一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置及方法

摘要

本发明涉及一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置及方法，该装置包括机座上的浆膜拉伸装置、磨头、磨头定位装置、往复牵引装置和检测计数装置。由浆膜拉伸装置带动浆膜样品做拉伸运动，由往复牵引装置带动浆膜样品相对磨头做往复摩擦运动，从而比较真实地模拟织机上浆膜的实际工作环境，实现了浆膜在一定频率的动态拉伸条件下的磨损试验。本发明不仅可以通过检测计数装置记录浆膜样品磨断时的摩擦次数得知在动态拉伸变形的状态下浆膜的磨损性能，还可以预先设定摩擦次数，在装置自动停止磨损运动后，根据浆膜样品的磨损情况得知在动态拉伸变形的状态下浆膜的磨损性能，从而判断浆膜是否适应实际织造工艺的需要。

说明书

技术领域

本发明涉及经纱上浆性能测试技术领域，特别是涉及一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验的装置及方法。

背景技术

浆液在经纱表面形成牢固、完整的浆膜，对贴伏毛羽和提高经纱的磨损性能有很大关系。浆膜在织机上织造时受到3000-5000次程度不同的反复拉伸和磨损综合作用，在这种复杂的机械力作用下，如浆膜发生严重的磨损，则起不到应有的保护膜作用，就会使经纱表面毛羽突出，纱身起毛，严重的甚至会出现纤维游离，纱线解体，产生断头等问题，并且纱身起毛还会使纱线相互粘连，导致开口不清，形成织疵，不利于织造过程的正常进行。由于浆膜覆盖在纱线的表面，所以浆膜是摩擦外力的主要承受者，起到抵御摩擦外力对浆纱的磨损作用。因此，机织工程中对经纱上浆的浆膜磨损性能进行评估变得非常重要。

在实验条件下，按照实际的经纱上浆工艺进行浆纱，或者按照实际的浆液配方和调制工艺制作一定厚度浆膜，然后利用相应的测试装置将浆纱或浆膜磨断，以测试数据和结果评价某种纺织浆料或某一浆料配方的优劣，这种方法一直是纺织浆膜磨损性能试验的主要方法。但是，目前的装置和方法都是在浆膜没有受到反复动态拉伸的条件下进行的，不能真实模拟浆膜实际运行时的磨损状态，所以测试结果与实际情况有较大的偏差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置及方法，比较真实地模拟织机上浆膜的实际工作环境，能够准确测试浆膜的磨损性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置，包括机座、浆膜拉伸装置、磨头、磨头定位装置、往复牵引装置和检测计数装置，所述的往复牵引装置安装在机座上，包括往复牵引装置底座、往复牵引偏心装置和往复牵引驱动电机，其中，往复牵引驱动电机通过往复牵引偏心装置与往复牵引装置底座相连；所述的浆膜拉伸装置安装在所述的往复牵引装置底座上，包括浆膜样品固定端、浆膜样品动态拉伸端、浆膜样品、拉伸装置底座、拉伸运动偏心装置和拉伸运动驱动电机，其中，浆膜样品动态拉伸端安装在拉伸装置底座上，拉伸运动驱动电机通过拉伸运动偏心装置与拉伸装置底座相连，浆膜样品夹持在浆膜样品固定端和浆膜样品动态拉伸端之间；所述的磨头在磨头定位装置中；所述的磨头定位装置固定在机座上，且在所述的浆膜样品上方；所述的检测计数装置包括相互连接的往复运动探测传感器和计数器，其中，往复运动探测传感器在往复牵引装置底座上方。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置还包括往复牵引调速装置和拉伸运动调速装置，其中，往复牵引调速装置和所述的往复牵引驱动电机相连，拉伸运动调速装置和所述的拉伸运动驱动电机相连。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置的浆膜样品固定端在往复牵引装置底座上的位置可以调节。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置的磨头为带有载荷的钢制扁尖形磨头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验方法，包括以下步骤：

