[发明专利]一种纤维摩擦系数测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：它包括摩擦辊(2)、挂钩(3)、第一张力夹(4)、第二张力夹(5)、第一步进电机(6)、力传感器(7)、放大器(8)、第一脉冲分配器(17)、计算机(19)及其输入输出设备；其中：该摩擦辊(2)上挂有呈包围角的试样(1)；该第一张力夹(4)夹住试样(1)一端，且该第一张力夹(4)通过挂钩(3)与力传感器(7)连接；该力传感器(7)的力值分辨率0.25×10^-3cN以下，力值测量范围1000×10^-3cN以上；该力传感器(7)进一步通过放大器(8)与计算机(19)连接；该第二张力夹(5)夹住试样(1)另一端并使第二张力夹(5)自由挂在摩擦辊(2)另一面；该摩擦辊(2)由计算机(19)通过第一脉冲分配器(17)控制的第一步进电机(6)驱动转动；

该装置进一步包括第二步进电机(9)、第一齿轮(10)、同步齿轮带(11)、第二齿轮(12)、丝杆(13)、螺块(14)、上限制器(15)、下限制器(16)、第二脉冲分配器(18)；其中：该丝杆(13)竖立设置并在丝杆(13)上设置螺块(14)，该螺块(14)连接摩擦辊(2)；该丝杆(13)一端连接由第一齿轮(10)、同步齿轮带(11)、第二齿轮(12)组成的传动结构，该传动结构由计算机(19)通过第二脉冲分配器(18)控制的第二步进电机(9)连接驱动；该螺块(14)的上下活动路径分别具有上限制器(15)和下限制器(16)。

2.根据权利要求1所述的纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：该输入输出设备为显示器(20)和/或打印机(21)。

3.一种纤维摩擦系数测试方法，其特征在于：它采用如权利要求1所述的测试装置，具体步骤包括：

A第一张力夹(4)和第二张力夹(5)夹住试样(1)的两端，再把试样(1)挂在摩擦辊(2)上，第一张力夹(4)挂在挂钩(3)上，第二张力夹(5)自由挂在摩擦辊(2)另一面，此时，骑挂在摩擦辊(2)上的试样(1)两端受到相同张力作用；

B进行摩擦辊转动测试纤维摩擦：

计算机(19)通过第一脉冲分配器(17)驱动第一步进电机(6)带动摩擦辊(2)转动，由于摩擦作用摩擦辊(2)带动试样(1)在摩擦辊表面移动，第一张力夹(4)重量缓慢地加载到挂钩(3)上，计算机(19)接收到与挂钩(3)相连的力传感器(7)和放大器(8)的负荷信号，在输入输出设备上实时显示负荷－时间曲线，到设定时间后，摩擦辊(2)停止转动；

C计算机(19)自动分析负荷－时间曲线，得到纤维试样(1)的摩擦力，根据欧拉公式计算出纤维摩擦系数。

4.一种纤维摩擦系数测试方法，其特征在于：它采用如权利要求1所述的测试装置，具体步骤包括：

A第一张力夹(4)和第二张力夹(5)夹住试样(1)的两端，再把试样(1)挂在摩擦辊(2)上，第一张力夹(4)挂在挂钩(3)上，第二张力夹(5)自由挂在摩擦辊(2)另一面，此时，骑挂在摩擦辊(2)上的试样(1)两端受到相同张力作用；

B1进行摩擦辊升降测试纤维摩擦：

计算机(19)通过第二脉冲分配器(18)驱动第二步进电机(9)转动，通过第一齿轮(10)、同步齿轮带(11)、第二齿轮(12)、丝杆(13)、螺块(14)带动摩擦辊(2)从上限制器(15)处开始下降，第一张力夹(4)重量缓慢地加载到挂钩(3)上，计算机(19)接收到与挂钩相连的力传感器(7)和放大器(8)的负荷信号，在输入输出设备上实时显示负荷－时间曲线，到设定时间或到达下限制器(16)位置后，摩擦辊(2)停止下降并上升至初始位置；

C计算机(19)自动分析负荷－时间曲线，得到纤维试样(1)的摩擦力，根据欧拉公式计算出纤维摩擦系数。