不能转动。

本发明的积极效果在于：

第一、本发明在纤维纱条的加捻制备过程中，使用了特殊结构的阻尼器，阻尼器小出端口用于接触纤维纱条但允许纤维纱条沿该小端口的孔壁滑动，滑动过程中不仅能够使样品粗细均匀度得到有效改善，而且能够捋顺纤维纱条表面毛羽。捋顺纤维纱条表面毛羽的目的是：燃烧试验中试样处于悬垂状态引着燃烧，如果样品表面毛羽过多，易于导致爆燃，无法获得理想的测试效果。

第二、本发明主要通过电机驱动纤维纱条旋转加捻，加捻的捻数可以通过设定加捻电机每分钟转速完成。

第三、纤维纱条加捻完成后，夹入同步电机和加捻电机的试样夹之间相向运转，纤维纱条在捻度无变化的条件下进行耐热金属丝包绕固定，保证纤维纱条捻度无变化的基础是同步电机和加捻电机的相向运转要同步，同步是在计算机的控制下完成。

第四、加捻后的纤维纱条用耐热金属丝包绕固定，金属丝包绕纤维纱条的密度和均匀度可以通过设定移动平台的移动速度—移动电机每分钟转速完成；

第五、用耐热金属丝包绕固定的纤维纱条紧度可以通过调节张力装置的张力调节杆完成；

第六、通过采取了阻尼器、加捻电机转速调节、移动电机转速调节、同步电机和加捻电机的相向同步运转的配合完成每一试样制备，操作条件一致，试样一致性得到了保证。

第七、本发明采用了控制系统与限位感应装置，限位感应装置可以自动感应移动台架是否到达始位或终位，控制系统能够根据限位感应装置的信号控制电机动作，二者结合使得设备具有较高的自动化程度。

第八、金属丝在开始包绕纤维纱条时，会在纤维纱条开始端平行包绕多圈捆扎头，然后在结束端也会平行包绕多圈捆扎头，而圈数均可设定。

第九：试样制备机的所有参数均可通过触屏显示器设定：用以完成在规定试样长度下的纤维纱条捻度、金属丝的端头捆扎圈数、金属丝的包绕密度。可通过张力机构调整金属丝包绕纤维纱条的紧度。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中，1-同步电机，2-第一固定板，3-同步试样夹，4-导向杆，5-第二固定板，6-丝杠，7-终位传感器，8-张力调节柄，9-移动台架，10-终位感应块，11-金属丝辊，12-丝辊支架，13-金属丝，14-始位感应块，15-始位传感器，16-移动电机，17-机架，18-加捻电机，19-第三固定板，20-加捻试样夹，21-第四固定板，22-纤维纱条，23-托架穿丝孔，24-张力机构，25-试样托架，26-连接架，27-阻尼器穿丝孔，28-阻尼器托环，29-阻尼器，30-阻尼器定位销，31-同步夹穿丝孔，32-接口电路，33-控制器，34-触屏显示器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步说明本发明。

如图1，作为本发明实施例的纤维燃烧试样制备机，包括机架17，机架17上固定安装有分别位于左右两侧的第一固定板2和第三固定板19，其中第一固定板2外侧固定安装有同步电机1，第一固定板2内侧安装有与所述同步电机1传动连接的同步试样夹3，同步试样夹3带有用于夹持样品端部的钳口且开设有同步夹穿丝孔31。第三固定板19外侧固定安装有加捻电机18，第三固定板19内侧安装有与所述加捻电机18传动连接并用于夹持样品端部的钳口的加捻试样夹20。

所述机架17上还固定安装有分别位于左右两侧的第二固定板5和第四固定板21。其中第四固定板21外侧固定安装有移动电机16，第二固定板5和第四固定板21之间分别固定安装有作为移动台架9导轨的导向杆4和与所述移动电机16传动连接的丝杠6。

所述纤维燃烧试样制备机还包括与所述丝杠6传动连接并可沿导向杆4滑动的移动台架9。移动电机16通过驱动所述丝杠6旋转带动移动台架9沿导向杆4左右滑动。

所述纤维燃烧试样制备机移动台架9外侧安装固定的丝辊支架12，丝辊支架12用于安装金属丝辊11，在移动台架9上还安装有三个张力孔的张力机构24。张力机构24的三个张力孔的中间孔有张力调节柄8，通过张力调节柄8改变孔位用于调节所述金属丝13的张力大小。移动台架9内端通过连接架26分别连接有试样托架25和阻尼器托环28。其中试样托架25的外端部作为纤维纱条22的依靠部位，在试样托架25上开设有托架穿丝孔23，纤维纱条22在包绕金属丝13时，用于抵住纤维纱条22。

