纤维材料四向压缩实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种纤维材料四向压缩实验装置，尤其适用于高校、科研院所进行纤维集合体材料的压缩力时时采集。

背景技术：

当今，纤维材料是重要的纺织资源，广泛用于纺织品。纤维材料初加工阶段需要不断进行储运搬运，纤维材料蓬松、无组织形式，需要反复压缩开松。纤维材料压缩打包多以单向液压或机械压缩形式压缩。纤维材料以集合体形式进行多向压缩，尚未开展研究与应用。

当前，各类材料压缩力学指标均采用万能强力实验机进行测试。市场销售的万能强力实验机种类繁多，以单轴拉压模式为主。对于四向推进压缩的实验机尚未出现。为了提升纤维集合体材料的多向压缩力学性能分析，开发四向压缩实验机极具价值，其可为生产环节力值控制的提供参考。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，主要研究四向推进、时时集采力值的压缩力采集装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种纤维材料四向压缩实验装置，该装置包括计算机控制系统、托架、步进电机、箱体以及薄膜压力传感器，托架上设有内外2个支撑端，外支撑端支撑着步进电机，内支撑端设置着i支撑板，i支撑板上由上到下间隔开设有3个阶梯孔；上、下阶梯孔为螺纹孔其中分别通过内六角螺栓连接着i支撑板与两根滑杆；中阶梯孔内装有轴套，该装置还包括导块，导块沿着所述的两根滑杆滑动，导块中部与丝杆连接，导块上部设置着一根推进杆，推进杆内侧端伸至箱体内并安装着左推进板，推进板上下部内侧壁上分别设置着所述的薄膜压力传感器，该装置还包括丝杆，所述丝杆一端通过联轴器与步进电机转轴连接，丝杆另一端安装于ii支撑板上，ii支撑板安装在箱体的外壁上，丝杆中间穿过i支撑板上的轴套与导块螺纹连接；上述结构还对称安装在箱体的另三个侧壁上，计算机控制系统控制四个步进电机分别从箱体的左右两侧以及前后两侧推进压缩物料。

该纤维材料四向压缩实验装置由四套压缩推进部件、箱体、薄膜压力采集系统、步进电机控制器四部分组成。四套压缩推进部件对称布置于箱体外侧。压缩推进部件由步进电机、托架、联轴器、支撑板、导块、丝杠、推进杆、推进板等一系列零件组成的。薄膜压力采集系统由20路薄膜压力传感器（每组推进装置的推进板上装5各薄膜压力传感器，4个传感器对称安装在方形推进盘的边缘，1个传感器安装在推进盘中心）、数据线、数据转化模块、薄膜压力数据采集软件、电脑等组成。控制器是控制步进电机的运转。

纤维材料四向压缩实验装置工作原理是：该装置箱体的物料添加量约为3000cm³。人工手动将纤维集合体材料均匀放置于箱体内，盖上箱盖，拧紧o型连接螺栓。步进电机控制器连接电源，设置控制器参数（左右推进板推进90mm，前后推进板推进90mm，压缩率约为88%。）。连接薄膜压力采集数据线，开启薄膜压力采集系统。开启控制器电机运转（先左右步进电机运转，再前后步进电机运转），丝杆带动导块前进，带动推进杆推动推进盘压缩纤维集合体材料。左右、前后步进电机分别由控制器同时控制运行，实现同步推进。推进盘上的薄膜压力传感器采集的信号值时时传输至薄膜压力采集系统存储。控制器通过控制步进电机正反转（前后步进电机先反转，左右步进电机后反转），实现推进板前进或后退。

本实用新型与现有技术相比具有以下特点：该装置可采集四向压缩力值，其结构简单，操作方案，实验速度快，该机特别适合于高校、科研院所的研究人员开展实验。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图。

图中标号：1-托架，2-步进电机，3-联轴器，4-轴套，5-紧定螺钉，6-内六角螺栓，7-i支撑板，8-滑杆，9-导块，10-推进杆，11-螺母，12-ii支撑板，13-箱体，14-左推进板，15-薄膜压力传感器，16-o型螺栓组件，17-后推进板，18-箱盖，19-右推进板，20-连接合页，21-前推进板，22-轴瓦，23-丝杆。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

本实用新型一种纤维材料四向压缩实验装置，如图1、图2所示，该装置包括计算机控制系统、4套左、右、前、后推进部件，分别对应左推进板14、右推进板19、前推进板21和后推进板17。

