CN209841647U - 一种纤维束摩擦系数多模式测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纤维束摩擦系数多模式测试装置，其机架上固定有水平丝杠；水平丝杠上安装有安装板I，其能沿水平丝杠移动；安装板I上安装有施力装置I；施力装置I与一样品纤维束I的一端连接；样品纤维束I的另一端与另一施力装置I对称连接；样品纤维束I悬挂于另一样品纤维束II上；样品纤维束II一端与起重螺栓I连接，另一端绕过定滑轮与施力装置II连接；施力装置II、起重螺栓I分别固定安装于安装板II上；安装板II固定安装于滑台上；滑台与一步进电机输出轴连接，使滑台移动。本实用新型可实现纤维束在点接触下的摩擦性能测试，并能实现在不同张力、移速、湿度等多种条件下对不同纤维类型、不同粗细的纤维束在点接触时的摩擦性能进行分析。

Description

一种纤维束摩擦系数多模式测试装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种摩擦系数测试装置，具体涉及一种纤维束摩擦系数多模式测试装置，属于纺织品检测设备技术领域。

【背景技术】

产业用纺织品存在形式与传统纺织品的存在形式类同，即纤维、线、布等，其生产过程与传统纺织品的生产过程类似，但由于产业用纤维大多不是天然纤维，其原本的存在形式很多是坚固的固体，如碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、各种固态金属纤维等。他们的特点是高模量、高强度等，有的材料表面摩擦系数小、脆性大，织造难度大。为了最大限度地发挥产业用纤维在复合材料中的高强度特性，以及最大限度地节约复合材料的生产成本，很多情况下是以无捻度纤维束及其交织的形式存在于各种形式的纺织品中。但无捻度纤维束的交织成形和布卷成形过程中表现出来的技术难题又限制了该行业的迅速发展。

产业用纤维的机织产品生产过程中存在着多种摩擦，包括纤维束与经停片的摩擦、纤维束间的摩擦、纤维束与钢筘的摩擦以及其他摩擦等。在实际织造过程中，纤维织物经常出现纬密不均的疵点，这严重影响了纤维织物的质量和后续工艺的进行。初步的试验研究证明此现象与纤维束之间、纤维束与生产设备中的零件表面之间的摩擦行为有关、与生产设备中纤维束张力、布面张力有关、与设备中各运动参数的控制规律有关。纤维束的交织成型过程中，其织物的稳定性，主要依靠纤维束之间的摩擦力维持，织物成型过程中纤维束的力学行为将很大程度上决定了织物的形态和后续的复合材料机械性能。

目前，在纤维摩擦测试领域，测量摩擦系数的仪器设备往往只能测量有限的纤维束表面的摩擦系数，且只能分析有限的几种情况；同时各测试仪器实现机理大多以面接触为主，而在织物织造过程中，纤维束之间的摩擦往往是以点接触的方式存在的。更为特殊的是纤维织物本身的结构较传统织物更为复杂，纤维类型、纱线粗细、织造参数、叠加方式等均会对其摩擦性能造成影响，准确测定不同条件下纤维束摩擦系数对于提高成形织物的质量及后续工艺的产品质量有着至关重要的意义。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的纤维束摩擦系数多模式测试装置，以克服现有技术中的所述缺陷。

【实用新型内容】

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种纤维束摩擦系数多模式测试装置，其可以实现纤维束在点接触下的摩擦性能测试，并能够实现在不同张力、不同移速、不同湿度等多种条件下对不同纤维类型、不同粗细的纤维束在点接触时的摩擦性能进行分析，为纤维束摩擦机理的研究提供了新方法，提高了测量的准确性，进而提高纤维产品的质量。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种纤维束摩擦系数多模式测试装置，其包括机架、水平丝杠、安装板I、施力装置I、起重螺栓I、施力装置II、安装板II以及滑台；其中，所述机架上固定有水平丝杠；所述水平丝杠上安装有安装板I，其能沿水平丝杠移动；所述安装板I上安装有施力装置I；所述施力装置I与一样品纤维束I的一端连接；所述样品纤维束I的另一端与另一施力装置I对称连接；所述样品纤维束I悬挂于另一样品纤维束II上；所述样品纤维束II一端与起重螺栓I连接，另一端绕过定滑轮与施力装置II连接；所述施力装置II、起重螺栓I分别固定安装于安装板II上；所述安装板II固定安装于滑台上；所述滑台与一步进电机输出轴连接，使滑台移动。

