一种纤维束摩擦系数多模式测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维束摩擦系数多模式测试装置及其测试方法
本专利技术涉及一种摩擦系数测试装置及其测试方法，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

技术介绍
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及其测试方法，以克服现有技术中的所述缺陷。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术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。本专利技术的另一目的在于提供一种纤维束摩擦系数多模式测试装置的测试方法。为实现上述第一目的，本专利技术采取的技术方案为：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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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；所述步进电机、S型力传感器I、S型力传感器II、相机I和相机II与一控制电脑连接。为实现上述第二目的，本专利技术采取的技术方案为：一种纤维束摩擦系数多模式测试装置的张力测试方法，其包括如下步骤：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II，将其一端系于起重螺栓I上，保持样品纤维束II水平，并将其另一端绕过定滑轮后系于施力装置II上的起重螺栓III上，调整丝杠II使滑块II位置下降，从而使样品纤维束受到一定的张力而绷紧，完成样品纤维束II的固定；2)，取样品纤维束I，将其一端系于施力装置I的起重螺栓II上，使其正交悬挂于样品纤维束II上，并将其一端系于与另一施力装置I对称的起重螺栓II上，完成样品纤维束I的固定；3)，调节支架，使相机I位于样品纤维束I与样品纤维束II接触点的左侧，使相机II位于样品纤维束I与样品纤维束I接触点的上侧；4)，分别调整施力装置I的丝杠I，查看S型力传感器I的数值，使样品纤维束I两端受到一定的张力，并调整球铰的角度，使S型力传感器I与样品纤维束I的受力方向一致；5)，使用控制电脑启动步进电机，并打开相机I和II，使滑台带动样品纤维束II以一定速度移动一定距离后停止，同时记录下样品纤维束II运动过程中各S型传感器I、II的数值并保存相机I、II拍摄的照片；6)，调整样品纤维束I所受张力，重复实验步骤(4)(5)。为实现上述第二目的，本专利技术采取的另一技术方案为：一种纤维束摩擦系数多模式测试装置的张力测试方法，其包括如下步骤：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II，将其一端系于起重螺栓I上，保持样品纤维束II水平，并将其另一端绕过定滑轮后系于施力装置II上的起重螺栓III上，调整丝杠II使滑块II位置下降，从而使样品纤维束II受到一定的张力而绷紧，完成样品纤维束II的固定；2)，取样品纤维束I，将其一端系于施力装置I的起重螺栓II上，使其正交悬挂于样品纤维束II上，并将其一端系于与前述施力装置I对称的起重螺栓II上，调整施力装置I的丝杠I，查看S型力传感器I的数值，使样品纤维束I两端受到一定的张力，并调整球铰的角度，使S型力传感器与样品纤维束I的受力方向一致，完成样品纤维束I的固定；3)，调节支架，使相机I位于样品纤维束I与样品纤维束II接触点的左侧，使相机II位于样品纤维束I与样品纤维束II接触点的上侧；4)，使用控制电脑启动步进电机，并打开相机I和II，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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或6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；所述步进电机、S型力传感器I、S型力传感器II、相机I和相机II与一控制电脑连接。7.一种采用如权利要求1至6项任意一项所述的纤维束摩擦系数多模式测试装置的张力测试方法，其特征在于：包括如下步骤：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II，将其一端系于起重螺栓I上，保持样品纤维束II水平，并将其另一端绕过定滑轮后系于施力装置II上的起重螺栓III上，调整丝杠II使滑块II位置下降，从而使样品纤维束受到一定的张力而绷紧，完成样品纤维束II的固定；2)，取样品纤维束I，将其一端系于施力装置I的起重螺栓II上，使其正交悬挂于样品纤维束II上，并将其一端系于与另一施力装置I对称的起重螺栓II上，完成样品纤维束I的固定；3)，调节支架，使相机I位于样品纤维束I与样品纤维束II接触点的左侧，使相机II位于样品纤维束I与样品纤维束I接触点的上侧；4)，分别调整施力装置I的丝杠I，查看S型力传感器I的数值，使样品纤维束I两端受到一定的张力，并调整球铰的角度，使S型力传感器I与样品纤维束I的受力方向一致；5)，使用控制电脑启动步进电机，并打开相机I和II，使滑台带动样品纤维束II以一定速度移动一定距离后停止，同时记录下样品纤维束II运动过程中各S型传感器I、II的数值并保存相机I、II拍摄的照片；6)，调整样品纤维束I所受张力，重复实验步骤(4)(5)。8.一种采用如权利要求1至6项任意一项所述的纤维束摩擦系数多模式测试装置的速度测试方法，其特征在于：包括如下步骤：1)，将纤维摩擦系数测试装置固定放置于水...

【专利技术属性】
技术研发人员：向忠，刘杨，徐一文，钱淼，胡旭东，吴震宇，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33