臺式全自動單紗強力儀的製作方法
2023-06-04 07:00:41
專利名稱：臺式全自動單紗強力儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬紡織行業中用於測試紗線斷裂強力和斷裂伸長的一種精密電子測量儀器。
在紡織行業中，紗線的拉伸斷裂強力及斷裂伸長是紗線的主要物理特性，這些特性已逐漸成為許多產品標準的主要考核指標。該儀器能為提高紗線質量，決定紗線中纖維配比等提供重要依據。
八十年代前國內生產的擺錘式強力儀採用CRT測試原理，這種原理已顯落後，從技術發展趨勢看，採用CRE型測試原理的電子強力儀已成必然。八十年代國內開始研製全自動多功能單紗強力儀，其基本形式多採用德國STATIMAT的單紗強力儀結構，至今已有部分產品投放市場，這些強力儀功能較齊全，多採用氣動夾頭，需配備氣泵，廢紗排除採用靜壓箱，因此機構複雜，佔地面積大，且價格昂貴，一般均在4.5～6萬元，更適合科研單位及大專院校使用，而對於日試驗的工廠來說其結構可以簡化，價格可以降低。
本實用新型的目的是提供一種採用先進的CRE測試原理，具備必要的測試功能，價格低廉，面向中、小型企業使用的，臺式全自動單紗強力儀。該儀器結構緊湊，設計合理，操作簡便，自動化程度高，測試數據準確完全，能滿足紡織廠生產工藝要求。
本實用新型是一種由引紗機構，夾持機構，拉伸機構，測力機構，換紗機構，施予張力機構和自動控制機構組成的臺式單紗強力測試儀，其特徵是拉伸機構中驅動電機通過變速箱帶動裝有動夾頭的滑板向下作等速運動，被動夾頭和測力夾頭所夾持的紗線受到拉伸直至斷裂，來測試紗線的斷裂彈力及斷裂時伸長值。
下面將結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
圖1a圖1b分別是本實用新型正視、側視圖；圖2是本實用新型等速伸長機構傳動示意圖；圖3是本實用新型的換紗機構示意圖；圖4是本實用新型自動夾持機構示意圖；圖5是本實用新型加預張力示意圖。
參照圖1，在準備階段中，將紗管架(5)中紗管上的紗線，經固定導紗架(24)上前。後導紗鉤(23)、(26)和橫動導紗架(17)上的導紗鉤(14)夾持在上、下夾持器(15)、(16)中間。按動計算機(PF5)鍵，橫動導紗架將在導軌(18)上，自動向前運動，直至第一根紗到達測試位置，此時機械手(9)自動向上迴轉，使機械手頂端的電磁夾頭(30)的鉗口，進入紗線位置，其機械手(9)是由伺服電機(22)所帶動的夾頭鉗口閉合後，夾持紗線，機械手向下迴轉，送紗線進入預張力夾頭(12)、測力夾頭(11)、動夾頭(8)和間隔取樣輥(7)的鉗口中，間隔取樣輥(7)夾持紗線並轉動進行間隔取樣，然後，動夾頭(8)及預張力夾頭(12)閉合，滑板(6)向下運行的5mm，對紗線施加預張力，張力大小視砝碼架(20)上的砝碼(21)而定。預張力施加完畢後，預張力夾頭(12)打開，測力夾頭(11)閉合，滑板向下運行對紗線進行拉伸，直至斷裂。
重複以上過程，直至完成預設的測試次數。此時機械手向上迴轉，夾持紗線進入取樣輥鉗口內，換紗電機(27)再將啟動，將已測試完的紗管上的紗線送入電動剪刀(13)口內，同時將下一管紗送至待測位置，電動剪刀將紗線剪斷，同時，取樣輥轉動，將廢紗排除。如此往復，直至一批紗樣全部測試完畢。
