CN116793851A - 一种无纺布拉伸强度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及布料特性测试装置领域，其具体公开一种无纺布拉伸强度测试装置，包括机台以及一对试样载台，所述设置在机台上，每个所述试样载台上均设置有用于卷绕固定试样的绕辊，还包括：引导机构，其包括一对传动齿条以及与该一对传动齿条均相啮合的中介齿轮；一对传动齿条可移动地设置在机台的底部，所述一对传动齿条的上部一对一地连接至所述一对试样载台；锁定机构，所述锁定机构包括沿拉伸方向上排列在机台上的若干个第一棘齿以及设置在至少一传动齿条上的限位齿，所述限位齿配置为能够弹性地卡入所述若干个第一棘齿的齿间隙中。本实施例中的无纺布拉伸强度测试装置能够防止试样在被拉伸至断裂高峰的过程中出现回退现象的优点。

Description

一种无纺布拉伸强度测试装置

技术领域

本发明涉及布料特性测试装置领域，尤其涉及一种无纺布拉伸强度测试装置。

背景技术

YG026电子织物强力机是现有的对无纺布试样进行规定拉伸测试的机型，该机型一般是采用沿纵向布置的滚珠丝杠以及对称的光轴来进行传动，控制夹具的移动，采用等速拉伸的方式记录试样的断裂拉伸强度、断裂伸长以及其它各项拉伸指标。该机型在测试断裂强度时存在如下缺陷，即在沿纵向垂直布置的滚珠丝杠上，夹具螺母座由于存在自身惯性力且其摩擦角小于丝杠螺旋角，因此自锁能力较差，则容易导致试样在断裂高峰时夹具螺母座由于无法准确锁定自身的位置而出现回退现象，从而导致测试出的断裂拉伸长度误差较大。

对此，有申请人提出了公开号为CN215296946U，公开日为2021-05-17的中国专利，其具体公开了一种无纺布拉伸强度测试装置,该测试装置具体包括底座和一对支撑杆，底座的顶部设有沿底座长度方向伸展的滑槽，支撑杆的底部设有滑块，滑块适配地在滑槽内滑动，滑块之间设有第一气缸，第一气缸的缸底及第一气缸的推杆分别且一一对应地与一对滑块固定连接。该方案是通过一对绕辊的作用，使得无纺布处于水平的张紧状态，通过第一气缸动作增大两个滑块之间的距离，使得无纺布处于拉伸状态，从而测试出无纺布的拉伸强度，在一定程度上克服了现有YG026机型中夹具在断裂高峰时由于无法准确锁定自身位置而出现回退现象的问题。

然而其在使用过程中也存在潜在的缺陷，如图7所示，一者通过气缸直接顶推承载试样的滑块，随着试样拉力的增加，滑块难以保持匀速移动，也即拉伸速度会发生变化，而拉伸速度的变化，其力学行为也将发生改变，一般情况下，拉伸速度快应力和拉伸强度增大，而断裂伸长率将减小，只有拉伸速度相同时，测试数据才具有可比性，因此上述方案中的测试装置其测试结果偏差较大。二者绕辊上的试样在达到断裂高峰时会受到较大的拉力，高强度无纺布在断裂高峰时的拉力范围可达到5KN以上，而在上述测试装置中拉力完全是由支撑杆上部的绕辊承受，第一气缸的推力则是由支撑杆下部的滑块承受，如此则第一气缸的推力和试样的拉力会使得支撑杆以及其底部的滑块受到向拉力侧翻转的力矩，因此支撑杆及其滑块存在倾覆的风险，安全性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，而提供一种无纺布拉伸强度测试装置，该测试装置不仅具有能够防止试样在被拉伸至断裂高峰的过程中出现回退现象，而且能够保持试样在测试时始终处于等速拉伸的状态，使得测试精度较高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种无纺布拉伸强度测试装置，包括机台以及一对试样载台，所述一对试样载台以彼此间能够相对移动的方式设置在机台上，每个所述试样载台上均设置有用于卷绕固定试样的绕辊，还包括：引导机构，其包括一对传动齿条以及与该一对传动齿条均相啮合的中介齿轮；所述一对传动齿条可移动地设置在机台的底部且两个传动齿条移动方向相反，所述一对传动齿条的上部一对一地连接至所述一对试样载台；驱动部件，其适于以恒定的速度驱动所述中介齿轮转动；以及锁定机构，所述锁定机构包括沿拉伸方向上排列在机台上的若干个第一棘齿以及设置在至少一传动齿条上的限位齿，所述限位齿配置为能够弹性地卡入所述若干个第一棘齿的齿间隙中，以限制所述至少一传动齿条朝向背离拉伸的一侧移动但允许其朝向拉伸的一侧移动。