(1)选取浆膜样品；

(2)调节浆膜样品固定端的位置，确定浆膜样品拉伸的伸长率；

(3)用浆膜样品固定端和浆膜样品动态拉伸端固定并夹持浆膜样品；

(4)将带有载荷的钢制扁尖形磨头放入磨头定位装置中，使钢制扁尖形磨头垂直压在浆膜样品表面上；

(5)设定浆膜样品摩擦次数、浆膜样品动态拉伸及往复牵引运动的频率；

(6)运行往复牵引驱动电机和拉伸运动驱动电机；

(7)达到设定的浆膜样品摩擦次数后，装置自动停止运动，卸下浆膜样品，观察磨损后的浆膜样品，或等到浆膜样品磨断后，记录浆膜样品的摩擦次数。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验方法，在所述的步骤(1)中，选取的浆膜样品厚度为0.1毫米，宽度为3毫米，长度为75毫米。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验方法，在所述的步骤(4)中的钢制扁尖形磨头的载荷为100cN，150cN或200cN。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：由浆膜拉伸装置和往复牵引装置产生运动合成，使浆膜样品作一定频率的动态拉伸和往复运动，再结合钢制扁尖形磨头的作用，实现了浆膜样品在一定频率的动态拉伸条件下的磨损试验。往复牵引装置和浆膜拉伸装置分别由调速装置控制，实现不同速度的拉伸和摩擦运动，从而模拟了不同的织机车速。另外，还可根据测试要求调换带有不同载荷的钢制扁尖形磨头，使磨头垂直压在浆膜样品表面上，对浆膜样品施加不同强度的正压力，从而可以得知在不同压力下相同浆膜的磨损性能。通过改变浆膜样品固定端的位置，可以方便的调整浆膜样品的伸长率，使得本发明能够比较真实地模拟织机上浆膜的实际工作环境，从而准确测试浆膜样品的磨损性能。本发明不仅可以通过检测计数装置记录浆膜样品磨断时的摩擦次数得知在动态拉伸变形的状态下浆膜的磨损性能，还可以预先设定摩擦次数，在装置自动停止磨损运动后，根据浆膜样品的磨损情况得知在动态拉伸变形的状态下浆膜的磨损性能，从而判断浆膜是否适应实际织造工艺的需要。

附图说明

图1是根据本发明实施方式中纺织浆膜磨损试验装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置，如图1所示，包括机座1、浆膜拉伸装置、磨头10、磨头定位装置11、往复牵引装置和检测计数装置，所述的往复牵引装置安装在机座1上，包括往复牵引装置底座5、往复牵引偏心装置12和往复牵引驱动电机13，其中，往复牵引驱动电机13通过往复牵引偏心装置12与往复牵引装置底座5相连；所述的浆膜拉伸装置安装在所述的往复牵引装置底座5上，包括浆膜样品固定端2、浆膜样品动态拉伸端3、浆膜样品4、拉伸装置底座6、拉伸运动偏心装置8和拉伸运动驱动电机7，其中，浆膜样品动态拉伸端3安装在拉伸装置底座6上，拉伸运动驱动电机7通过拉伸运动偏心装置8与拉伸装置底座6相连，浆膜样品4夹持在浆膜样品固定端2和浆膜样品动态拉伸端3之间；所述的磨头10在磨头定位装置11中，并可以自由滑动，所述的磨头定位装置11固定在机座1上，且在所述的浆膜样品4的上方。当拉伸运动驱动电机7转动时，通过拉伸运动偏心装置8，使拉伸装置底座6做往复运动，带动安装在其上的浆膜样品动态拉伸端3做往复运动，从而对夹持在浆膜样品固定端2和浆膜样品动态拉伸端3之间的浆膜样品4进行动态拉伸；当往复牵引驱动电机13转动时，通过往复牵引偏心装置12，使往复牵引装置底座5及安装在其上的浆膜拉伸装置做往复运动，即使浆膜样品4相对磨头10作往复摩擦运动。所述的检测计数装置包括相互连接的往复运动探测传感器15和计数器16，其中，往复运动探测传感器15在往复牵引装置底座5上，往复运动探测传感器15每感应到一次往复牵引装置底座5的运动，计数器16就计数一次，如此反复，计数器16记录最终往复牵引装置底座5运动的次数，即浆膜样品4与磨头10的摩擦次数。由浆膜拉伸装置和往复牵引装置产生运动合成，使浆膜样品作动态拉伸和往复运动，再结合磨头的作用，实现了浆膜样品在一定频率的动态拉伸条件下的磨损试验。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置还包括往复牵引调速装置14和拉伸运动调速装置9，其中，往复牵引调速装置14和所述的往复牵引驱动电机13相连，用于控制所述的往复牵引装置底座5运动的频率，即控制浆膜样品4相对磨头10作往复摩擦运动的频率；拉伸运动调速装置9和所述的拉伸运动驱动电机7相连，用于控制所述的拉伸装置底座6运动的频率，即控制浆膜样品4动态拉伸的频率。由于往复牵引装置和浆膜拉伸装置分别由调速装置控制，实现浆膜样品不同速度的拉伸和摩擦运动，从而模拟了不同的织机车速。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置的浆膜样品固定端2在所述的往复牵引装置底座5上的位置可以调节，以此改变浆膜样品动态拉伸端3与浆膜样品固定端2的距离来改变浆膜样品4的初始长度，即调整浆膜样品4在拉伸时的伸长率。