本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置进一步为：所述施力装置I对称布置于滑台的两侧，其包括丝杠I，滑块I、球铰，S型力传感器I以及起重螺栓II；其中，所述丝杠I呈竖直设置；所述滑块I和丝杠I配合，并能沿丝杠I上下移动；所述球铰安装于滑块I上；所述S型力传感器I连接于球铰上；所述起重螺栓II连接于S型力传感器I上。

本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置进一步为：所述施力装置II包括丝杠II、滑块II，双头螺栓，S型力传感器II以及起重螺栓III；其中，所述丝杠II呈竖直设置；所述滑块II和丝杠II配合，并能沿丝杠II上下移动；所述双头螺栓螺接于滑块II上，并和丝杠II平行设置；所述S型力传感器II安装于双头螺栓上；所述起重螺栓III连接于S型力传感器II上。

本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置进一步为：所述水平丝杠、丝杠I、丝杠II的一端分别设有一调节头。

本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置进一步为：所述安装板II上固定有固定座I和固定座II；所述施力装置II、固定座I和固定座II依次排布；所述定滑轮枢接于固定座I顶部；所述起重螺栓I固定于固定座II顶部。

本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置还为：所述机架上固定有支架；所述支架上固定安装有相机I和相机II，所述相机I和相机II对准所述样品纤维束I和样品纤维束II的交叉处。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置可以实现纤维束在点接触下的摩擦性能测试，并能够实现在不同张力、不同移速、不同湿度等多种条件下对不同纤维类型、不同粗细的纤维束在点接触时的摩擦性能进行分析，为纤维束摩擦机理的研究提供了新方法，提高了测量的准确性，进而提高纤维产品的质量。

【附图说明】

图1是本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置的装配图。

图2是本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置与控制电脑的连接示意图。

图3是图1中的施力装置I装配图。

图4是图1中的施力装置II装配图。

图5是本实用新型的包络角原理示意图。

图6是本实用新型的偏角原理示意图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图6所示，本实用新型为一种纤维束摩擦系数多模式测试装置，其由机架1、水平丝杠2、安装板I3、施力装置I4、起重螺栓I7、施力装置II11、安装板II13以及滑台14等几部分组成。

其中，所述机架1上固定有水平丝杠2。所述水平丝杠2上安装有安装板I3，其能沿水平丝杠2移动。

所述安装板I3上安装有施力装置I4。所述施力装置I4与一样品纤维束I5的一端连接。所述样品纤维束I5的另一端与另一施力装置I4对称连接。

所述施力装置I4对称布置于滑台14的两侧，其由丝杠I41，滑块I45、球铰42，S型力传感器I43以及起重螺栓II44等几部分组成。其中，所述丝杠I41呈竖直设置；所述滑块I45和丝杠I41配合，并能沿丝杠I45上下移动。所述球铰42安装于滑块I45上。所述S型力传感器I43连接于球铰42上。所述起重螺栓II44连接于S型力传感器I43上。

所述样品纤维束I4悬挂于另一样品纤维束II6上。所述样品纤维束II6一端与起重螺栓I7连接，另一端绕过定滑轮12与施力装置II11连接。

所述施力装置II11由丝杠II111、滑块II112，双头螺栓113，S型力传感器II114以及起重螺栓III115等几部分组成。其中，所述丝杠II111呈竖直设置；所述滑块II112和丝杠II111配合，并能沿丝杠II111上下移动。所述双头螺栓113螺接于滑块II112上，并和丝杠II111平行设置。所述S型力传感器II114安装于双头螺栓113上；所述起重螺栓III115连接于S型力传感器II1114上。

进一步的，所述水平丝杠2、丝杠I41、丝杠II111的一端分别设有一调节头19，从而便于转动水平丝杠2、丝杠I41、丝杠II111。

所述施力装置II11、起重螺栓I7分别固定安装于安装板II13上。具体的说，所述安装板II13上固定有固定座I16和固定座II17；所述施力装置II11、固定座I16和固定座II17依次排布。所述定滑轮12枢接于固定座I16顶部；所述起重螺栓I7固定于固定座II17顶部。

所述安装板II13固定安装于滑台14上。所述滑台14与一步进电机15输出轴连接，使滑台14移动。所述机架1上固定有支架9。所述支架9上固定安装有相机I8和相机II10，所述相机I8和相机II10对准所述样品纤维束I5和样品纤维束II6的交叉处。

