一種多功能纖維扭轉疲勞性能測試儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多功能纖維扭轉疲勞性能測試儀，屬于紡織測量技術領域。
【背景技術】
[0002]纖維的扭轉疲勞現象在實際應用中很常見，如纖維成紗過程中因加捻產生的扭轉作用；纖維制成繩纜后在使用過程中經受的重復的拉、壓、彎曲和扭轉作用。另外，部分纖維因其高結晶度、高取向度，內部缺乏橫向聯系，剪切性能差，從而使它們的壓縮與扭轉性能相當差。所以，對纖維進行扭轉疲勞性能測試有很大的研究價值。
[0003]目前對纖維扭轉疲勞的性能測試有一定研究，如在西北紡織工學院學報1994年第I期的文章《羊毛纖維重復扭轉疲勞性能的研究》中的“羊纖維扭轉疲勞實驗儀”;在合成纖維工業2004年第I期的文章《高性能纖維扭轉疲勞斷裂研究》中的“纖維扭轉疲勞實驗儀”;在山東紡織科技2010年第3期的文章《ΡΒ0纖維的扭轉疲勞特征分析》中的“疲勞測試裝置”等，其儀器的基本思想大致相似，都是在室溫下將纖維一端進行夾持，另一端施加一負荷懸掛物作為被測纖維的張力，實驗時電機受電路控制作正、反向定數旋轉，當纖維斷裂時，可以記錄纖維的重復扭轉疲勞的次數，從而得到纖維的扭轉疲勞性能。又如專利號為201010002155.0，發明名稱為《一種用于線材扭轉疲勞測試的扭轉機構》，該文獻也同樣設計了一種僅在常溫常態下的線性材料扭轉疲勞性能測試儀。
[0004]上述文獻及發明專利可看出現有的纖維扭轉疲勞性能測試研究與方法只考慮到纖維在常溫常態下的環境因素，并沒有考慮到各種不同環境條件下的影響。例如，船纜在系船時會浸泡在海水中，由于風力的影響，輪船會帶動船纜作扭轉運動，此時，纖維所發生的扭轉疲勞現象即在冷濕或熱濕環境下的；如纖維成紗過程中的加捻運動時，因時間變化而會受到不同的光照強度；再如在輻射中或太空中使用線性材料發生重復扭轉運動時受到的輻射影響等等，可以看出在日常生活或特殊作業中，纖維扭轉疲勞測試會受到各種不同的環境因素影響。另外，紗線在加捻扭轉過程中會出現捻縮現象，即長度發生改變，在以往的扭轉疲勞測試中也是沒有考慮到的。
[0005]綜上所述，為了更綜合、更精確地研究各種紡織纖維扭轉疲勞性能，就必須要在不同的環境氛圍下進行測試，還需測得因扭轉產生的長度變化值。然而現在，同時能夠在不同環境氛圍中測試扭轉疲勞以及測算出因扭轉而發生的長度改變的儀器是沒有的。所以，我們著手研究設計該纖維扭轉疲勞測試儀。
【發明內容】
[0006]針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種能模擬在各種溫度、濕度、光照強度或電子輻射條件下進行扭轉疲勞測試的儀器，并且該儀器能在設定環境氛圍下測試因扭轉加捻而產生的長度變化值，以解決現階段對相關不同環境氛圍下纖維扭轉疲勞性能研究的需要。
[0007]為了實現上述目的，本發明的技術解決方案為: 一種多功能纖維扭轉疲勞性能測試儀，包括由調控電機、扭轉電機、扭轉電機支架、纖維夾持器、調節板、儀器底座、支架、斷裂檢測裝置組成的扭轉疲勞性能儀器。本發明采用在纖維扭轉疲勞性能測試儀的底座尾部安裝支架，纖維長度測試計安裝在支架上，纖維長度測試計由輪盤與編碼器構成，輪盤固定安裝在編碼器的軸上，編碼器固定安裝在支架上，編碼器的軸垂直于扭轉電機主軸，在編碼器的軸上安裝有輪盤，在支架和扭轉電機支架之間設置有環境氛圍發生器，扭轉電機支架上固定安裝開有通槽的調節板，環境氛圍發生器活動安裝在調節板的通槽中，纖維夾持器、環境氛圍發生器的軸心與編碼器上固定的輪盤的U形槽頂部在一條直線上。
[0008]所述的環境氛圍發生器呈空心圓柱狀，內壁中安裝有加熱器、加濕器、紅外發生器和紫外發生器。
