麻类纤维撕裂试验夹具的制作方法

本实用新型涉及剥制收获机械技术领域，具体涉及一种麻类纤维撕裂试验夹具。

背景技术：

我国麻类产业经济总量超过1100亿元，其中农业产值约400亿元，工业产值约700亿元，种植面积和产值分别占我国特种经济作物种植面积和产值的3.3%和8.3%，麻类产品年出口创汇20亿美元。近年来，随着石化资源的日益枯竭，麻类纤维因具有生态、环保等优良特性而热备受消费者的钟爱，其需求在逐年增长，全球天然纤维每年增速8%，我国为15%。然而，我国麻类产业的发展潜力和空间远未被充分发掘出来。现代科技的快速发展将催生出一个巨大的麻类新兴产业，势必成为我国21世纪崭新的经济增长点。

麻纤维具有价廉质轻、自然降解、比强度和比模量高等特性，广泛应用于纤维增强复合材料的制备。以麻类纤维为主要原料，采用无纺布制造工艺和特有的后处理工艺研制的环保型麻地膜，不到强度高，保温、保湿效果好，能有效促进农作物生长发育，而且使用后在土壤中的降解性能良好、无污染，并有培肥土壤的作用。

然而，市场上现有的麻类纤维剥制机械大都是碎骨式剥制机械，其存在剥制难度大，获得的麻纤维含麻骨、麻屑、胶质等杂质较多等缺点，制约了我国麻类纤维机械化剥制的发展。我国麻类整骨式机械化收获处于刚起步的阶段，目前市场上现有的整骨式剥制机械无法满足麻类剥制的需要，为此需要测定麻类茎秆韧皮纤维的撕裂性能，以期为整骨式麻类剥制机械的研发提供技术依据。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、操作方便、固定稳定可靠、易于制作、成本低、工作高效且稳定可靠的麻类纤维撕裂试验夹具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种麻类纤维撕裂试验夹具，包括滑台和滑轨，所述滑轨滑设于滑台上，所述滑轨上设有能供麻类茎秆穿过的第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔和第二定位孔沿滑轨滑动方向间隔布置，所述试验夹具还包括用于驱使滑轨滑动的滑动驱动组件以及用于将麻类茎秆固定在第一定位孔中或者松开麻类茎秆的可调固定件。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述滑轨设有用于容置麻类茎秆的容置凹槽。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述滑轨上固接有第一固定块和第二固定块，所述第一定位孔设于所述第一固定块上，所述第二固定块横跨于容置凹槽的开口端，所述第二固定块设有凹槽，所述凹槽与容置凹槽组合构成所述第二定位孔。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述可调固定件为螺纹配合安装于第一固定块上的紧固螺钉。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述第二固定块或者滑轨上设有用于对麻类茎秆插入第二定位孔一端进行定位的定位部件。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述滑动驱动组件包括安装在滑轨上的齿条、安装在滑台上的旋转驱动件以及与旋转驱动件的驱动端相连的齿轮，所述齿轮与齿条啮合。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述滑台上设有用于引导麻类纤维撕裂方向的导向滑轮，所述导向滑轮通过位移调节组件以能沿滑台方向调节位移的方式安装在滑轨上，所述位移调节组件包括固设于滑轨上的两个安装座，各安装座设有沿滑台滑动方向布置的滑移孔，所述导向滑轮的转轴两端分别滑设于两个安装座的滑移孔中，所述转轴与滑移孔之间具有阻碍转轴滑动的摩擦力。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述试验夹具还包括底座，所述滑台固定安装在底座上。

上述的麻类纤维撕裂试验夹具，优选的，所述底座包括底板和固接于底板上的连接筒，所述连接筒上开设有贯穿连接筒相对两侧筒壁的通孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的麻类纤维撕裂试验夹具在进行撕裂试验时，将滑台安装在力学试验机的载物台上，穿设在第一定位孔和第二定位孔中并通过可调固定件固定，将一部分预先撕裂的麻类纤维夹持在力学试验机的上夹头上，在上夹头向上运动进行加载的同时通过滑动驱动组件驱使滑轨相应移动，通过调节滑轨的滑动速率与上夹头向上运动的速率相等，使得随力学实验机上夹头竖直向上运动进行撕裂的麻类纤维与麻类茎秆间的夹角不变，即可保证麻类纤维撕裂角度不变。该麻类纤维撕裂试验夹具结构简单、操作方便、固定稳定可靠、易于制作、成本低，能够高效高质的完成麻类纤维撕裂试验，为整骨式麻类纤维剥制机械的研发提供技术依据。

