一种纤维耐磨性测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及纤维材料的测试技术领域，尤其涉及一种纤维耐磨性测试装置及其测试方法。

背景技术：

复合材料是当今新材料发展的主流，作为复合材料增强体的纤维是复合材料的重中之重。我国作为增强体的纤维发展前景很好，不管是碳纤维还是陶瓷纤维，纤维的本征性能都与国际同类产品相当，但是纤维的应用适应性研究跟国外相比，还有很大的差距，突出表现在纤维编织性能表征上。纤维预制体成型技术包括二维布编织、2.5维立体编织、三维立体编织等等，在编织过程中纤维耐磨性是非常重要的技术指标，会从本质上影响到预制体成型的效果。目前，不管是对碳纤维还是陶瓷纤维来说，都没有成熟的测试方法和测试设备。这就使得纤维的编织性只能靠试，也就是做好表面处理后，根据预制体的设计要求直接成型，在成型过程中遇到问题，再返回来修改纤维表面处理工艺或者修改预制体设计要求，使得整个预制体成型的成本大幅提高，即造成纤维的浪费也大大延长了预制体的加工周期。这个问题已经成为国内复合材料发展的瓶颈问题，急需解决。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种纤维耐磨性测试装置及其测试方法能够实现对纤维耐磨性的全自动定量测试，不仅可以对同一纤维表征不同受力状态下的耐磨性也可以对不同纤维在同一受力状态下的耐磨性进行对比测试。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种纤维耐磨性测试装置，其结构包括机架、和设于机架上的主动驱动辊、从动驱动辊、配重块、红外感应器和控制箱以及驱动装置，所述主动驱动辊转动连接在机架的右侧上，所述从动驱动辊转动连接在机架台面的左侧上，所述主动驱动辊与从动驱动辊之间通过传动装置相连接，所述机架台面的中部上设有沿所述台面长度方向分布的多个摩擦辊，所述主动驱动辊、从动驱动辊和多个摩擦辊之间绕有纤维丝，该多个摩擦辊中间处的两摩擦辊连接的纤维丝上放置有一张力导轮，所述张力导轮上连接有配重块，所述红外感应器设置在机架的支腿上，所述驱动装置与主动驱动辊相连接。

优选的，所述主动驱动辊与机架台面之间通过设有的主动辊轴相连接，所述从动驱动辊与机架台面之间通过设有的从动辊轴相连接，并且主动辊轴、从动辊轴分别通过轴承座转动连接在机架台面的右侧、左侧上。

优选的，所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮和同步齿带，所述第一齿轮套设在主动辊轴外露出轴承座的部分处，所述第二齿轮套设在从动辊轴外露出轴承座的部分处，所述第一齿轮与第二齿轮之间通过同步齿带相连接。

优选的，所述驱动装置为驱动电机，所述驱动电机的输出轴与主动辊轴之间通过联轴器相连接。

优选的，所述红外感应器的数量为2个，且对称设置在机架左右两侧的支腿上。

优选的，所述控制箱中设置有控制系统，且该控制系统分别于红外感应器和驱动电机电性连接。

优选的，所述控制箱内置有与控制系统连接的用于计算驱动电机转动次数的计数器。

优选的，所述摩擦辊的数量为4个，所述机架从左至右设置有第一摩擦辊、第二摩擦辊、第三摩擦辊、第四摩擦辊，且该第一摩擦辊、第二摩擦辊、第三摩擦辊、第四摩擦辊分别横向的固定连接在机架台面的中部上。