在上述方案中，通过驱动部件以恒定的速度驱动中介齿轮转动，进而驱动两个传动齿条向拉伸侧移动，进而通过试样载台上的绕辊对试样施加拉伸力，一方面能够实现对试样的等速拉伸，另一方面通过由一对传动齿条以及与该二者相啮合的中介齿轮组成的引导机构，引导试样载台在拉伸方向上移动，齿轮齿条定位精度较高，相比于现有技术该装置能够更加精准地确定试样载台的位置，进而确定试样的拉伸长度。

通过由限位齿以及若干个第一棘齿组成的锁定机构，能够限制对应的传动齿条朝向背离拉伸的一侧移动，进而限制对应的试样载台朝向背离拉伸的一侧移动，进而限制试样在逐渐被拉伸至断裂高峰的过程中朝向背离拉伸的一侧移动。另外，在试样断裂的瞬间通过快速制动驱动部件能够及时限制住传动齿条朝向拉伸一侧的移动，进而限制住试样载台朝向拉伸一侧的移动。也即该测试装置能够有效地防止试样在被拉伸至断裂高峰的过程中出现回退现象，同时防止试样在断裂的瞬间出现惯性前移，也即能够准确地记录下试样的拉伸位置及断裂位置，提高了断裂测试的准确性。

为优化上述技术方案，还采取如下技术措施：

作为优选的实施方式，所述锁定机构还包括安装座、伸缩柱以及第一推簧，所述伸缩柱的顶部连接在安装座上，所述限位齿安装在伸缩柱的底部，所述第一推簧连接在限位齿与安装座之间，且该第一推簧适于顶推所述限位齿以使其结合在对应的若干个第一棘齿的齿间隙中。

作为优选的实施方式，每个所述试样载台上均设置有用于安装对应绕辊的安装立板，所述机台上沿拉伸方向上设置有测量导框，所述安装立板可滑动地连接在测量导框内。

作为优选的实施方式，还包括侧向支撑机构，所述侧向支撑机构包括侧向支撑杆以及若干个第二棘齿，所述侧向支撑杆的一端转动连接在对应的安装立板上，所述侧向支撑杆的另一端设置有限位棘爪，所述测量导框内设置有若干个第二棘齿，所述限位棘爪配置为能够弹性地卡入若干个第二棘齿的齿间隙中，以限制所述侧向支撑杆朝向背离拉伸的一侧移动但允许其朝向拉伸的一侧移动。

在这一优选的方案中，通过由侧向支撑杆、限位棘爪以及若干个第二棘齿组成的侧向支撑机构，在断裂高峰时，若试样带动安装立板朝向背离拉伸的一侧侧倾时，则由于限位棘爪被卡入第二棘齿的齿间隙中，由安装立板、侧向支撑杆以及测量导框能够组成稳定的三角形支撑结构，从而平衡过大的倾覆力矩，以保证装置的安全性。

作为优选的实施方式，所述侧向支撑机构还包括第二推簧，所述第二推簧设置在对应的安装立板与侧向支撑杆之间，所述第二推簧适于顶推所述限位棘爪以使其结合在对应的若干个第二棘齿的齿间隙中。

作为优选的实施方式，每个所述试样载台的底部均具有相对布置的衔接部以及平衡滑块，所述衔接部用于连接对应的传动齿条，所述机台上具有适配对应平衡滑块的侧滑槽。

作为优选的实施方式，每个所述绕辊均由一预载电机拖动。通过该预载电机的设置能够对绕辊间的试样施加预张力，使得施加预张力的操作比较方便。

作为优选的实施方式，所述驱动部件采用具有恒定速度模式的伺服电机。通过该伺服电机的设置能够实现以恒定速度对试样进行拉伸测试，同时也能够通过制动该伺服电机进而同步地锁定两个传动齿条的位置，从而锁定试样载台以及绕辊上试样的位置，从而使得测试过程更加可靠。

作为优选的实施方式，每个所述第一棘齿均具有光滑的齿形面以及与该齿形面相连接的背部连接面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1是实施例一的总体结构示意图；