[0009]由于采用了以上技術方案，本發明中所涉及的一種多功能纖維扭轉疲勞性能測試儀，針對目前在研究纖維扭轉疲勞性能中忽略了溫度濕度以及光照強度或輻射對扭轉性能影響的問題，在現有的纖維扭轉疲勞測試儀上加裝環境氛圍發生器和纖維長度測試計，環境氛圍發生器能夠根據不同的環境要求產生特定溫濕度和光強以模擬真實的環境因素對扭轉性能的影響來測試不同環境氛圍的纖維扭轉疲勞性能，環境氛圍發生器呈空心圓柱形，使該段纖維處于設定微環境下。同時采用纖維長度測試計以測量因纖維加捻扭轉而產生的長度變化值，長度測量計通過輪盤與編碼器進行工作，當纖維進行扭轉時，由于捻縮作用導致纖維長度減少，從而帶動輪盤轉動，纖維長度測試計則通過輪盤轉動的角度被編碼器轉換為脈沖信號從而反應出纖維長度變化值。纖維夾持器、環境氛圍發生器以及輪盤的U形槽頂部為一條直線，使被測纖維不被其它因素干擾，纖維被夾持器夾持后繞過輪盤的一端可施加一定重量的預加張力砝碼使纖維具有一定的張力，扭轉電機、夾持器和環境氛圍發生器固定在支架上，支架底部有凹槽，可通過凹槽在儀器底座上進行移動，適于各種不同長度的纖維。當纖維由于重復扭轉運動到達疲勞斷裂點導致纖維斷裂的瞬間，預加張力砝碼下墜，接觸斷裂檢測裝置，扭轉電機停止運行，并記錄下纖維扭轉斷裂圈數，從而完成所述儀器在不同環境氛圍下進行扭轉測試，因而能夠很好的測試纖維扭轉疲勞性能。綜上所述，本發明的一種多功能纖維扭轉疲勞性能測試儀改變了傳統的纖維扭轉疲勞測試儀的結構，它結構合理、操作使用方便，能夠真實的模擬不同的外界環境氛圍，所測得的各項指標更加準確、客觀，該儀器適用于不同環境氛圍下纖維扭轉疲勞的性能測試和因扭轉捻縮產生的長度變化值的測量。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的結構示意圖。
[0011]圖2是本發明的使用狀態示意圖。
[0012]圖3是纖維長度測試計的俯視圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0014]如圖所示，一種多功能纖維扭轉疲勞性能測試儀，測試儀由底座調控電機1、扭轉電機2、扭轉電機支架3、纖維夾持器4、調節板5、環境氛圍發生器6、儀器底座7、支架8、纖維長度測試計9和斷裂檢測裝置10組成，儀器底座7的前部安裝有底座調控電機1，扭轉電機支架3活動安裝于儀器底座7的上表面，扭轉電機2和調節板5固定安裝在扭轉電機支架3上，纖維夾持器4安裝在扭轉電機2的主軸上，調節板5上開有通槽，環境氛圍發生器6活動安裝在調節板5的通槽中，在儀器底座7的尾部上端安裝有支架8，環境氛圍發生器6設置在支架8和扭轉電機支架3之間，斷裂檢測裝置10通過一平臺固定安裝于儀器底座7的尾部下端。
[0015]扭轉電機2的中心軸線、纖維夾持器4的中心軸線、環境氛圍發生器6的中心軸線和輪盤12頂端的凹槽底部在同一水平線上，被測纖維由纖維夾持器4夾持后，經過環境氛圍發生器中心軸線和輪盤12頂端的凹槽底部，被測纖維始終呈水平狀態，以免扭轉過程中受到其他方向的力，影響實驗結果。測試中，纖維一端被纖維夾持器4夾持，另一端繞過輪盤12，掛上重物，使纖維具有一定的張力，根據纖維的類別不同拉伸強力不同可選擇合適重量的砝碼11。當纖維進行扭轉時，由于捻縮作用導致纖維長度減少，從而帶動輪盤12轉動一定的角度，編碼器13則通過輪盤12轉動的角度轉換為脈沖信號，并計算出纖維長度變化的量。底座調控電機I控制扭轉電機支架3，使扭轉電機支架3可通過底部凹槽在儀器底座7上滑動，以適應不同長度的纖維。環境氛圍發生器6活動安裝在調節板5的通槽中，故環境氛圍發生器6可在調節板5中滑移，以對纖維不同部位進行環境調節。其中采用