Устройство для определения динамической жесткости нити на изгиб

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно, к устройствам, предназначенным для определения динамической жесткости нити на изгиб. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности измерения параметров нити при изгибе для последующего расчета динамической жесткости нити на изгиб. Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном изобретении замеряются натяжение в ветвях нити, действительный радиус кривизны нити, фактический угол охвата нитью цилиндра и рассчитываются постоянные параметры трения, а затем динамическая жесткость нити на изгиб.

Полезная модель относится к текстильной промышленности, а именно, к устройствам, предназначенным для определения динамической жесткости нити на изгиб.

Известны следующие приборы для определения жесткости нити при изгибе: ПЖУ12М [1], содержащий основание, подъемный механизм с подвижным зажимом для элементарной пробы, нагружатель, измерители усилия и деформации элементарной пробы; ПТ-2, содержащий опорную горизонтальную площадку, состоящую из неподвижной средней части и подвижных боковых сторон, механизм, обеспечивающий плавное и равномерное опускание и подъем обеих сторон горизонтальной площадки, указатели прогиба, шкалу абсолютного прогиба, груз.

Недостатком известных устройств ПЖУ12М и ПТ-2 является то, что при вычислении жесткости нити на изгиб исходят из условия чистого изгиба, исключая любые сопутствующие изгибу явления.

В качестве ближайшего аналога взято устройство для определения жесткости нити на изгиб [2]. Устройство [2] содержит шаговый двигатель, каретку с тензобалочкой, цилиндр известного радиуса, фотодатчик, видеокамеру.

Недостатком этого устройства является то, что измерение параметров изгиба с учетом трения производят в статических условиях нагружения.

В качестве прототипа выбрано устройство для определения жесткости на изгиб текстильных материалов [3]. Устройство [3] содержит узел сматывания, тензодатчики, измеряющие натяжение ведомой и ведущей ветвей нити, рамки для крепления сменных стержней, приемное устройство, в качестве которого использовали электродвигатель постоянного тока Д12ТФ. Натяжение

ветвей нити в этом устройстве записывается с помощью тензоусилителя 8АНЧ7М и самопишущего прибора Н327.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения вследствие того, что фактический угол охвата нитью цилиндра, действительный радиус кривизны нити принимаются постоянными.

Процесс петлеобразования на трикотажных машинах осуществляется в динамических условиях. Следовательно, важной характеристикой физико-механических свойств нити является динамическая жесткость нити на изгиб.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении точности измерения параметров нити при изгибе за счет использования видеокамеры и компьютера для последующего расчета динамической жесткости нити на изгиб.

Указанный технический результат достигается тем, что для измерений натяжения в ветвях нити, действительного радиуса кривизны нити, фактического угла охвата нитью цилиндра используются тензодатчик, пружинное натяжное устройство, игла и тянульные валики, получающие вращение соответственно от электродвигателей постоянного тока с n=1050 мин^-1 и n=320 мин ^-1, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, ЭВМ, устройство снятия изображения. По измеренным параметрам рассчитываются постоянные параметры трения, а затем динамическая жесткость нити на изгиб.

На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства, на фиг.2 - структурная схема устройства.

Устройство для определения динамической жесткости нити на изгиб состоит из: бобинодержателя (1) (фиг.1), направляющих глазков (3, 5, 13), пружинного натяжного устройства (4) тарельчатого типа, направляющих роликов (6, 8, 10, 12, 14), датчиков (7, 11), иглы (9), тянульных валиков (15).

Датчики (7, 11) состоят из направляющих роликов (6, 8 и 10, 12). На каждый датчик (7, 11) наклеено два тензосопротивления. Датчики (7, 11) закреплены на кронштейнах, которые могут перемещаться в горизонтальной плоскости, и входят в блок измерительной системы. Игла (9) установлена в

специальном держателе, закрепленном на валу электродвигателя постоянного тока с n=1050 мин ^-1, с помощью которого можно изменять скорость вращения иглы от 0 до 115 м/с. В держателе можно устанавливать иглы разных диаметров. Один из тянульных валиков (15) получает вращение от электродвигателя постоянного тока с n=320 мин ^-1.

Устройство работает следующим образом:

Нить (16), сматываясь с конической бобины (2), закрепленной на бобинодержателе (1), проходит направляющий глазок (3), пружинное натяжное устройство (4) и направляющий глазок (5), огибает направляющий ролик (6), датчик (7) и направляющий ролик (8). Затем нить огибает вращающуюся иглу (9), направляющий ролик (10), датчик (11) и направляющий ролик (12), направляющий глазок (13), ролик (14) и проходит между тянульными валиками (15). Напротив иглы устанавливается видеокамера.

При включении блока питания (БП) (фиг.2) включаются электродвигатели, приводя в движение иглу (9) и один из тянульных валиков (15). Частотой вращения электродвигателей можно управлять с помощью управляющего элемента (УЭ). Движение нити вызывает натяжение в ее ветвях G₁ и G ₂, воспринимаемое датчиками Д, сигналы от которых регистрируются с помощью усилителя (У) и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) на жестком носителе. С помощью специального программного обеспечения подается команда на запись положения нити на цилиндре. По полученным изображениям замеряется действительный радиус нити (r) и определяется фактический угол охвата нитью цилиндра ().

В ходе эксперимента начальную нагрузку (G ₁) изменяют в диапазоне, позволяющем с достаточной точностью определить (). Динамическая жесткость нити на изгиб для малых и больших нагрузок рассчитывается с использованием зависимости:

где _i - радиус кривизны нити;

=R+r;

R - радиус цилиндра;

i - число опытов, 1=1, 2, 3..;

F₀, f ₀ - постоянные параметры трения.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:

- повышается достоверность измерения параметров, характеризующих изгиб нити в динамических условиях нагружения, за счет использования иглы и тянульных валиков с электродвигателями постоянного тока; видеокамеры для снятия изображения.

- повышается объективность оценки динамической жесткости нити на изгиб за счет приближения условий эксперимента к реальным условиям петлеобразования.

Источники информации:

1. ГОСТ 10550-93. Материалы текстильные. Полотна. Метод определения жесткости при изгибе.

2. А.с. 29374 (РФ), МКИ 7 G 01 N 3/02. Устройство для определения жесткости нити на изгиб / Костромской государственный технологический университет; Крутикова В.Р., Общанская И.В., Лапшин В.В. и др. - Опубл. 10.05.03. Бюл. №13.

3. Кудрявин Л.А. Определение характеристик жесткости металлических мононитей. // Изв. вузов. Текстильная промышленность, - 1977 г. №5 - 57 с.

Устройство для определения динамической жесткости нити на изгиб, содержащее тензодатчик, измеряющий натяжение ведомой ветви нити, цилиндр, электродвигатель, отличающееся тем, что оно снабжено вращающейся иглой и тянульными валиками, каждое из которых снабжено электродвигателем постоянного тока, пружинным натяжным устройством тарельчатого типа, бобинодержателем, направляющими глазками, направляющими роликами, датчиками измерения натяжения движущейся нити и видео камерой для снятия изображения положения нити на цилиндре.