图2是实施例一的侧视结构示意图，其中局部放大a处；

图3是实施例一的底部结构示意图；

图4是实施例一的顶部结构示意图，省略了预载电机及其相关结构；

图5是图4中A-A部的剖面示意图；

图6是图4中B-B部的剖面示意图；

图7是现有技术的结构示意图。

附图标记：

机台1；支撑腿11；上导槽12；试样载台13；衔接部131；平衡滑块132；侧滑槽133；刻度条134；安装立板14；绕辊15；辊筒151；夹持杆152；预载电机153；连接孔16；下导槽2；传动齿条21；中介齿轮22；制动电机23；锁定机构3；第一棘齿31；安装座32；伸缩柱33；第一推簧34；调节螺杆35；预装螺栓351；限位齿36；测量导框4；支撑底板5；侧向支撑机构6；第二棘齿61；侧向支撑杆62；限位棘爪63；连接板64；第二推簧65；试样8。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

除非另作定义，本专利文件中所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

请参阅图1至3，本实施例提供一种无纺布拉伸强度测试装置，包括机台1以及一对试样载台13，一对试样载台13以彼此间能够相对移动的方式设置在机台1上。具体地，机台1的底部设置有支撑腿11，机台1的上部设置上导槽12，两个试样载台13均可移动地连接在上导槽12内。每个试样载台13上均设置有用于卷绕固定试样8的绕辊15，具体地，每个绕辊15均包括辊筒151以及设置在辊筒151上的夹持杆152，通过夹持杆152将试样8的一端夹持固定在辊筒151上，每个绕辊15均由一预载电机153拖动，通过该预载电机153的设置能够对绕辊15间的试样8施加预张力，从而在拉伸开始前可以使得试样8处于伸直张紧的状态，避免拉伸测试时出现空行程，所谓空行程即载台在移动但此时的试样还处于未被拉伸的状态，预载电机153可以选用定位精度较高的伺服电机，在此不作赘述。

参考图3所示，本实施例中，该测试装置还包括：引导机构、驱动部件23以及锁定机构3，其中引导机构包括一对传动齿条21以及与该一对传动齿条21均相啮合的中介齿轮22，一对传动齿条21可移动地设置在机台1的底部且两个传动齿条21移动方向相反，一对传动齿条21的上部一对一地连接至一对试样8载台13。驱动部件23适于以恒定的速度驱动所述中介齿轮22转动。在使用时，通过驱动部件3以恒定速度驱动中介齿轮22转动，进而带动两侧的传动齿条21移动，从而带动与传动齿条21连接的试样载台13朝向拉伸试样的方向移动，齿轮齿条传动相比现有技术中的滚珠丝杆传动定位精度高，一般定位精度可达到0.1mm以下，因此该测试装置能够更加精准地确定试样载台13的位置，进而确定试样的拉伸长度。

优选地，机台1的底部沿宽度方向上设置有两个相对下导槽2，每个传动齿条21均连接在对应的下导槽2内，机台1上设置有分别与两个传动齿条21相对的连接孔16，每个试样8载台13的底部均具有相对布置的衔接部131以及平衡滑块132，衔接部131穿过连接孔16且连接对应的传动齿条21，两个连接孔16上均具有适配对应平衡滑块132的侧滑槽133，如此配置，能够使得试样载台13在拉伸移动的过程中更加平衡、稳定。

其中，锁定机构3包括沿拉伸方向上排列在机台1上的若干个第一棘齿31以及设置在至少一传动齿条21上的限位齿36，在本实施例中，两个传动齿条21上均设置有限位齿36，限位齿36配置为能够弹性地卡入若干个第一棘齿31中任意两个齿间的齿间隙中，以限制所述至少一传动齿条21朝向背离拉伸的一侧移动但允许其朝向拉伸的一侧移动。在试样8被拉伸至断裂高峰的过程中，随着中介齿轮22的匀速转动，两个传动齿条21带动限位齿36也朝向试样8被拉伸的方向以恒定速度移动，从而实现对于试样的等速拉伸。在拉伸至一定距离后，限位齿36能够弹性地卡入若干个第一棘齿31的齿间隙中，由于第一棘齿31限制该传动齿条21朝向背离拉伸的一侧移动，因此能够防止试样8在逐渐被拉伸至断裂高峰的过程中朝向背离拉伸的一侧移动，但并未限制传动齿条21朝向拉伸的一侧移动，因此对于拉伸过程并未造成影响。另外，在试样8断裂的瞬间通过快速制动驱动部件23能够及时限制住两个传动齿条21朝向拉伸一侧的移动，进而限制住试样载台13朝向拉伸一侧的继续移动即惯性前移。也即该测试装置能够有效地防止试样8在被拉伸至断裂高峰的过程中出现回退现象，同时防止试样8在断裂的瞬间出现惯性前移，也即能够准确地记录下试样8的拉伸位置及断裂位置，提高了断裂测试的准确性。