所述纤维燃烧试样制备机还包括两端分别为大端口和小端口的阻尼器29，阻尼器29从内测穿过所述阻尼器托环28且大端口朝向同步试样夹3、小端口朝向加捻试样夹20。所述小端口用于约束所述纤维纱条22但允许纤维纱条22沿该小端口的孔壁滑动，目的是滑动过程中使样品粗细更均匀且捋顺纤维纱条表面毛羽。所述同步试样夹3的钳口、加捻试样夹20的钳口以及所述小端口的中心点处于同一条直线，该直线作为纤维纱条22的运行轨迹轴线。阻尼器29上开设有阻尼器穿丝孔27。阻尼器托环28上铰接有阻尼器定位销30，阻尼器29外侧开设有用于容置该卡块的卡接槽。当阻尼器定位销30卡入该卡接槽中时，阻尼器29不能转动，当解除阻尼器定位销30时，在所述小端口内壁与纤维纱条22相互摩擦力作用下阻尼器29随纤维纱条22同步转动。

纤维纱条22加捻完毕，拉紧纤维纱条22尾端被同步试样夹3夹住，掀起阻尼器定位销30解除定位，包绕金属丝前，从所述金属丝辊11引出的金属丝端头依次穿过张力机构24的3个张力孔、托架穿丝孔23、阻尼器穿丝孔27后由阻尼器大端口引出，引出后穿入同步夹穿丝孔31。

仍如图1，制备机还包括控制系统和与所述控制系统相连接的限位感应装置。

具体的，所述控制系统包括控制器33、接口电路32和触屏显示器34。控制器33与接口电路32及触屏显示器34分别相连接。所述限位感应装置包括安装在移动台架9上的始位感应块14和终位感应块10，还包括安装在机架17上的始位传感器15和终位传感器7。始位传感器15与始位感应块14相对应动作，终位传感器7与终位感应块10相对应动作。

各传感器和电机均通过接口电路32与控制器33相连接。控制器33用于控制各电机动作。进一步的，控制器33还可以根据各传感器的检测信号做出逻辑判断，实现自动化控制：移动台架9行走时，当始位传感器15感应到始位感应块14，输出始位到达信号；当终位传感器7感应到终位感应块10，输出终位到达信号。控制器33接收到始位到达信号或终位到达信号后，控制当前工作的电机停止旋转，等待进入下一步工序。

操作者可以通过触屏显示器34控制和获取当前的工作状态，还可以为控制器33设定参数，或进行控制操作。

以下是本发明设备的运行举例。

试验准备

在试验前需把阻尼器29放入阻尼器托环28中，阻尼器29的卡接槽对准阻尼器定位销30，让阻尼器定位销30入卡接槽定位。

将金属丝辊11装入丝辊支架12。通过由三个张力孔构成的张力机构24，把金属丝13头部从三个张力孔中由近及远依次贯穿后进入托架穿丝孔23中并掰向托架穿丝孔23后侧临时固定，下压张力调节柄8可增加张力，张力根据试样绕丝松紧决定，张力调好旋紧旋钮。

试样加捻

仪器准备试验移动台架9自动位于初始位置：始位感应块14进入始位传感器15控制位。

取一段长度适中的纤维纱条22，将其端头捻细从阻尼器29大口送入、小口拖出，然后将该端头固定到加捻试样夹20的钳口中，旋紧加捻旋钮夹紧该端头。

加捻电机18和移动电机16同时运行，加捻电机18带动加捻试样夹20旋转实施纤维纱条22加捻，移动电机16随着移动台架9的运行增加加捻后纤维纱条22长度，移动台架9的终位感应块10进入终位传感器7控制位时，纤维纱条22加捻到达试样长度后停止。