该装置包括托架1，所述托架1设有2支撑端，均由板材焊接而成，一端支撑步进电机2，另一端支撑i支撑板7，托架1与步进电机、i支撑板7均采用螺栓连接固定；

该装置包括i支撑板7，所述i支撑板7开设3阶梯孔；上下阶梯孔带螺纹孔，其用于内六角螺栓6连接支撑板7与滑杆8；中阶梯孔装有轴套4，由紧定螺钉5将轴套4固定于i支撑板7上。

该装置包括导块9，所述导块9由滑杆8支撑（内设轴瓦22），与丝杆23连接，推进杆10与导块9由螺母11连接固定。

该装置包括丝杆23，所述丝杆23一端与联轴器3连接，另一端安装于ii支撑板12，中间穿过i支撑板7的轴套4与导块9螺纹连接。

该装置包括左推进板14，所述左推进板14呈方型，其背部凸起开设螺纹孔，与推进杆10螺纹连接，左推进板14上装设薄膜压力传感器15，并开设导向槽导出薄膜压力传感器数据线。

该装置包括箱体13，所述箱体13由连接合页20和o型螺栓组件16与箱盖18连接。

该装置包括ii支撑板12，所述ii支撑板12开孔支撑滑杆8和丝杆23（内设轴瓦），其通过螺栓连接固定于箱体13外侧。

技术特征：

1.一种纤维材料四向压缩实验装置，该装置包括计算机控制系统、托架（1）、步进电机（2）、箱体（13）以及薄膜压力传感器（15），其特征是：托架（1）上设有内外2个支撑端，外支撑端支撑着步进电机（2），内支撑端设置着i支撑板（7），i支撑板（7）上由上到下间隔开设有3个阶梯孔；上、下阶梯孔为螺纹孔其中分别通过内六角螺栓（6）连接着i支撑板（7）与两根滑杆（8）；中阶梯孔内装有轴套（4），该装置还包括导块（9），导块（9）沿着所述的两根滑杆（8）滑动，导块（9）中部与丝杆（23）连接，导块（9）上部设置着一根推进杆（10），推进杆（10）内侧端伸至箱体（13）内并安装着左推进板（14），推进板（14）上下部内侧壁上分别设置着所述的薄膜压力传感器（15），该装置还包括丝杆（23），所述丝杆（23）一端通过联轴器（3）与步进电机（2）转轴连接，丝杆（23）另一端安装于ii支撑板（12）上，ii支撑板（12）安装在箱体（13）的外壁上，丝杆（23）中间穿过i支撑板（7）上的轴套（4）与导块（9）螺纹连接；上述结构：托架（1）上设有内外2个支撑端，外支撑端支撑着步进电机（2），内支撑端设置着i支撑板（7），i支撑板（7）上由上到下间隔开设有3个阶梯孔；上、下阶梯孔为螺纹孔其中分别通过内六角螺栓（6）连接着i支撑板（7）与两根滑杆（8）；中阶梯孔内装有轴套（4），该装置还包括导块（9），导块（9）沿着所述的两根滑杆（8）滑动，导块（9）中部与丝杆（23）连接，导块（9）上部设置着一根推进杆（10），推进杆（10）内侧端伸至箱体（13）内并安装着左推进板（14），推进板（14）上下部内侧壁上分别设置着所述的薄膜压力传感器（15），该装置还包括丝杆（23），所述丝杆（23）一端通过联轴器（3）与步进电机（2）转轴连接，丝杆（23）另一端安装于ii支撑板（12）上，ii支撑板（12）安装在箱体（13）的外壁上，丝杆（23）中间穿过i支撑板（7）上的轴套（4）与导块（9）螺纹连接还对称安装在箱体（13）的另三个侧壁上，计算机控制系统控制四个步进电机（2）分别从箱体（13）的左右两侧以及前后两侧推进压缩物料。

2.根据权利要求1所述纤维材料四向压缩实验装置，其特征是：所述箱体的物料添加量为3000cm³。

3.根据权利要求1所述纤维材料四向压缩实验装置，其特征是：四块推进板上各分别装有5个薄膜压力传感器，其中4个传感器对称安装在推进板的边缘，1个传感器安装在推进板中心。

技术总结
本实用新型涉及一种纤维材料四向压缩实验装置，该装置采用四套对称布置的步进电机，步进电机运转带动推进板压缩箱体内的纤维集合体材料，首先左右两向电机运转，推进压缩；之后前后两向电机运转，推进压缩。推进压缩期间推进板上的薄膜压力传感器时时采集压力，获得压缩期间四向压力动态值。本实用新型适合于纤维集合体的压缩力测试，操作方便，结构紧凑等优点。

技术研发人员：李勇;张博;张秀;张亚君;张洪洲;张康虎
受保护的技术使用者：塔里木大学;新疆新越丝路有限公司
技术研发日：2020.01.31
技术公布日：2020.11.13