УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ РАЗДВИГАЕМОСТИ НИТЕЙ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR EVALUATION OF THREAD SLIPPAGE OF TEXTILE MATERIALS

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению для легкой промышленности и может быть использовано для определения раздвигаемости нитей текстильных материалов как при их производстве, так и при изготовлении швейных изделий.
Известно устройство для реализации способа оценки анизотропии раздвигаемости нитей в швах изделий, описанное в патенте РФ №2310846, опубл. 2007.11.20, которое представляет собой релаксометр типа «стойка», у которого верхний зажим заменен цилиндром-перекладиной, радиус которой может изменяться в зависимости от задач исследования. При измерении образец, представляющий собой «ромашку», образующуюся путем соединения круглой пробы диаметром 150 мм в центре и 8 «лепестков» (полосок) 50×110 мм, выкроенных под различными углами, которые характерны для направления швов в одежде, фиксируют зажимами поочередно для каждого направления в плоскости шва деталей швейных изделий после размещения их на цилиндрической перекладине, обтянутой материалом. После подвешивания груза к зажиму измеряют смещение нитей от шва и изменение линейных размеров. Недостатком известного устройства является субъективность оценки раздвигаемости нитей в швах изделий одежды без возможности установления точности и достоверности этой оценки, которые необходимо знать при производстве текстильных материалов и на стадии проектирования швейных изделий, а также технологическая сложность реализации способа с его помощью.
Наиболее близким к заявляемому является прибор для оценки раздвигаемости нитей текстильных полотен PT-2M, описанный в действующем ГОСТ 22730-87 «Полотна текстильные. Метод определения раздвигаемости» и содержащий груз-зажим, резиновый ролик, барабан, приводимый в движение от электродвигателя через червячную передачу, плоские губки из твердой резины, между которыми пропускают исследуемый образец, пластмассовую пластинку, размещенную на расстоянии 6,0±1,0 мм от упомянутых губок, поводок с грузом для фиксации образца материала и перемещения зоны деформирования посредством коромысла, на другом конце которого расположена шкала нагрузок.
Недостатком известного устройства является его конструктивная и технологическая сложность, связанная с наличием двух автономных электромеханических приводов в виде червячного редуктора и винтовой передачи, а также недостаточная точность оценки степени раздвигаемости нитей, обусловленная субъективностью визуальной фиксации момента достижения исследуемым образцом границы пластмассовой пластинки и визуального считывания значений прикладываемого нагружения, которые вносят субъективность в оценку исследуемого параметра и неопределенность в результаты измерений.
Задачей изобретения является создание конструктивно простого устройства, обеспечивающего технологически несложную и одновременно достоверную и объективную оценку раздвигаемости нитей текстильных материалов в швах.
Техническим результатом предлагаемого устройства является конструктивное упрощение системы измерения при одновременном повышении точности оценки раздвигаемости нитей текстильных материалов.
Технический результат достигается устройством оценки раздвигаемости нитей текстильных материалов, содержащим средства фиксации и нагружения исследуемого образца, средства измерения величины нагружения и перемещения нитей, которое в отличие от известного снабжено процессором, а в качестве средства нагружения содержит мотор-редуктор, выполненный с возможностью управления величиной нагружения, причем средства измерения величины нагружения и перемещения нитей содержат подвижную каретку с игольчатой гребенкой и снабжены оптически активными элементами и веб-камерой, установленными с возможностью считывания величин нагружения и перемещения нитей и передачи их в процессор, который через микроконтроллер и блок сопряжения связан с мотор-редуктором.
Предлагаемое устройство наглядно показано на чертежах, где на фиг.1 представлена структурно-кинематическая схема устройства для определения раздвигаемости нитей текстильных материалов, на фиг.2 изображен общий вид рабочих органов раздвижения нитей в виде гребенки с иглами.
Устройство содержит станину 1, привод с винтовой передачей 2, неподвижный зажим 3, каретку 4, установленную на подвижной раме 5. Рама 5 несет на себе подвижную гребенку 6 с набором игл 7, распределенных по ширине исследуемого образца материала в соответствии с типом его волокнистой системы, выполненную с возможностью регулирования глубины опускания игл при проколе ими материала и взаимного перемещения относительного друг друга в поперечном направлении.
