УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ, ДЛИНЫ И ВЫСОТЫ ВОЛНЫ ПРИ ПРОДОЛЬНОМ ИЗГИБЕ ПРОБ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Устройство для измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб текстильных материалов относится к измерительной технике, а именно к пружинным устройствам, применяемым для измерения малых величин силы и перемещений деталей механизмов машин, а также для выполнения лабораторных и практических работ по измерению усилия сопротивления продольному изгибу и длины и высоты волны при изгибе проб текстильных материалов.
Известно устройство для измерения усилий при продольном неориентированном изгибе проб отдельных текстильных материалов, швов и пакетов одежды /1/.
Недостатком этого устройства является его массивность, конструктивная сложность и неприспособленность для измерения длины и высоты волны при изгибе проб текстильных материалов.
Известно устройство для измерения малых силы и линейных перемещений /2/, содержащее индикатор линейных перемещений часового типа со сменной спиральной пружиной сжатия.
Недостатком этого устройства является его неприспособленность для измерения усилия сопротивления продольному изгибу и длины и высоты волны при изгибе проб текстильных материалов.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности проведения одновременных измерений усилия сопротивления продольному изгибу и длины и высоты волны при изгибе проб различных текстильных материалов на специализированном измерительном устройстве.
Техническое решение поставленной задачи обеспечено тем, что в устройстве для измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб различных текстильных материалов, содержащем основание и стойку с измерительными элементами, на верху стойки подвешены на одной оси соединенные между собой силоизмерительные шкала и плоская пружина, свободный конец последней имеет зажим для крепления конца испытуемой пробы материала и возможность перемещения над поверхностью направляющей пластины, закрепленной на основании и имеющей передвижной зажим для крепления второго конца пробы, кроме того, к основанию прикреплена совмещенная шкала для измерения длины и высоты волны при изгибе проб различных текстильных материалов.
Сущность и конструкция полезной модели поясняются чертежами. На фиг.1 показан вид спереди, на фиг.2 - вид сбоку.
Устройство для измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб различных текстильных материалов содержит основание 1, на котором закреплены стойка 2, шкала 3 для измерения длины и высоты волны при изгибе пробы материала 4, направляющую пластину 5, подвижный зажим 6, винты 7 и 8 для крепления концов пластины к основанию. На верхнем конце стойки 2 установлена ось 9, на консольном конце которой гайкой 10 и фиксаторами 11 закреплены плоская пружина 12 и силоизмерительная шкала 13. На этой же оси могут устанавливаться дополнительные короткие пружины 14, повышающие жесткость основной пружины 12. На свободном конце пружины 12 установлены подвижный зажим 15 для второго конца пробы материала 4. Правый конец пластины 5 имеет вертикальный паз под головкой винта 8. Шкала 3 и стойка 2 соединены винтом 16.
Устройство для измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб различных текстильных материалов работает следующим образом. Сначала подготавливают пробы исследуемых текстильных материалов. Они должны иметь ширину (28+2) мм и длину, лежащую в диапазоне от (68+2) мм до (138+2) мм с припуском по длине 15 мм для крепления концов в зажимах устройства. Число проб, выкроенных из куска материала в продольном и поперечном направлениях, при испытаниях должно быть не менее 10.
Затем поворачивают шкалу 13 против часовой стрелки так, чтобы конец пружины 12 показал ноль на горизонтальной шкале 3, а середина пружины 12 - ноль на шкале 13. При невыполнении этого условия допускается небольшое деформирование пружины 12 возле оси или посередине вручную. Проверяется зазор между плоскостью пластины 5 и нижним концом пружины 12. Он должен быть при крайнем правом положении пружины 12 не менее 1 мм и не более 3 мм для проб из текстильных материалов, имеющих малую поверхностную плотность, и от 3 мм до 6 мм - для материалов средней и большой поверхностной плотности. Чтобы шкала 3 при крайнем правом положении не уходила влево, слегка подтягивают гайку 10, поворачивая ее по часовой стрелке. Изменение зазора между плоскостью пластины 5 и нижним концом пружины 12 производят при ослабленном винте 8. Далее осуществляют крепление концов пробы текстильного материала. Для этого пробу 4 кладут на пластину 5. Левой рукой отводят нижний конец пружины 12 вправо на 15-20 мм, большим и указательным пальцами поднимают вверх на 5-7 мм зажим 15, подводят к нему по отгибу на конце пружины правый конец пробы, потом опускают на нее зажим. Затем выравнивают пробу относительно пластины 5, окончательно зажимают ее конец и возвращают конец пружины в нулевое положение. После этого, указательным и большим пальцами левой руки, раскрывают зажим 6, вводят в зазор между пластиной 5 и зажимом 6 левый конец пробы материала и зажимают его, убедившись по горизонтальной шкале 3 в правильности крепления пробы по длине, проверяют отсутствие перекосов и выпуклостей пробы, производят необходимые корректировки ее положения, слегка разжимая зажимы 6 или 15.