参考图2和6所示，图2中的虚线部分的锁定机构3示出了在试样8拉伸过程中限位齿36与第一棘齿31的卡合状态，具体而言，锁定机构3还包括倒置L型的安装座32、伸缩柱33以及第一推簧34，伸缩柱33的顶部连接在安装座32上，具体而言，安装座32上具有一纵向滑槽，伸缩柱33的顶部滑动连接在该纵向滑槽内。限位齿36安装在伸缩柱33的底部，限位齿36的底部为一倾斜的光滑斜面，以方便限位齿36滑过后侧第一棘齿31的齿面并向拉伸侧移动。作为优选，每个第一棘齿31均具有光滑的齿形面以及与该齿形面相连接的背部连接面，其中背部连接面用于限制限位齿36朝向背离拉伸的一侧移动，而齿形面的设置则允许该限位齿36朝向拉伸的一侧移动，棘齿的形状设计属于机械传动中的常规手段，在此不再赘述。第一推簧34连接在限位齿36与安装座32之间，且该第一推簧34适于顶推限位齿36以使其结合在对应的若干个第一棘齿31的齿间隙中。安装座3上还设置有一螺纹孔，螺纹孔的孔口处设置有预装螺栓351，螺纹孔内穿过该预装螺栓351设置有一调节螺杆35，调节螺杆35的柱头端抵靠在伸缩柱33上，通过旋合调节螺杆35顶压伸缩柱33朝向第一棘齿31的一侧移动，进而可以调节第一推簧34的弹簧张力，从而使得限位齿36能够更加快速地卡合对应的第一棘齿31的齿隙。在试样8进行拉伸测试前，先通过调节螺杆35调节第一推簧34的弹簧张力，使得限位齿36能够卡合第一棘齿31，但是无法触及下导槽2的外表面。然后在对试样8进行拉伸的过程中，限位齿36持续地越过或滑过第一棘齿31的齿形面然后卡合至第一棘齿31的齿间隙内，再越过另一第一棘齿31的齿形面然后卡合至另一第一棘齿31的齿间隙内，重复上述过程直至试样8断裂，限位齿36卡合在其中两个第一棘齿31的齿间隙中，从而能够防止与限位齿36相连接传动齿条21在向拉伸侧移动的过程中出现回退现象，也即能够防止试样8在被拉伸至断裂高峰的过程中出现回退现象。

参考图1、2所示，本实施例中，每个试样8载台13上均设置有用于安装对应绕辊15的安装立板14，机台1上沿拉伸方向上设置有测量导框4，安装立板14可滑动地连接在测量导框4内，优选地，所述测量导框4与安装立板14的形状相适配。测量导框4沿着长度方向上设置有便于测量试样8拉伸长度的标尺刻度，两个所述试样载台13上均设置有与该刻度相适配的刻度条134。

为了解决现有技术中测试装置的支撑杆以及其底部的滑块作为载置试样的整体容易产生倾覆风险的问题，参考图4、5、6所示，本实施例中，测试装置还包括侧向支撑机构6，侧向支撑机构6包括侧向支撑杆62以及若干个第二棘齿61，其中每个安装立板14上均设置有一安装凹部，侧向支撑杆62的一端铰接在该安装凹部上，且该侧向支撑杆62能够整体收折在该安装凹部内，侧向支撑杆62的另一端设置有限位棘爪63，测量导框4内设置有若干个第二棘齿61，限位棘爪63配置为能够弹性地卡入若干个第二棘齿61的齿间隙中，以限制侧向支撑杆62朝向背离拉伸的一侧移动但允许其朝向拉伸的一侧移动。如图5所示虚线部分示出了侧向支撑杆6上的限位棘爪63卡合第二棘齿61的齿间隙的情形，在试样8被拉伸至断裂高峰时，若试样8带动安装立板14朝向背离拉伸的一侧侧倾时，则由于限位棘爪63被卡入第二棘齿61的齿间隙中，由安装立板14、侧向支撑杆6以及测量导框4能够组成稳定的三角形支撑结构，从而平衡过大的倾覆力矩，以保证装置的安全性。作为优选，侧向支撑机构还包括第二推簧65，侧向支撑杆62的一侧设置有连接板64，第二推簧65设置在对应的安装立板14与连接板64之间，第二推簧65适于顶推限位棘爪63以使其结合在对应的若干个第二棘齿61的齿间隙中。