Подвижная каретка 4 с подвижной игольчатой гребенкой 6 имеет возможность прямолинейного перемещения в направляющих 8 станины 1 параллельно плоскости образца под воздействием упругих элементов 9, скрепленных с подвижным передающим усилие элементом 10, приводимым в движение приводом 2. Столешница 11, установленная на станине 1, выполняет функции опорной площадки образца исследуемого материала.
В состав устройства входят также оптически активные метки 12 для измерения в пикселях величины перемещения гребенки 6 с иглами 7 в направлении их нагружения посредством привода 2 вследствие растяжения упругих элементов 9. Каретка 4 имеет две степени свободы, обладая возможностью продольного перемещения при нагружении образца от привода 2 и поворотного движения относительно подвижной опоры 13 с помощью рукоятки 14.
Для измерения величины перемещения каретки 4 с игольчатой гребенкой 6 и растяжения упругих элементов 9 на штативе 15 установлена веб-камера 16, скоммутированная с процессором 17, который, в свою очередь, связан через микроконтроллер 18 и блок сопряжения 19 с мотор-редуктором (MP).
Иглы 7 выполнены подвижными относительно своего крепления на гребенке и синхронно перемещаются с кареткой при поворотном движении рукоятки 14, прокалывая образец до механического контакта с неметаллической подложкой 20 пластинчатого типа, на которой размещен образец 21.
Устройство работает следующим образом.
После соответствующей, согласно требованиям ГОСТ 22730-87, подготовки исследуемый текстильный образец 21 материала с волокнистой структурой одним концевым срезом устанавливают в неподвижном зажиме 3, а другой концевой срез помещают в условно подвижный зажим, кинематически связанный с кареткой 4 и гребенкой 6.
После ввода исходных данных о виде и волокнистом составе образца в процессор путем поворота рукоятки 14, обеспечивающего прокол иглами 7 образца материала и частичное внедрение игл в неметаллическую подложку 20, процессор 17 приводится в готовность к началу измерения и оценки степени раздвигаемости нитей текстильного материала. После подтверждения возможности начала эксперимента, которая индицируется процессором, оператор включает мотор-редуктор MP и винтовую передачу 2 перемещения подвижного зажима с подложкой 20 и каретки 4 по направляющим 8. Привод 2 через кинематические звенья и упругие элементы 9 перемещает неметаллическую подложку 20 и каретку 4, при этом прилагаемое усилие передается гребенке 6 с иглами 7, которые, перемещаясь, деформируют и раздвигают пакет нитей образца текстильного материала.
Начало движения и перемещение каретки 4 с игольчатой гребенкой 6, а также величина растяжения упругих элементов 9 фиксируются оптоэлектронными элементами 12 и веб-камерой 16. Для обеспечения необходимой чувствительности измерительной системы веб-камера 16 имеет возможность вертикального и горизонтального перемещения на штативе 15 и опорах станины 1. Информация в пикселях с камеры 16 передается в процессор 17, который в соответствии с предварительно установленной калибровкой в пикселях определяет величину степени раздвижения системы нитей под действием гребенки 6 с иглами 7 от привода 2.
При перемещении гребенки 6 с иглами 7 на 2 мм фиксируют величину этого перемещения и посредством расчета определяют приложенное усилие (P):
P=CX,
где C - жесткость упругого элемента, X - деформация (перемещение границы упругого элемента).
При перемещении игольчатой гребенки (достижении величины раздвижения) на 2 мм определяют усилие P и показатель степени раздвигаемости (K):
<mrow><mi>K</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>X</mi><mi>P</mi></mfrac><mfrac><mrow><mi>м</mi><mi>м</mi></mrow><mi>H</mi></mfrac></mrow>
.
При K=2 процессор 17 формирует команду останова, которая через микроконтроллер 18 и блок сопряжения 19 подается мотору-редуктору MP и винтовой передаче 2, и одновременно обеспечивает запись информации для формирования электронной базы данных.
После остановки привода 2, поворота вручную каретки 4 в исходное положение и установки нового образца цикл измерения повторяется с записью информации в электронную базу данных.