參照圖1，圖2，在拉伸過程中由計算機控速的步進電機(33)通過變速箱(32)中的蝸杆(38)，蝸輪(39)減速齒輪(40)、(41)、(42)、(43)帶動一對鏈輪(44)、(45)轉動使固定在鏈條(46)上的滑板(6)上、下運動，安裝在傳感器上的測力夾頭和滑板上的動夾頭之間的紗線被拉伸。
參照圖1，圖3，儀器的自動換管測試是由以下機構完成的，當一管紗測試完畢之後，換紗橫動電機(27)開始轉動，通過一對齒形帶輪(46)、(47)和齒形帶(28)、(29)帶動導輪(48)和下導輪(49)旋轉，使橫動導紗架(17)移動，直至下一根紗線到位後，換紗電機(27)停轉，儀器進入下一管紗線的測試狀態。
參照圖1，圖4，測力夾頭(11)通過滾動軸承固接在測力傳感器(19)上，動片(60)與定片(59)由壓力彈簧(58)壓緊，當測力夾頭(11)的電磁鐵(53)通電後，銜鐵(54)推動槓桿(55)繞支點(56)施力於壓杆(57)上，打開測力上夾頭，同時在下夾頭的復位彈簧(61)作用下，銜鐵(62)推動壓力杆(63)，使動夾頭(8)打開，當紗線由機械手送入動夾頭(8)和測力上夾頭(11)鉗口後，測力夾頭電磁鐵斷電，動片(60)在壓力彈簧的作用下，測力夾頭(11)將紗線夾持住，同時，動夾頭(8)的電磁鐵(64)通電，拉動壓力杆(63)將紗線夾持住，滑板(6)向下運動，使紗線拉伸直至斷裂。
本實用新型的數據處理與自動控制系統由一臺已知的帶有印表機的EPSON HX－20可攜式計算機(1)和電器控制箱(2)構成，其中電器控制箱包括A／D轉換電路，接口電路，放大器，電源及系統軟體所組成，該電器控制箱(2)與測力傳感器(19)，驅動電機(33)，引紗電機(21)，換紗電機(27)被操作上連繫起來。其中測力機構中有一個下端裝有測力夾頭(11)的測力傳感器(19)，由它輸出交流電信號經過放大和調製及A／D轉換送入計算機，進行數據處理。所述的計算機控制引紗電機(22)，換紗電機(27)和驅動電機(23)以取樣輥(7)的電機的停止與轉動來實現自動引紗，自動換紗，自動間隔取樣，紗線的自動拉伸及測力過程，並將測力傳感器(19)輸出的電信號進行數據處理，LED數碼管及LCD液晶顯示，並列印其測試結果，其主要工作過程如下開啟電源，通過數字鍵和執行鍵使計算機進入用戶待命狀態，操作者可通過鍵盤輸入測試時間，品種，紗線支數，每管紗測試次數，間隔取樣長度等數據，並能試拉五次，選出紗線斷裂時間在20±3秒內的最佳速度，自動存儲在計算機內，作為該批紗線拉伸速度，一旦完成條件預設工作，儀器將在軟體控制下進入測試狀態。啟動A／D轉換電路取得加值零點，通過接口電路控制電磁鐵的閉合和驅動電機，對紗線進行夾持和拉伸，同時，來自測力傳感器(19)的模擬信號被採入A／D轉換電路，自動進行模數轉換並送入計算機進行處理，由LED和LCD顯示力值，並由印表機列印出紗線斷裂負荷，斷裂伸長及其CV變異值等結果，在預設的每管紗測試次數未完成前，儀器將重複執行取零，引紗，拉伸，測力的過程，直至一批紗全部測試完畢，計算機將自動進行數據分析和處理，並把該批紗樣的最終結果(平均斷裂強力F，平均斷裂伸長E％平均斷裂時間T，變異係數CV％及平均斷裂強度)由印表機打出，至此，完成一批紗樣的測試工作。
