УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ ВОЛОКОН Российский патент 1994 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к технике для трибологических испытаний волокнистых материалов.

Известен прибор для определения коэффициента трения между волокнами, содержащий средство закрепления в вертикальном положении волокна с нагружающим грузом, рамку, располагающуюся горизонтально с закрепленным в ней другим волокном, соприкасающимся с первым, средство, передающее рамке плоское перемещение и микроскоп для измерения отклонений первого волокна при перемещении его по второму [1].

Недостатком этого прибора является отсутствие возможности определения коэффициента трения для волокон и нитей, расположенных в пучке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для определения коэффициента трения волокон [2], содержащее основание, держатель истирающего элемента, держатель волокон, выполненный в виде захвата с разрезной втулкой, привод поступательного перемещения держателя волокон, механизм нагружения, измеритель нагрузки, регистратор величины перемещения держателя волокон, измеритель силы трения.

Недостатком этого прибора является невозможность определения коэффициента трения при перемещении волокон под углом друг относительно друга.

Целью изобретения является обеспечение измерения коэффициента трения волокон относительно друг друга внутри структуры текстильного материала.

Это достигается тем, что устройство для определения коэффициента трения волокон, содержащее основание, неподвижный держатель, подвижный держатель, механизм перемещения подвижного держателя, механизм нагружения, регистратор величины перемещения держателя, дополнительно содержит грузы для натяжения волокон, дополнительные неподвижный и подвижный держатели, причем каждые неподвижный и подвижный держатели установлены противоположно друг другу, четыре рамки, на которых закреплены держатели, и каждая из которых имеет ряд отверстий для волокон, причем рамки подвижных держателей имеют тяги, а рамки для неподвижных держателей закреплены на основании, механизм нагружения имеет направляющие, установленные на основании вдоль рамки с неподвижным держателем, каретку с зубчатой рейкой, ус- тановленную с возможностью перемещения в направляющих, груз, соединенный с кареткой, механизм перемещения подвижных держателей имеет ось, диск, установленный на оси с возможностью вращения, кинематически связанный с зубчатой рейкой механизма нагружения посредством зубчатого зацепления, регистратор величины перемещения подвижных держателей и тяги рамок подвижных держателей, закрепленных на диске.

Кроме того, каждый держатель содержит платформу, направляющие, прижимную планку с прижимами, расположенную на платформе, ограничители, установленные с двух сторон направляющей с возможностью перемещения вдоль нее, и шкалу, размещенную на торце направляющей для измерений между ограничителями.

Кроме того, рамки имеют линейки, расположенные вертикально вниз от каждого отверстия рамок.

Предложенное устройство содержит рамки с отверстиями, в которых располагаются волокна перпендикулярно друг другу, образуя переплетения текстильного материала. Механизм перемещения подвижных держателей перемещает волокна текстильного материала, расположенные в одном направлении относительно волокон, расположенных перпендикулярно им, позволяя создать возможность для определения коэффициента трения волокон.

Это позволяет расширить технологические возможности изобретения.

На фиг. 1 а показан участок ткани до формования с сетевым углом α; б - то же, после формования с сетевым углом α₁≠α; на фиг.2 - устройство для определения коэффициента трения волокон, общий вид; на фиг.3 - устройство с волокнами в рабочем состоянии, общий вид.

Устройство содержит основание 1, расположенное на стойках 2, неподвижные и подвижные держатели, установленные противоположно друг другу и состоящие из платформы 3 с направляющей с 4 с пазом 5 и отверстием 6, прижимной планки 7 с прижимами 8 на винтах 9 с пружинами 10, ограничителей 11 с фиксирующими винтами 12; рамки 13, установленной на основании с отверстиями 14 для волокон 15, несущими на себе неподвижные держатели; рамки 16 с отверстиями 14, несущими на себе подвижные держатели; механизм перемещения подвижных держателей, состоящий из осей 17 и 18, расположенных в подшипниках (не показаны) во втулках 19, закрепленных на стойках 2 и основании 1 тягами 20, конических шестерен 21, сидящих на осях 17 и 18, цилиндрической шестерни 22, посаженной на ось 18, диска 23, расположенного в отверстии 24 основания 1 на оси 17 и связанного тягами 25 с рамками 16.

Кроме того, устройство содержит механизм нагружения, состоящий из направляющих 26, закрепленных на основании 1, каретки 27 с роликами 28 и зубчатой рейкой 29, гибкой тяги 30 с нагружающим грузом 31, блока 32, установленного на стойках 2; регистратор величины перемещения подвижных держателей в виде стрелки 33 и шкалы 34, проградуированной в градусах и расположенной на основании 1; измерительные линейки 35, установленные на рамках 13 и 15 под отверстиями 14; нагружающие грузы-прищепки 36, шкалу 37 на направляющей 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Каретку 27 фиксируют в исходном положении, соответствующем положению стрелки 33 посредине шкалы 34. Прижимы 8 освобождают, создавая зазор между прижимными планками 7 и платформой 3. Пpибор готов к работе.