本实施例中，驱动部件23采用具有恒定速度模式的伺服电机。通过该伺服电机的设置能够实现以恒定速度对试样8进行拉伸测试，同时也能够通过制动该伺服电机进而同步地锁定两个传动齿条21的位置，从而锁定试样载台13以及绕辊15上试样8的位置，从而使得测试过程更加可靠。

总之，在上述实施例中，通过驱动部件8以恒定的速度驱动中介齿轮22转动，进而驱动两个传动齿条21向拉伸侧移动，进而通过试样载台13上的绕辊15对试样8施加拉伸力，一方面能够实现对试样8的等速拉伸，通过由限位齿36以及若干个第一棘齿31组成的锁定机构，能够限制对应的传动齿条21朝向背离拉伸的一侧移动，进而限制试样8在逐渐被拉伸至断裂高峰的过程中朝向背离拉伸的一侧移动。另外，在试样8断裂的瞬间通过快速制动驱动部件23能够及时限制住传动齿条21朝向拉伸一侧的移动，进而限制住试样载台13朝向拉伸一侧的移动。也即该测试装置能够有效地防止试样8在被拉伸至断裂高峰的过程中出现回退现象，同时防止试样8在断裂的瞬间出现惯性前移，也即能够准确地记录下试样8的拉伸位置及断裂位置，提高了断裂测试的准确性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种无纺布拉伸强度测试装置，包括机台以及一对试样载台，所述一对试样载台以彼此间能够相对移动的方式设置在机台上，每个所述试样载台上均设置有用于卷绕固定试样的绕辊，其特征在于，还包括：引导机构，其包括一对传动齿条以及与该一对传动齿条均相啮合的中介齿轮；所述一对传动齿条可移动地设置在机台的底部且两个传动齿条移动方向相反，所述一对传动齿条的上部一对一地连接至所述一对试样载台；驱动部件，其适于以恒定的速度驱动所述中介齿轮转动；以及锁定机构，所述锁定机构包括沿拉伸方向上排列在机台上的若干个第一棘齿以及设置在至少一传动齿条上的限位齿，所述限位齿配置为能够弹性地卡入所述若干个第一棘齿的齿间隙中，以限制所述至少一传动齿条朝向背离拉伸的一侧移动但允许其朝向拉伸的一侧移动。

2.根据权利要求1所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，所述锁定机构还包括安装座、伸缩柱以及第一推簧，所述伸缩柱的顶部连接在安装座上，所述限位齿安装在伸缩柱的底部，所述第一推簧连接在限位齿与安装座之间，且该第一推簧适于顶推所述限位齿以使其结合在对应的若干个第一棘齿的齿间隙中。

3.根据权利要求1或2所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，每个所述试样载台上均设置有用于安装对应绕辊的安装立板，所述机台上沿拉伸方向上设置有测量导框，所述安装立板可滑动地连接在测量导框内。

4.根据权利要求3所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，还包括侧向支撑机构，所述侧向支撑机构包括侧向支撑杆以及若干个第二棘齿，所述侧向支撑杆的一端转动连接在对应的安装立板上，所述侧向支撑杆的另一端设置有限位棘爪，所述测量导框内设置有若干个第二棘齿，所述限位棘爪配置为能够弹性地卡入若干个第二棘齿的齿间隙中，以限制所述侧向支撑杆朝向背离拉伸的一侧移动但允许其朝向拉伸的一侧移动。

5.根据权利要求4所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，所述侧向支撑机构还包括第二推簧，所述第二推簧设置在对应的安装立板与侧向支撑杆之间，所述第二推簧适于顶推所述限位棘爪以使其结合在对应的若干个第二棘齿的齿间隙中。

6.根据权利要求1所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，每个所述试样载台的底部均具有相对布置的衔接部以及平衡滑块，所述衔接部用于连接对应的传动齿条，所述机台上具有适配对应平衡滑块的侧滑槽。

7.根据权利要求1所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，每个所述绕辊均由一预载电机拖动。

8.根据权利要求1所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，所述驱动部件采用具有恒定速度模式的伺服电机。

9.根据权利要求1所述的无纺布拉伸强度测试装置，其特征在于，每个所述第一棘齿均具有光滑的齿形面以及与该齿形面相连接的背部连接面。