附图说明

图1为麻类纤维撕裂试验夹具的立体结构示意图。

图2为麻类纤维撕裂试验夹具的主视结构示意图。

图3为滑台的后视结构示意图。

图4为滑轨的仰视结构示意图。

图例说明：

1、底座；11、底板；12、连接筒；121、通孔；2、滑台；3、滑轨；31、容置凹槽；41、第一定位孔；42、第二定位孔；43、第一固定块；44、第二固定块；45、紧固螺钉；5、滑移孔；6、转轴；7、齿条；8、旋转驱动件；9、齿轮；10、导向滑轮。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实施例的麻类纤维撕裂试验夹具，包括滑台2和滑轨3，滑轨3滑设于滑台2上，滑轨3上设有能供麻类茎秆穿过的第一定位孔41和第二定位孔42，第一定位孔41和第二定位孔42沿滑轨3滑动方向间隔布置，同一根麻类茎秆能同时穿设在第一定位孔41和第二定位孔42中，试验夹具还包括用于驱使滑轨3滑动的滑动驱动组件以及用于将麻类茎秆固定在第一定位孔41中或者松开麻类茎秆的可调固定件。

在进行撕裂试验时，将滑台2安装在力学试验机的载物台上，麻类茎秆穿设在第一定位孔41和第二定位孔42中并通过可调固定件固定，将一部分预先撕裂的麻类纤维夹持在力学试验机的上夹头上，在上夹头向上运动进行加载的同时通过滑动驱动组件驱使滑轨3相应移动，通过调节滑轨3的滑动速率与上夹头向上运动的速率相等，使得随力学实验机上夹头竖直向上运动进行撕裂的麻类纤维与麻类茎秆间的夹角不变，即可保证麻类纤维撕裂角度不变。该麻类纤维撕裂试验夹具结构简单、操作方便、固定稳定可靠、易于制作、成本低，能够高效高质的完成麻类纤维撕裂试验，为整骨式麻类纤维剥制机械的研发提供技术依据。

本实施例中，滑轨3设有用于容置麻类茎秆的容置凹槽31。因为麻类茎秆为不规则的圆柱体，当滑轨3设计为光滑平面时，麻类茎秆与滑轨3表面的接触面积过小，不利于麻类茎秆的固定。本实施例在滑轨3上设置容置凹槽31，麻类茎秆容置在容置凹槽31中，不仅增大了麻类茎秆与滑轨3的接触面积，同时容置凹槽31又对麻类茎秆起到定位作用，最大可能的减少了麻类茎秆的位移。容置凹槽31与可调固定件配合使用，能够起到稳固可靠的限位和固定作用，可消除试验过程中因茎秆滑移带来的实验数据误差。

本实施例中，如图1至图3所示，滑轨3上固接有第一固定块43和第二固定块44，第一定位孔41设于第一固定块43上，可调固定件为螺纹配合安装于第一固定块43上的紧固螺钉45，第二固定块44横跨于容置凹槽31的开口端，第二固定块44设有凹槽，凹槽与容置凹槽31组合构成第二定位孔42。采用上述结构形成第一定位孔41和第二定位孔42，能够提高结构的紧凑性、降低制作制作难度和成本。上述第一定位孔41为圆孔，其孔径略大于苎麻类麻茎秆；凹槽与容置凹槽31均为半圆形槽，两者配合形成一圆形的第二定位孔42，第二定位孔42的孔径也略大于麻类茎秆。

优选的，本实施例在第二固定块44上设有用于对麻类茎秆插入第二定位孔42一端进行定位的定位部件，在安装固定麻类茎秆时，将麻类茎秆一端穿过第一定位孔41插入到第二定位孔42中，麻类茎秆插入到第二定位孔42中的一端与定位部件相抵即形成定位，大大方便了麻类茎秆的安装固定，利于提高试验效率。具体的，该定位部件与第二固定块44连接为一体，其位于第二固定块44的凹槽一端。在其他实施例中，定位部件也可以设在滑轨3上。

本实施例中，如图1、图2和图4所示，滑动驱动组件包括齿条7、旋转驱动件8以及齿轮9，齿条7安装在滑轨3上，旋转驱动件8通过连接板安装在滑台2上，齿轮9与旋转驱动件8的驱动端相连，齿轮9与齿条7啮合。旋转驱动件8采用调速电机，调速电机配合齿轮9和齿条7的机械驱动结构，使传动系统大大简化，同时使机器振动减小、稳定性增加、能耗小和噪音小，同时调速电机的转速可调，驱使滑轨3滑动的速率也可调，能够满足试验时不同撕裂速率的情况。