包绕金属丝

将加捻后的纤维纱条22尾端夹入同步试样夹3的钳口，牵引临时固定在托架穿丝孔23上的金属丝端头，从阻尼器穿丝孔27穿入、阻尼器大口引出后穿入同步夹穿丝孔31，穿出来的端头掰向异向固定。打开阻尼器定位销30使阻尼器29与阻尼器托环28脱离；加捻电机18和同步电机1分别带动加捻试样夹20和同步试样夹3相向同步旋转，金属丝13被包绕在加捻后的纱条上，移动台架9到达起始位置自动停止。金属丝13在开始包绕纤维纱条22时，纤维纱条22在加捻试样夹20和同步试样夹3的夹持下相向同步旋转，而移动台架9静止不动，金属丝13会在包绕始端平行包绕1圈~10圈范围的可设定圈数，然后移动台架9移动，金属丝13则根据设定密度包绕纤维纱条22，包绕到始位感应块14进入始位传感器15控制位时，移动台架9移动结束，而纤维纱条22在加捻试样夹20和同步试样夹3的夹持下仍然相向同步旋转，金属丝13会在包绕结束端平行包绕1圈~10圈范围的可设定圈数停止。

取下试样，将试样头、尾两端金属丝外侧适当部位剪断，取下试样。然后，清理两侧试样夹中残样端头，准备下一试样制备。

移动台架作用

移动台架9，移动台架9的作用1为纤维纱条加捻提供均匀的渐加长度过程：带动安装在移动台架9上的阻尼器托环28匀速运行，阻尼器托环28上装有阻尼器29，纤维纱条22穿过阻尼器29完成始位传感器15至终位传感器7之间长度的试样加捻。移动台架9的作用2是金属丝13可随移动台架9同步运行、包绕力度（张力大小决定包绕力度）可调的均匀的包绕在纤维纱条22的外表，纤维纱条22加捻完毕移动台架在：在移动台架9上安装有丝辊支架12，丝辊支架12上安装有可转动的金属丝辊11，金属丝辊11上的金属丝13端头通过安装在移动台架9上的张力机构24不同位置的3个孔后进入安装在移动台架9上的试样托架25的托架穿丝孔23，从阻尼器穿丝孔27穿入、阻尼器大口引出后穿入同步夹穿丝孔31，穿出来的端头掰向异向固定，然后对纤维纱条22进行金属丝13包绕。

Claims (3)

1.一种纤维燃烧试样制备机，包括机架（17），其特征在于：机架（17）上固定安装有分别位于左右两侧的由同步电机（1）驱动旋转的同步试样夹（3）和由加捻电机（18）驱动旋转的加捻试样夹（20），其中同步试样夹（3）开设有同步夹穿丝孔（31）；还包括固定安装在所述机架（17）上用于安装金属丝辊（11）的丝辊支架（12）；所述机架（17）上还固定安装有左右走向的导向杆（4）和由移动电机（16）驱动旋转的丝杠（6）；还包括与所述丝杠（6）传动连接并可沿导向杆（4）滑动的移动台架（9）；移动台架（9）内端分别连接有试样托架（25）和阻尼器托环（28），其中试样托架（25）的外端部作为纤维纱条（22）的依靠部位用于抵住纤维纱条（22）并且试样托架（25）上开设有托架穿丝孔（23）；还包括两端分别为大端口和小端口的阻尼器（29），阻尼器（29）从内测穿过所述阻尼器托环（28）且大端口朝向同步试样夹（3）、小端口朝向加捻试样夹（20）；所述小端口用于约束所述纤维纱条（22）但允许纤维纱条（22）沿该小端口的孔壁滑动；阻尼器（29）上开设有阻尼器穿丝孔（27）；阻尼器（29）与阻尼器托环（28）之间设有锁止机构；还包括控制系统和与所述控制系统相连接的限位感应装置；所述限位感应装置用于检测移动台架（9）是否到达沿导向杆（4）移动的极限位置；所述同步电机（1）、加捻电机（18）和移动电机（16）均与所述控制系统相连接；移动台架（9）上固定安装有带有用于穿过金属丝（13）的张力孔的张力机构（24）；加捻金属丝时，从所述金属丝辊（11）引出的金属丝端头依次穿过张力机构（24）的张力孔、托架穿丝孔（23）、阻尼器穿丝孔（27）后由阻尼器大端口引出，引出后穿入同步夹穿丝孔（31）。

2.如权利要求1所述的纤维燃烧试样制备机，其特征在于：张力机构（24）连接有张力调节柄（8）用于调节所述金属丝（13）的张力大小。

3.如权利要求1所述的纤维燃烧试样制备机，其特征在于：所述锁止机构包括与阻尼器托环（28）相铰接的阻尼器定位销（30），阻尼器（29）外侧开设有用于容置阻尼器定位销（30）的卡接槽；当阻尼器定位销（30）卡入该卡接槽中时，阻尼器（29）不能转动。

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