本发明还提供了一种纤维耐磨性的测试方法，将纤维丝的一端固定在主动驱动辊上，该纤维丝的另一端依次绕设过第四摩擦辊、第三摩擦辊、张力导轮、第二摩擦辊和第一摩擦辊后缠设在从动驱动辊上；由控制系统设定驱动电机的转速和正反转频率，控制系统控制驱动电机、红外感应器运作，传动机构的转动带动了纤维丝能够在多个摩擦辊上进行往复运动，在此过程中，多个摩擦辊会对纤维丝产生摩擦负荷，直至纤维丝磨损断裂，张力导轮和配重块落下，触发红外感应器，红外感应器将反馈到的信号反馈给控制系统，控制系统控制驱动电机停止运作，控制系统通过计数器记录下该纤维丝往复运动的次数，以得出该纤维耐磨性对应的数值。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供的一种纤维耐磨性测试装置及其测试方法，由控制系统设定驱动电机的转速和正反转频率，控制系统控制驱动电机、红外感应器运作，传动机构的转动带动了纤维丝能够在多个摩擦辊上进行往复运动，在此过程中，多个摩擦辊会对纤维丝产生摩擦负荷，直至纤维丝磨损断裂，张力导轮和配重块落下，触发红外感应器，红外感应器将反馈到的信号反馈给控制系统，控制系统控制驱动电机停止运作，控制系统通过计数器记录下该纤维丝往复运动的次数，以得出该纤维耐磨性对应的数值，从而使得该装置不仅可以测试同一纤维在不同张力下的耐磨性，而且可以对不同纤维在同一受力状态下的耐磨性进行对比测试，测试装置结构简单，操作便捷，实用性强，可以降低试制成本，对复合材料制备中纤维适用性应用研究意义重大。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明一种纤维耐磨性测试装置的主视图；

图2为本发明一种纤维耐磨性测试装置的俯视图；

图3为本发明一种纤维耐磨性测试装置的张力导轮与配重块的连接示意图。

图中：1.从动驱动辊；1a.从动辊轴；2.第一摩擦辊；3.第二摩擦辊；4.第三摩擦辊；5.第四摩擦辊；6.纤维丝；7.主动驱动辊；7a.主动辊轴；8.张力导轮；9.配重块；10.红外感应器；11.机架；12.控制箱；13.驱动电机；14.联轴器；15a.第一齿轮；15b.第二齿轮；16.同步齿带；17.轴承座；18.机架台面；19.摩擦辊。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

参照图1、图2和图3。一种纤维耐磨性的测试方法，是以单纤维进行测试的，具体如下：

将纤维丝的一端固定在主动驱动辊上，该纤维丝的另一端依次绕设过第四摩擦辊、第三摩擦辊、张力导轮、第二摩擦辊和第一摩擦辊后缠设在从动驱动辊上；由控制系统设定驱动电机的转速和正反转频率，控制系统控制驱动电机、红外感应器运作，传动机构的转动带动了纤维丝能够在多个摩擦辊上进行往复运动，在此过程中，多个摩擦辊会对纤维丝产生摩擦负荷，直至纤维丝磨损断裂，张力导轮和配重块落下，触发红外感应器，红外感应器将反馈到的信号反馈给控制系统，控制系统控制驱动电机停止运作，控制系统通过计数器记录下该纤维丝往复运动的次数。此时的计数就代表该纤维丝的一种耐磨性能。通过同一纤维不同次测试，可以得出该纤维丝的耐磨性能。

采用上述结构，本发明用耐磨测试的方法来检验纤维的编织耐磨性能，可以在纤维生产过程中和批产后迅速测试并评价纤维的耐磨性能。避免产品大量生产并交到编织客户后再反馈耐磨性能不好，造成重大经济损失。同时对纤维的上浆及烘干生产工艺的调整有重要的指导意义。

实施例二

一种纤维耐磨性的测试方法，是对同一纤维丝或者不同纤维丝在同一张力下进行测试的，具体如下：

依次把纤维丝进行编号，当其中一根纤维丝断裂时，其上的张力导轮和配重块就会落下，红外感应器感应到张力导轮和配重块，红外感应器就会将接收到的信号反馈给控制系统，控制系统控制驱动电机停止运转，此时的计数就是该已经断裂纤维丝的次数；控制系统再控制驱动电机运转，计数器接着计数，直至所有的纤维丝断裂为止，测试就完成。即可以一次完成多个纤维丝样品的测试，大幅提高了测试的工作效率，可以针对不同纤维丝(上浆剂、工艺)进行对比测试，进行多组比对测试，可以得出不同纤维丝(上浆剂、工艺)的耐磨性能区别。

实施例三

同上，对同一种纤维在不同张力、速度的情况下进行耐磨测试，其结果对纤维丝的编织应用有着重要的参考依据。

需要说明是，本申请文件中出现的电器元件均与外界的220v市电电连接，并且在实际使用中，控制系统采用现有技术中的结构，配有按钮等结构，便于控制驱动电机、红外感应器和计数器的运作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。