本实施例中，滑台2上设有用于引导麻类纤维撕裂方向的导向滑轮10，导向滑轮10通过位移调节组件以能沿滑台2方向调节位移的方式安装在滑轨3上，位移调节组件包括固设于滑轨3上的两个安装座，各安装座设有沿滑台2滑动方向布置的滑移孔5，导向滑轮10的转轴6两端分别滑设于两个安装座的滑移孔5中，转轴6与滑移孔5之间具有阻碍转轴6滑动的摩擦力。试验时，导向滑轮10的边缘与麻类纤维的撕裂点处于同一铅垂面上，导向滑轮10的边缘抵靠在预先撕裂的麻类纤维外侧，导向滑轮10对麻类纤维起到一定的限位作用，能够限制麻类纤维发生偏移，从而保证撕裂角大小不变。由于麻类纤维的撕裂力不大，导向滑轮10仅靠转轴6与滑移孔5的摩擦力即可保持定位，而不会产生滑移，在需要调节导向滑轮10位置时，只需人为手动掰动转轴6的两端，即可克服摩擦力作用使导向滑轮10沿滑移孔5移动。

试验过程中，定义“竖直向上撕裂开的麻类纤维与麻类茎秆（滑轨3）之间的内夹角为撕裂角”，撕裂试验的重点在于如何保证撕裂过程中撕裂角大小不变，因此就要保证被撕裂开的麻类纤维始终沿竖直方向。然而在试验过程中，麻类茎秆固定在容置凹槽31以内，撕裂点可能会有偏移，此时通过调节导向滑轮10的位置，可使得导向滑轮10边缘和撕裂点在同一竖直方向，这样能够降低试验难度，提高试验效率。上述位移调节组件的结构简单、调节方便、易于实施。

上述安装座可以是开有滑移孔5的铁板，安装时先将一侧的铁板焊接在滑轨3上，将转轴6的一端插入该铁板的滑移孔5中，另一端插入另一侧铁板的滑移孔5中，再将另一侧的铁板焊接在滑轨3上即可。

本实施例中，试验夹具还设有底座1，滑台2通过两根支杆固定安装在底座1上。底座1包括底板11和固接于底板11上的连接筒12，连接筒12上开设有贯穿连接筒12相对两侧筒壁的通孔121，该通孔121贯穿连接筒12相对两侧筒壁并经过连接筒12轴线。连接筒12上设置通孔121便于将底座1固定到力学试验机上，本实施例中力学试验机采用现有的SANS-CMT6104型微机控制电子万能力学试验机。

本实施例中，滑台2设有两条开口相向设置的滑动槽，滑轨3的两侧边分别对应滑设于两条滑动槽中。

采用上述麻类纤维撕裂试验夹具进行撕裂试验时，包括以下步骤：

（A）将麻类纤维撕裂试验夹具的底座1安装在力学实验机的载物台上，将麻类茎秆固定在滑轨3上，再将麻类茎秆的一部分预先撕裂的麻类纤维经过导向件（导向滑轮10）引导后夹持在力学试验机的上夹头上；

（B）启动力学试验机和旋转驱动组件，使力学试验机的上夹头竖直向上运动进行加载的同时，旋转驱动组件驱使滑轨3带着麻类茎秆向麻类纤维撕裂的反方向运动，且上夹头竖直向上运动的速率等于滑轨3的滑动速率，从而保证了随力学实验机上夹头竖直向上运动进行撕裂的麻类纤维与麻类茎秆间的夹角不变，保证了试验过程中撕裂角度的恒定。

采用本实施例的麻类纤维撕裂试验夹具进行撕裂试验，在具体操作时：事先设定好力学试验机的加载速率和调速电机的转速；将麻类纤维撕裂试验夹具通过底座1上的连接筒12固定在力学试验机的载物台上，将试验所需的麻类茎秆穿入第一定位孔41，直至使麻类茎秆到达并穿入第二定位孔42中，然后拧紧紧固螺钉45将麻类茎秆压紧固定在第一定位孔41中，完成麻类茎秆的固定；此时，完成固定的麻类茎秆要长于撕裂试验所需长度，实际撕裂长度为第一定位孔41和第二定位孔42之间的距离。将滑轨3滑入到滑台2的滑动槽里，将一部分预先撕裂的麻类纤维通过导向滑轮10后夹持在力学试验机的上夹头；同时开启力学试验机和调速电机的电源，力学试验机上夹头竖直向上加载，带动撕裂开的麻类纤维竖直向上运动，调速电机驱动滑轨3带着其上的麻类茎秆向麻类纤维撕裂的反方向运动，撕裂过程中通过设定调速电机和力学实验机，使上夹头竖直向上运动的速率等于滑轨3的滑动速率，从而保证了麻类纤维的撕裂点固定在同一位置；此时麻类纤维与滑轨3之间的夹角即为撕裂角。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。