1
2
После установки и крепления концов пробы материала приступают к измерению усилия сопротивления ее продольному изгибу и длины и высоты волны при изгибе пробы. Для этого правой рукой медленно поворачивают шкалу 13 по часовой стрелке и через каждые 10 мм горизонтального перемещения правого конца пробы записывают показания усилия сопротивления по шкале 13 и вертикальных перемещений средней части образца при деформации продольного изгиба по шкале 3. Горизонтальное перемещение правого конца пробы целесообразно выполнять на величину в пределах 50-60% от длины пробы. При прекращении перемещения конца пробы нужно по горизонтальной шкале 3 определить длину, высоту волны при изгибе и ширину средней деформированной части пробы на /, высоты волны при изгибе пробы, а также максимальное усилие в Н, необходимое для изгибания пробы одновременно в трех местах: посередине и по краям. Отношение усилия сопротивления изгибу к площади волны при изгибе (Н·В/2) характеризует упругость материала пробы.
При измерении усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб текстильных материалов малой поверхностной плотности достаточно иметь на оси 9 одну узкую пружину 12. Если ее жесткость велика для измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб сверхлегких материалов, то потребуется установка более узкой или более тонкой пружины. Такая пружина позволит на шкале 13 считывать уменьшенные в 1,5-2 раза показания (т.е. снизить цену деления шкалы в 2 раза) и, таким образом, повысить точность измерений.
При измерении усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб текстильных материалов средней и большой поверхностной плотности потребуется ужесточение пружины 12. Для этого в устройстве предусмотрена возможность установки на оси 9 сверху пружины 12 дополнительных коротких пружин 14. Их длина и толщина должны быть рассчитаны так, чтобы цифровые индексы шкалы 13 стали больше в два, четыре и более раз. При этом для удобства считывания показаний над делениями основной шкалы на ее цифры может быть временно прикреплена полоска с новыми цифрами (новой ценой делений), например, от 0 до 0,2 Н или от 0 до 0,4 Н.
При необходимости измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб из толстых материалоемких нетканых, дублированных и триплированных материалов, натуральной и искусственной кожи можно заменить тонкую узкую пружину 12 на более широкую или более толстую и, при необходимости, усилить зажимы или установить более жесткие дополнительные пружины 14.
Для тарирования пружин 12 и 14 и проверки правильности показаний шкалы 13 устройство надо поставить на правый бок, поместить в зажимное устройство 15 навески (гирьки определенной массы) и сравнить с показаниями шкалы 3.
Применение устройства для измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб текстильных материалов в лабораториях текстильного производства или производств легкой промышленности позволит оптимизировать технологию подбора и конфекционирования материалов для создания многослойных пакетов одежды разного назначения, а также создать обширную базу данных о технических характеристиках современных материалов для одежды, используемую при математическом прогнозировании (моделировании) уровня качества изделий легкой промышленности и ее производственных процессов.
Применение устройства для измерения усилия сопротивления, длины и высоты волны при продольном изгибе проб текстильных материалов в лабораториях профильных учебных заведений для учебных и исследовательских целей обеспечит возможность на практике изучать, прослеживать и прогнозировать эффективность проявления механизма формообразования при создании объемных оболочек (элементов многослойной одежды) заданных форм из плоских текстильных материалов с заданными эластичностью или пластичностью, мягкостью или жесткостью, а также реализовать инженерный метод проектирования формы, основанный на анализе работы материала и конструкций из него, так как работа, совершаемая материалом при формообразовании, определяется его упругостью и, в свою очередь, определяет комфортность создаваемой одежды.
Источники информации
1. Жихарев А.П., Краснов Б.Я., Петропавловский Д.Г. Практикум по материаловедению в производстве изделий легкой промышленности. Москва. ACADEMA, 2004, 459 с.
2. Патент на полезную модель №85647. Приоритет от 24.02.2009. Заявка №209106384/22 от 24.02.09; опубл. 10.08.2009, Бюл. №22. с.5. ил.2.