В отверстия 14 рамок 13 и 15 продевают волокна 15, образуя две системы волокон с заданным по условиям эксперимента видом переплетения и на концах волокон закрепляют нагружающие грузы-прищепки 36, создавая натяжение волокон, соответствующее натяжению нитей на ткацком станке. Перемещением ограничителей 11 вдоль шкалы 37 с последующим закреплением их винтами 12 устанавливают заданную плотность, после чего фиксируют волокна прижимными планками 7 посредством прижимов 8 снимают грузы-прищепки 36. После этого гибкую тягу 30 с нагружающим грузом 31 соединяют через блочок 32 с кареткой 27 и следят за перемещением стрелки 33, фиксируя по шкале 34 ее отклонение в градусах. По измерительным линейкам 35 устанавливают изменение длины волокон 15. Силу трения определяют как разницу между весом груза, необходимого для поворота рамок 16 в заправленном состоянии, и весом груза, необходимого для поворота рамок 16 без волокон 15;
Р₂ = Р₃ - Р₄ , где Р₂ - сила трения между волокнами;
Р₃ - вес груза для поворота рамок в заправленном состоянии;
Р₄ - вес груза для поворота рамок 16 без волокон;
Коэффициент трения волокон при повороте рамок 16 определяется по формуле
K_тр = , где Р₂ - сила трения между волокнами;
α- угол поворота подвижных держателей;
η₂ - плотность (количество на 10 см) волокон рамки 18;
r₂ - радиус волокон рамки 16;
ΣР₁ - суммарный вес грузов-прищепок;
l₂ - длина волокон рамки 16, необходимая для перекрытия волокон рамки 13;
η₁ - плотность системы волокон рамки 13;
r₁ - радиус волокон рамки 13;
l₁ - длина волокон рамки 13, необходимая для перекрытия волокон рамки 16.

П р и м е р. Рамки 16 и 13 имеют по пятнадцать отверстий для волокон. Определяли коэффициент трения волокон камвольной чистошерстяной пряжи по условиям переплетения "внахлест" с имитацией жаккардового. η₁=η₂ = 15; ΣР₁ = 6 кг; Р₂ = 3,3 кг; α= 10; r₁ = r₂ = 0,25 мм; l₁= l₂ = 1, см.

K_тр = = 0,55;
Использование предлагаемого устройства позволяет определить силу трения волокон при их перемещении под углом относительно друг к другу; коэффициент трения волокон при их перемещении под углом относительно друг к другу; установить соответствие предлагаемого усилия для поворота волокон относительно друг друга углу поворота.

Изобретение относится к устройствам для определения коэффициента трения волокон. Цель - обеспечение возможности измерения коэффициента трения волокон относительно друг друга внутри структуры текстильного материала. Устройство содержит основание 1, установленные противоположно друг другу над основанием подвижные и неподвижные держатели и рамки 13, 16 с отверстиями 14 для волокон, механизм перемещения подвижных держателей, механизм нагружения с кареткой и регистратор величины перемещения подвижных держателей. Натяжение нитей, соответствующее натяжению на ткацком станке, создано нагружающими грузами-прищепками 36. Ограничители 11 держателей при перемещении задают определенную плотность волокнам. Гибкая тяга 30 механизма нагружения с грузом 31 соединена с кареткой 27 и кинематически связана с регистратором, регистрирующим угол поворота подвижных держателей при нагружении волокон. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ ВОЛОКОН, содержащее основание, жестко установленный на нем первый держатель волокон, второй держатель волокон с механизмом его перемещения, механизм нагружения и регистратор величины перемещения второго держателя, отличающееся тем, что оно снабжено двумя дополнительными аналогичными держателями волокон, установленными противоположно соответствующим основным, предназначенными для скрепления соответствующих держателей с основанием четырьмя рамками, имеющими каждая ряд отверстий для волокон, механизм нагружения выполнен в виде направляющих, установленных на основании вдоль одной из рамок, связанной с первым держателем волокон, установленной с возможностью перемещения в направляющей каретки с зубчатой рейкой и груза, связанного с кареткой, механизм перемещения выполнен в виде оси, установленного на ней с возможностью вращения диска, связанного с зубчатой рейкой с помощью зубчатого зацепления, и двух тяг, связывающих диск с рамками вторых держателей, а регистратор величины перемещения вторых держателей закреплен на диске. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый держатель выполнен в виде платформы с направляющей, установленной на платформе прижимной планки с прижимами, ограничителей, установленных на соответствующих концах напраляющей с возможностью перемещения вдоль нее, и шкалы, размещенной на одном из торцов направляющей к предназначенной для измерения расстояния между ограничителями. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено линейками, закрепленными на соответствующих рамках, перпендикулярно к ним, совмещаемыми с осями соответствующих отверстий и направленными к основанию.