所述步进电机26、S型力传感器I43、S型力传感器II114、相机I8和相机II10与一控制电脑19连接。

本实用新型的纤维束摩擦系数多模式测试装置，可以实现纤维束在点接触下的摩擦性能测试。并能够实现在不同张力、不同移速、不同包络角以及偏角等多种条件下对不同纤维类型、不同粗细的纤维束在点接触时的摩擦性能进行分析。

实施例1：张力影响研究

本实施例提供一种新型的纤维织物摩擦系数测试装置，包括以下步骤：

1)，将纤维摩擦系数测试装置固定放置于水平地面，取样品纤维束II6，将其一端系于固定装置II17的起重螺栓I7上，保持样品纤维束II6水平，并将其另一端绕过定滑轮12后系于施力装置II11上的起重螺栓III115上，调整丝杠II111使滑块II112位置下降，从而使样品纤维束II6受到一定的张力而绷紧，完成样品纤维束II6的固定。

2)，取样品纤维束I5，将其一端系于施力装置I4的起重螺栓II44上，使其正交悬挂于样品纤维束II6上，并将其一端系于与前述施力装置I4对称的起重螺栓II44上，完成样品纤维束I5的固定。

3)，调节支架9，使相机I8位于样品纤维束I5与样品纤维束II6接触点的左侧，使相机II10位于样品纤维束I5与样品纤维束II6接触点的上侧。

4)，分别调整施力装置I4的丝杠I41，查看S型力传感器I43的数值，使样品纤维束I5两端受到一定的张力，并调整球铰42的角度，使S型力传感器I43与样品纤维束I5的受力方向一致。

5)，使用控制电脑18启动步进电机15，并打开相机I8和II10，使滑台14带动样品纤维束II6以一定速度移动一定距离后停止，同时记录下样品纤维束I6运动过程中各S型传感器43、114的数值并保存相机拍摄的照片。

6)，调整样品纤维束I5所受张力，重复实验步骤4)和5)。

实施例2：速度影响研究

本实施例提供一种新型的纤维织物摩擦系数测试装置，包括以下步骤：

(1)将纤维摩擦系数测试装置固定放置于水平地面，取样品纤维束II6，将其一端系于固定装置II17的起重螺栓I7上，保持样品纤维束II6水平，并将其另一端绕过定滑轮12后系于施力装置II11上的起重螺栓III115上，调整丝杠II111使滑块II112位置下降，从而使样品纤维束II6受到一定的张力而绷紧，完成样品纤维束II6的固定。

(2)取样品纤维束I5，将其一端系于施力装置I4的起重螺栓II44上，使其正交悬挂于样品纤维束II6上，并将其一端系于与前述施力装置I4对称的起重螺栓II44上，调整施力装置I4的丝杠I41，查看S型力传感器I43的数值，使样品纤维束I5两端受到一定的张力，并调整球铰I42的角度，使S型力传感器I43与样品纤维束I5的受力方向一致，完成样品纤维束I5的固定。

(3)调节支架9，使相机8位于样品纤维束I5与样品纤维束6接触点的左侧，使相机10位于样品纤维束5与样品纤维束6接触点的上侧。

(4)使用控制电脑18启动步进电机15，并打开相机I8和II10，使滑台14带动样品纤维束II6以一定速度移动一定距离后停止，同时记录下样品纤维束II6运动过程中各S型传感器43、114的数值并保存相机拍摄的照片。

(5)调整步进电机15的速度，重复实验步骤(4)。

实施例3：包络角影响研究

本实施例提供一种新型的纤维织物摩擦系数测试装置，包括以下步骤：

(1)将纤维摩擦系数测试装置固定放置于水平地面，取样品纤维束II6，将其一端系于固定装置II17的起重螺栓I7上，保持样品纤维束II6水平，并将其另一端绕过定滑轮12后系于施力装置II11上的起重螺栓III115上，调整丝杠II111使滑块II112位置下降，从而使样品纤维束II6受到一定的张力而绷紧，完成样品纤维束II6的固定。

(2)取样品纤维束I5，将其一端系于施力装置I4的起重螺栓II44上，使其正交悬挂于样品纤维束II6上，并将其一端系于与前述施力装置I4对称的起重螺栓II44上，调整施力装置I4的丝杠I41，查看S型力传感器I43的数值，使样品纤维束I5两端受到一定的张力，并调整球铰I42的角度，使S型力传感器I43与样品纤维束I5的受力方向一致，完成样品纤维束I5的固定。

