УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ НИТИ ПРИ ИЗГИБЕ

Полезная модель относится к текстильной промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для определения жесткости нити на изгиб.
Известно, что величина жесткости текстильных нитей при изгибе влияет на структуру текстильного изделия и в том числе на форму и длину нити в ткани.
Наиболее существенно влияние жесткости при изгибе нити на ее натяжение при огибании поверхности, радиус кривизны которой соизмерим с толщиной нити, около которой изгибается исследуемая нить. При этих условиях определение параметров нити, характеризующих изгиб, затруднено.
Известны следующие приборы для определения жесткости нити при изгибе: ПЖУ12М [ГОСТ 10550-93. Материалы текстильные. Полотна. Метод определения жесткости при изгибе], 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.
Недостатком этого устройства является то, что в качестве огибаемой поверхности используется игла, а не реальная нить.
Также известно устройство для определения жесткости на изгиб текстильных материалов [Кудрявин Л.А. Определение характеристик жесткости металлических мононитей. // Изв. вузов. Текстильная промышленность, - 1977 г. №5 - 57 с.]. Устройство 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 и действительный радиус кривизны нити принимаются постоянными.
Известно устройство для определения динамической жесткости нити при изгибе [Патент на полезную модель 48633 (РФ), МПК G01N 3/00. Устройство для определения жесткости нити на изгиб / Костромской государственный технологический университет; Крутикова В.Р., Общанская И.В., Лазарев В.В. - Опубл. 27.10.2005. Бюл. №13], которое снабжено вращающейся иглой и тянульными валиками, каждый из которых снабжен 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. Также известно устройство для определения жесткости нити на изгиб [Патент на полезную модель 29374 (РФ), МПК G01N 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.]. Устройство содержит шаговый двигатель, каретку с тензобалочкой, цилиндр известного радиуса, фотодатчик, видеокамеру. Недостатками данных устройств является то, что в качестве огибаемой поверхности используется игла, а не реальная нить и участок изгиба не сопоставим по форме с профилем реальной нити в ткани.
В качестве прототипа взято устройство для определения жесткости нити на изгиб [Патент на полезную модель №157286 Российская Федерация. Устройство для определения жесткости нити при изгибе / А.П. Гречухин, В.Ю. Селиверстов - Опубл. 27.11.2015, Бюл. №33]. Устройство состоит из кронштейна, на котором свободно посажены П-образные рычаги с жестко закрепленными в них опорами в виде нитей, П-образного подвеса с жестко закрепленной в нем опорой в виде нити (к которой приложена поперечная нагрузка), тензодатчиков (расположенны симметрично относительно П-образного подвеса), фотокамеры. Недостатком этого устройства является сложность определения угла поворота П-образного рычага, а также то, что реакция в опоре из-за этого рассчитывается, а не измеряется напрямую, что может вызвать погрешность в дальнейших измерениях.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении точности измерения параметров изгиба нити для последующего расчета жесткости нити на изгиб, а также в упрощении процесса измерений, удешевлении и упрощении конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что конструкция устройства обеспечивает необходимую точность прямого измерения контролируемых параметров исследуемого объекта, приближение процесса измерения к реальным условиям за счет использования в качестве опор нитей, реально отражающих структуру ткани, использования в конструкции типовых, массово производимых элементов, а также уменьшения количества деталей.
На фиг. 1 изображена схема заявляемого устройства без фотокамеры: 1 - изгибаемая нить, 2 - нить, около которой изгибается исследуемая нить, 3 - жестко посаженные в опорах П-образные рычаги, 4 - элементы тензодатчика, 5 - П-образный подвес, 6 - нить, к которой приложена поперечная нагрузка, вызывающая изгиб исследуемой нити, 7 - тензодатчики для фиксации значения горизонтальной составляющей реакции в опоре.
Прибор состоит из двух жестко закрепленных П-образных рычагов 3 (фиг. 1) с жестко закрепленными в них опорами 2 в виде нитей, П-образного подвеса 5 с жестко закрепленной в нем опоры 6 в виде нити (к которой приложена поперечная нагрузка), тензодатчиков 4 для фиксации растягивающей нагрузки, приложенной к исследуемой нити, тензодатчиков 7 для фиксации горизонтальной составляющей реакции в опоре.
Устройство работает следующим образом: исследуемая нить заправляется в просвет между П-образными рычагами 3 (фиг. 1) и жестко закрепленными в них опорами 2 в виде нитей, а также в просвет между П-образным подвесом 5 и жестко закрепленной в нем опоры 6 в виде нити, а также в тензодатчики 4. Сначала к нити прикладывается продольная нагрузка Р, а затем вертикальная нагрузка N (вместе с подвесом). В этот момент тензодатчики 7 фиксируют горизонтальную составляющую реакции в опоре П-образных рычагов, а возникающую при этом продольную нагрузку измеряют с помощью тензодатчиков 4. Затем любыми доступными способами определяют величину прогиба нити и рассчитывают жесткость нити при изгибе. При этом исключается необходимость использования фотокамеры.