[發明專利]一種頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201610031566.X
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105606528B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 于偉東;丁作偉;劉洪玲;杜趙群
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01N19/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

1.一種頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量裝置，其特征在于，包括熱管機構(1)、塞筒機構(2)、塞筒頂入機構(3)和固定機構(4)，所述的固定機構(4)包括底板(41)、左固定桿(42)、右固定桿(43)、中梁(44)和上梁(45)，左固定桿(42)和右固定桿(43)均固定于底板(41)上，上梁(45)固定于左固定桿(42)和右固定桿(43)上，所述的塞筒頂入機構(3)包括步進電機(31)、傳動機構、左絲桿(34)和右絲桿(37)，所述的步進電機(31)固定于底板(41)上，所述的左絲桿(34)套接于左固定桿(42)內，所述的右絲桿(37)套接于右固定桿(43)內；所述的中梁(44)套接于左絲桿(34)和右絲桿(37)上；所述的熱管機構(1)包括熱管(11)、觸壓傳感器(12)、T型連接塊(13)，管狀織物(5)可套接于所述的熱管(11)外壁上，所述的T型連接塊(13)的上端固定連接上梁(45)，下端與熱管(11)相連；觸壓傳感器(12)固定于所述的熱管(11)側壁上；所述的塞筒機構(2)包括蓋夾(21)、固緊螺絲(22)、塞筒(23)、絕熱塊(24)和壓力傳感器(25)，所述的壓力傳感器(25)上端與絕熱塊(24)固接，下端固定于中梁(44)上，塞筒(23)下端連接絕熱塊(24)，塞筒(23)的上側設有蓋夾(21)，所述的蓋夾(21)與塞筒(23)通過固緊螺絲(22)固定連接，管狀織物(5)的一端可置于所述的蓋夾(21)與塞筒(23)之間并由固緊螺絲(22)夾緊；所述的步進電機(31)可通過傳動機構帶動所述的左絲桿(34)和右絲桿(37)同步轉動進而帶動中梁(44)垂直向上移動，使所述的管狀織物(5)從套接于熱管(11)外壁被回折抽拔頂入熱管(11)內部。

2.如權利要求1所述的頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量裝置，其特征在于，所述的傳動機構包括左主動齒輪(32)、左被動齒輪(33)、右主動齒輪(35)與右被動齒輪(36)，所述的左主動齒輪(32)與左被動齒輪(33)嚙合，右主動齒輪(35)與右被動齒輪(36)嚙合，所述的左絲桿(34)與左被動齒輪(33)固定，所述的右絲桿(37)與右被動齒輪(36)固定；所述的步進電機(31)驅動左主動齒輪(32)傳動左被動齒輪(33)帶動左絲桿(34)轉動，所述的步進電機(31)還驅動右主動齒輪(35)傳動右被動齒輪(36)帶動右絲桿(37)轉動。

3.如權利要求1所述的頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量裝置，其特征在于，所述的熱管(11)頭端拐角半徑r的范圍為0.5～5mm或r>5mm。

4.如權利要求1所述的頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量裝置，其特征在于，所述的熱管(11)腔體內徑D的范圍為6～30mm或D>30mm。

5.如權利要求1所述的頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量裝置，其特征在于，所述的熱管(11)可控制套接于熱管(11)壁上的管狀織物(5)所處的環境溫度范圍為0℃～300℃或300℃～650℃。

6.一種頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量方法，其特征在于，采用權利要求1-5中任一項所述的頂入式的管狀織物抽拔順滑性測量裝置，具體步驟包括：

步驟1：將管狀織物(5)的一端套接于熱管(11)外壁上，另一端置于夾蓋(21)與塞筒(23)之間并由固緊螺絲(22)夾緊；

步驟2：啟動熱管(11)，控制熱管(11)壁的溫度值為常溫，即10℃～30℃；

步驟3：啟動步進電機(31)，使其帶動所述的左絲桿(34)和右絲桿(37)同步轉動進而帶動中梁(44)垂直向上移動，使所述的管狀織物(5)從套接于熱管(11)外壁被回折抽拔頂入熱管(11)內部，觸壓傳感器(12)感受力值，即為管狀織物(5)套接于熱管(11)壁上時與熱管(11)壁之間產生的接觸壓力；壓力傳感器(25)感受力值，即為抽拔力F，結合中梁(44)的移動位移及熱管(11)壁的溫度值，獲得該溫度條件下管狀織物(5)的抽拔力-位移曲線；

步驟4：計算順滑度S和軸向摩擦力f_a中的至少一個，其中，所述的順滑度S的計算公式為：

式中，S—順滑度，F_max—最大抽拔力，通過抽拔力-位移曲線得到，F_b—管狀織物的斷裂強力，通過織物斷裂強伸儀測得；

所述的軸向摩擦力f_a的計算公式為：

f_a＝x·πD·Δf_a

式中，f_a—軸向摩擦力，D—熱管腔體內徑，Δf_a—管狀織物軸向單位面積摩擦力，與抽拔力F相等；

步驟5：重復進行步驟1～4，其中步驟2中控制熱管壁的溫度值為高溫，即100℃～350℃，計算順滑衰減率δ_S，所述的順滑衰減率δ_S的計算公式為：

式中，δ_S—順滑衰減率，S_n—常溫條件下的順滑度，S_h—高溫條件下的順滑度。