所述的动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验装置的磨头10为带有载荷的钢制扁尖形磨头，通过磨头的自重加压对浆膜样品进行磨损试验，如可选用宽度为8mm，材料为调质处理的45号钢，硬度为38HRC，载荷为150cN的钢制扁尖形磨头。根据测试要求调换带有不同载荷的钢制扁尖形磨头，使磨头垂直压在浆膜样品表面上，对浆膜样品施加不同强度的正压力，从而可以得知在不同压力下相同浆膜的磨损性能。

本发明的实施方式还涉及一种动态拉伸条件下纺织浆膜磨损试验方法，具体步骤如下：(1)根据要求选取浆膜样品，如取厚度为0.1毫米的纺织浆膜作为测试样品，并将其裁剪为3毫米宽、75毫米长；(2)调节浆膜样品固定端的位置，即调节浆膜样品的初始长度，以便确定浆膜样品拉伸的伸长率；(3)对浆膜样品施加一定的预张力后，用浆膜样品固定端和浆膜样品动态拉伸端固定并夹持浆膜样品，使浆膜样品处于有初始张力作用的状态。(4)将带有载荷的钢制扁尖形磨头放入磨头定位装置中，如选择载荷为100cN，150cN或200cN的钢制扁尖形磨头，使钢制扁尖形磨头垂直压在浆膜样品表面上，对浆膜样品施以正压力；(5)设定浆膜样品摩擦次数、浆膜样品动态拉伸及往复牵引运动的频率；(6)运行往复牵引驱动电机和拉伸运动驱动电机，使浆膜样品发生拉伸变形，同时浆膜样品表面与钢制扁尖形磨头之间发生相对运动，使钢制扁尖形磨头对浆膜样品进行摩擦；(7)达到设定的浆膜样品摩擦次数后，装置自动停止运动，卸下浆膜样品，通过光学显微镜或扫描电镜观察磨损后的浆膜样品，或等到浆膜样品磨断后，记录浆膜样品的摩擦次数。

不难发现，由浆膜拉伸装置和往复牵引装置产生运动合成，使浆膜样品作一定频率的动态拉伸和往复运动，结合钢制扁尖形磨头作用，实现了浆膜样品在一定频率的动态拉伸条件下的磨损试验。另外，还可根据测试要求调换带有不同载荷的钢制扁尖形磨头，使磨头垂直压在浆膜样品表面上，对浆膜样品施加不同强度的正压力，从而可以得知在不同压力下相同浆膜样品的磨损性能。通过改变浆膜样品固定端的位置，可以方便的调整浆膜样品的伸长率，使得本发明能够比较真实地模拟织机上浆膜的实际工作环境，从而准确测试浆膜样品的磨损性能。本发明不仅可以通过检测计数装置记录浆膜样品磨断时的摩擦次数得知在动态拉伸变形的状态下浆膜的磨损性能，还可以预先设定摩擦次数，在装置自动停止磨损运动后，根据浆膜样品的磨损情况得知在动态拉伸变形的状态下浆膜的磨损性能，从而判断浆膜是否适应实际织造工艺的需要。

下面以测试纺织浆膜磨损性能为例。

按照三种不同的实际浆液配方和调制工艺来制作纺织浆膜，作为磨损试验的样品。浆膜制作采用刮涂法浇浆制膜，先将浆液浇铸在预定边框高度的聚四氟乙烯板材围成的框内，接着使用刮刀把浆液刮成均匀层，在恒温恒湿条件(如温度为20℃，湿度为65％)下放置24小时干燥，然后放在45℃的烘箱内低温烘干，1小时后取出，获得试验所需的浆膜。三种浆膜裁剪成的基本尺寸参数如表1所示。

表1浆膜样品的基本参数

对这三种浆膜样品在相同的试验环境下进行测试，如在温度为20℃，湿度为65％的环境下，采用相同的带有载荷为150cN的钢制扁尖形磨头，并且这三种浆膜样品的初始张力为50cN，动态拉伸和往复运动的频率为6Hz，这三种浆膜样品的拉伸变形伸长率为3％，分别对这三种浆膜样品测试5次，测试的结果如表2所示。试验表明这三种纺织浆膜的测试结果重现性良好，测试方法简单，比较真实地反映了实际织造过程中浆膜的磨损性能，能用于不同材料制成的浆膜的磨损性能比较，测试结果较为可靠。

表2摩擦磨损试验测试结果(磨断所需次数)    单位：次