權利要求1.一種由引紗機構，夾持機構，拉伸機構，測力機構，換紗機構，施予張力機構和自動控制機構組成的臺式單紗強力測試儀，其特徵是拉伸機構中驅動電機(33)通過變速箱(32)帶動裝有動夾頭(8)的滑板(6)向下作等速運動，被動夾頭(8)和測力夾頭(11)所夾持的紗線受到拉伸直至斷裂，來測試紗線的斷裂彈力及斷裂時伸長值。
2.按權利要求1所述的測試儀，其特徵是由伺服電機(22)帶動前端裝有電動夾頭(30)的機械手(9)將橫動導紗架(17)上的紗線送入動夾頭(8)，測力夾頭(11)，予張力夾頭(12)及間隔取樣輥(7)的鉗口內。
3.按權利要求1所述的測試儀，其特徵是測力夾頭電磁鐵(53)通電後，推動槓桿(55)壓縮壓力彈簧(58)，使測力夾頭打開，同時在復位彈簧(61)作用下，銜鐵(62)推動壓力杆(63)使下夾頭打開，當紗線進入動夾頭和測力夾頭鉗口後，測力夾頭電磁鐵(53)斷電，在壓力彈簧(58)作用下，測力夾頭將紗線夾持住，同時，動夾頭電磁鐵(64)通電拉動壓力杆(63)將紗線夾持。
4.按權利要求1所述的測試儀，其特徵是驅動電機(33)通過變速箱(32)中的蝸杆(38)，蝸輪(39)及齒輪(40)、(41)、(42)、(43)，鏈輪(44)、(45)及鏈條(46)帶動滑板(6)對紗線進行拉伸。
5.按權利要求1所述的測試儀，其特徵是測力機構中有一個下端裝有測力夾頭(11)的測力傳感器(19)，由它輸出的交流電信號經過放大和調製及A／D轉換送入計算機，進行數據處理。
6.按權利要求1所述的測試儀，其特徵是在自動換紗機構中，換紗電機(27)通過一對齒形帶輪(46)、(47)和齒形帶(28)、(29)帶動上壓輪(48)下壓輪(49)旋轉使橫動導紗架(17)移動，達到自動換紗目的。
7.按權利要求1所述的測試儀，其特徵是當機械手(9)將紗線送入予張力夾頭(12)，動夾頭(8)鉗口之後，予張力夾頭(12)和動夾頭(8)閉合，滑板(6)向下運動，使紗線產生予張力，該予張力大小，與予張力槓桿另一端所加法碼(21)數值一致。
8.按權利要求1所述的測試儀，其特徵是有一計算機控制引紗電機(21)，換紗電機(27)和驅動電機(33)以及取樣輥(7)的電機的停止與轉動來實現自動引紗，自動換紗，自動間隔取樣，紗線的自動拉伸及測力過程，並將測力傳感器(19)輸出的電信號進行數據處理，LED數碼管及LCD液晶顯示，並由印表機列印出紗線斷裂負荷，斷裂伸長及其CV值等結果。
專利摘要臺式全自動單紗強力儀是一種自動測試天然及化學短纖維純紡或混紡紗線(股線)的斷裂強力和斷裂伸長的精密電子測量儀器。本實用新型由一動夾頭和一測力夾頭夾持一段紗線試樣，測力夾頭由步進電機驅動，作等速運動，紗線被拉伸，直至斷裂，測力夾頭將所受的力作用於測力傳感器，由計算機將測力傳感器輸出的電信號進行處理，由印表機列印出測試結果。引紗，取樣，換管，夾持拉伸，輸出數據等均由計算機自動控制，一次完成。本儀器精度高，體積小，價格低。操作簡便，運行可靠，是貫徹滌棉新標準的必備儀器。
文檔編號G01N3/08GK2107657SQ9122368
公開日1992年6月17日 申請日期1991年8月27日 優先權日1991年8月27日
發明者邱廷驊, 宋湛華 申請人:紡織工業部紡織科學研究院