(3)调节支架9，使相机I8位于样品纤维束I5与样品纤维束I6接触点的左侧，使相机II10位于样品纤维束I5与样品纤维束I6接触点的上侧。

(4)使用控制电脑18启动步进电机15，并打开相机I8和II10，使滑台14带动样品纤维束II6以一定速度移动一定距离后停止，同时记录下样品纤维束II6运动过程中各S型传感器43、114的数值并保存相机拍摄的照片。

(5)调整施力装置I4的丝杠I41位置，改变如图4所示样品纤维束I5对样品纤维束II6的包络角，重复实验步骤(4)。

实施例4：偏角影响研究

本实施例提供一种新型的纤维织物摩擦系数测试装置，包括以下步骤：

(1)将纤维摩擦系数测试装置固定放置于水平地面，取样品纤维束II6，将其一端系于固定装置II17的起重螺栓I7上，保持样品纤维束II6水平，并将其另一端绕过定滑轮12后系于施力装置II11上的起重螺栓III115上，调整丝杠II111使滑块II112位置下降，从而使样品纤维束II6受到一定的张力而绷紧，完成样品纤维束II6的固定。

(2)取样品纤维束I5，将其一端系于施力装置I4的起重螺栓II44上，使其正交悬挂于样品纤维束II6上，并将其一端系于与前述施力装置I4对称的起重螺栓II44上，调整施力装置I4的丝杠I41，查看S型力传感器I43的数值，使样品纤维束I5两端受到一定的张力，并调整球铰I42的角度，使S型力传感器I43与样品纤维束I5的受力方向一致，完成样品纤维束I5的固定。

(3)调节支架9，使相机I8位于样品纤维束I5与样品纤维束II6接触点的左侧，使相机II10位于样品纤维束I5与样品纤维束II6接触点的上侧。

(4)使用控制电脑18启动步进电机15，并打开相机I8和II10，使滑台14带动样品纤维束II6以一定速度移动一定距离后停止，同时记录下样品纤维束II6运动过程中各S型传感器43、114的数值并保存相机拍摄的照片。

(5)分别调整水平丝杠2的位置，使样品纤维束I5对样品纤维束II6的偏角如图4所示，重复实验步骤(4)。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种纤维束摩擦系数多模式测试装置，其特征在于：包括机架、水平丝杠、安装板I、施力装置I、起重螺栓I、施力装置II、安装板II以及滑台；其中，所述机架上固定有水平丝杠；所述水平丝杠上安装有安装板I，其能沿水平丝杠移动；所述安装板I上安装有施力装置I；所述施力装置I与一样品纤维束I的一端连接；所述样品纤维束I的另一端与另一施力装置I对称连接；所述样品纤维束I悬挂于另一样品纤维束II上；所述样品纤维束II一端与起重螺栓I连接，另一端绕过定滑轮与施力装置II连接；所述施力装置II、起重螺栓I分别固定安装于安装板II上；所述安装板II固定安装于滑台上；所述滑台与一步进电机输出轴连接，使滑台移动。

2.如权利要求1所述的纤维束摩擦系数多模式测试装置，其特征在于：所述施力装置I对称布置于滑台的两侧，其包括丝杠I，滑块I、球铰，S型力传感器I以及起重螺栓II；其中，所述丝杠I呈竖直设置；所述滑块I和丝杠I配合，并能沿丝杠I上下移动；所述球铰安装于滑块I上；所述S型力传感器I连接于球铰上；所述起重螺栓II连接于S型力传感器I上。

3.如权利要求1所述的纤维束摩擦系数多模式测试装置，其特征在于：所述施力装置II包括丝杠II、滑块II，双头螺栓，S型力传感器II以及起重螺栓III；其中，所述丝杠II呈竖直设置；所述滑块II和丝杠II配合，并能沿丝杠II上下移动；所述双头螺栓螺接于滑块II上，并和丝杠II平行设置；所述S型力传感器II安装于双头螺栓上；所述起重螺栓III连接于S型力传感器II上。

4.如权利要求1或2或3所述的纤维束摩擦系数多模式测试装置，其特征在于：所述水平丝杠、丝杠I、丝杠II的一端分别设有一调节头。

5.如权利要求1所述的纤维束摩擦系数多模式测试装置，其特征在于：所述安装板II上固定有固定座I和固定座II；所述施力装置II、固定座I和固定座II依次排布；所述定滑轮枢接于固定座I顶部；所述起重螺栓I固定于固定座II顶部。

6.如权利要求1或2或3所述的纤维束摩擦系数多模式测试装置，其特征在于：所述机架上固定有支架；所述支架上固定安装有相机I和相机II，所述相机I和相机II对准所述样品纤维束I和样品纤维束II的交叉处。