УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАЗДВИГАЕМОСТИ НИТЕЙ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к приборостроению для текстильной промышленности и может быть использована для определения параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов разного волокнистого состава при их производстве и в швах швейных изделий.
Известно устройство для определения степени раздвигаемости нитей в соответствии с ГОСТ 28073-79 «Изделия швейные. Методы определения разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах», содержащее разрывную машину, груз предварительного натяжения образца и приспособление, состоящее из двух гребенок с иглами и регистратора усилия. Недостатком известного устройства является значительная погрешность измерения, обусловленная субъективностью определения момента достижения заданной величины раздвигаемости и технологической сложностью процесса оценки. Кроме того, известное устройство не обеспечивает возможности экспресс-исследования степени раздвигаемости.
Известен прибор РТ-2М, описанный в ГОСТ 22730-87 «Полотна текстильные. Метод определения раздвигаемости», который содержит 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.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для определения раздвигаемости нитей экспресс-методом (пат. №2519028, опубл. 2014.06.10), содержащее средства фиксации исследуемого образца в виде неподвижного и условно подвижного зажимов и средства его нагружения, включающие мотор-редуктор, возможностью управления величиной нагружения и связанный с помощью упругих элементов с подвижной кареткой, несущей игольчатую гребенку, которая снабжена оптически активными элементами и веб-камерой, установленными с возможностью считывания величины нагружения и перемещения нитей и передачи их в компьютер.
Недостатком известного устройства является недолговечность его надежной работы и ухудшение со временем точности оценки величины нагружения, что обусловлено изменением в ходе эксплуатации технических характеристик системы передачи нагружения, содержащей упругие элементы, которое вызывает появление петли гистерезиса и дрейф значений величины нагружения при неизменных значениях показателя раздвигаемости нитей.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, с высокой надежностью обеспечивающего точную оценку параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов на протяжении длительного срока эксплуатации.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности работы устройства и увеличении точности оценки параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов при длительном сроке его эксплуатации.
Указанный технический результат достигается устройством для измерения параметров раздвигаемости текстильных материалов, содержащим неподвижный и условно подвижный зажимы для фиксации исследуемого образца, средства его нагружения в виде мотора-редуктора с приводом, управляемого процессором посредством микроконтроллера и блока сопряжения, подвижную каретку, несущую игольчатую гребенку, и средства измерения величины перемещения нитей образца, содержащие оптически активные элементы и веб-камеру, связанную с процессором, а также средства измерения величины нагружения, в котором, в отличие от известного, средства измерения величины нагружения выполнены в виде тензометрической измерительной системы диафрагменного типа, связанной с процессором через микроконтроллер и блок сопряжения.
Структурно-кинематическая схема предлагаемого устройства показана на чертеже.
Устройство содержит привод 1 с винтовой передачей от мотора-редуктора (М на чертеже), тензометрическую измерительную систему 2 диафрагменного типа для измерения величины нагружения, неподвижный зажим 3, каретку 4, установленную на подвижной рамке 5. Каретка 4 несет на себе гребенку 6 с набором игл 7, установленных с возможностью взаимного перемещения относительного друг друга в поперечном направлении по ширине образца и изменения глубины их опускания, в зависимости от вида волокнистой системы, т.е. в зависимости от толщины прокалываемого материала, через отверстия в опорной площадке условно подвижного зажима 8.
Подвижная каретка 4 с игольчатой гребенкой 6 при действии винтовой передачи привода 1 имеет возможность прямолинейного перемещения в направляющих 9 станины 10 между образцом и чувствительными элементами тензометрической измерительной системы 2 диафрагменного типа, параллельно плоскости образца. Столешница 11, установленная на станине 10 устройства, выполняет функции базовой опорной площадки для исследуемого образца.
В состав устройства входят также оптически активные метки 12 и 13, показывающие перемещение гребенки 6 с иглами 7 при раздвижении нитей образца под воздействием нагружения, обеспечиваемого приводом 1. Каретка 4 имеет две степени свободы: возможность перемещения в продольном направлении под воздействием привода 1 и возможность поворота относительно подвижной опоры 14 с помощью рукоятки 15.
Для измерения величины перемещения каретки 4 с игольчатой гребенкой 6 на штативе 16 установлена веб-камера 17, которая для настройки чувствительности измерительной системы имеет возможность вертикального и горизонтального перемещения со штативом 16 по направляющим 9 станины 10. Веб-камера 17 скоммутирована с процессором 18, который посредством микроконтроллера 19 и блока сопряжения 20 связан также с тензометрической измерительной системой 2 для получения данных измерения нагружения. С другой стороны, процессор 18 через микроконтроллер 19 и блок сопряжения 21 осуществляет управление мотором-редуктором М, приводящим в действие привод 1.
Иглы 7 выполнены как единый конструктивный узел с гребенкой 6 и кареткой 4 с возможностью беспрепятственного перемещения относительно подвижной части неметаллической подложки образца условно подвижного зажима 8 при поворотном движении рукоятки 15 и проколе образца.
Устройство работает следующим образом.
После соответствующей подготовки образца 22 исследуемого материала согласно требованиям ГОСТ 22730-87 испытуемый образец одним концевым срезом устанавливают в неподвижном зажиме 3, а другой концевой срез размещают на плоскости условно подвижного зажима 8, кинематически связанного с подвижной кареткой 4.
После ввода в процессор 18 исходных данных о виде материала, волокнистом составе и плотности образца поворотом рукоятки 15 осуществляется прокол материала иглами 7, которые беспрепятственно перемещаются через отверстие неметаллической составляющей подвижной подложки, при этом на рабочем столе процессора 18 индицируется возможность начала процедуры измерения и оценки параметров раздвигаемости нитей исследуемого материала.
После этого оператор включает мотор-редуктор М, в результате чего привод 1 обеспечивает перемещение условно подвижного зажима 8 с подложкой и каретки 4 по направляющим 9 станины 10. Привод 1 через кинематические звенья перемещает неметаллическую составляющую опорной пластины в комплекте с условно подвижным зажимом 8, и усилие передается гребенке 6 с иглами 7, которые двигаясь вместе с подвижной кареткой 4, деформируют и раздвигают нити образца текстильного материала.
Начало движения каретки, несущей гребенку 6 с иглами 7, сопровождаемое раздвижением нитей, и последующее перемещение фиксируются веб-камерой 17 как результат изменения положения подвижной оптически активной метки 12 относительно неподвижной метки 13, при этом величина другого параметра, а именно нагружения нитей, воспринимается диафрагмой тензометрической измерительной системы 2. Информация о величине перемещения нитей от веб-камеры 17 одновременно с данными от тензометрической измерительной системы 2 о величине вызывающего указанное перемещение нагружения поступает в процессор 18. Таким образом, при перемещении гребенки 6 с иглами 7 синхронно фиксируются величина перемещения и усилие нагружения нитей, и процессор в соответствии с предварительно установленной и заданной калибровкой определяет значение параметра раздвигаемости с записью информации в электронную базу данных.
При нормативном перемещении нитей на 2 мм процессором 18 формируется команда на завершение процедуры измерения параметров раздвигаемости, которая через микроконтроллер 19 и блок сопряжения 21 поступает к мотор-редуктору М для останова привода 1.
После останова привода 1 с возвращением каретки 4 в исходное положение и установки нового исследуемого образца цикл измерения повторяется.