CN106066279A - 一种纱线捻缩性能测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纱线捻缩性能测试方法及装置，其特征在于，包括底座及支撑架，在支撑架上安装有步进电机，在步进电机的下端连接有气动夹子，纱线的一端连接气动夹子，纱线的另一端连接有张力控制器，本发明将纱线一端通过气动夹子固定，纱线另一端仅采用纱线控制器控制纱线张力，而不固定纱线，这样避免传统方法将纱线两端全部固定，而引起纱线强力的减弱，进而影响测试结果,操作简单方便，测试结果更准确。

Description

一种纱线捻缩性能测试方法及装置

技术领域：

本发明涉及一种纱线捻缩性能测试方法及装置，具体而言是指根据纱线加捻收缩特点对其捻缩性能进行测试的方法。

背景技术：

捻度结构对于短纤维纱线和长丝都是一个比较古老而又重要的研究课题，随着科技发展，其研究也仍在不断地取得进展并获得出人意料的应用结果，例如近些年市场上曾经很流行的强捻纱线与弱捻纱线产品等。早在1907年，Gegauff就对纱线结构进行了有效的分析，提出了短纤纱与长丝纱结构的理论。1922—1930年间，Barker，Herzog，Skinkle等对纱线捻度评价问题进行了研究。1928年，BallS提出了纱线加捻方式的两种形式：圆柱形纤维束的加捻方式与扁平状纤维须条的卷捻方式。1936年前，Turner，Peirce，Schwarz，Womersley，Woods等都曾经对纱线结构进行过系列的研究。1936以后(至1951年间)，由于二战的影响，世界上有关纱线结构研究的文献很少。1951年以后，有关纱线研究的文献又逐渐增多。例如，Gregory对棉纱结构进行了研究，Morton等引入了纱线内纤维转移的概念，Owen、HamiIton等对混纺纱进行了研究。Landstreet等(1957)对加捻时捻缩率与捻度的关系进行了实验研究，得出两者间的经验公式。Tattersall(1958)和Riding(1959)以1965DTenasco为试样也对加捻与退捻及其捻缩理论进行了实验论证研究。Kilby(1959)、Iyer(1963)等对影响纱线捻缩的因素等问题开展了实验研究与理论分析。Hearle等(1960)以聚酯、粘胶、尼龙等长丝纱为研究对象研究了加捻时线密度(即长度、捻缩)的变化，提出了捻缩(twist contraction)、捻缩率(retraction)等指标，并推导出它们与捻角关系为。目前,虽然有很多学者对纱线捻度与捻缩进行实验研究，但是目前还没有专门针对纱线捻缩进行测试的仪器和方法，在这个背景下，本发明专利提出一种新的纱线捻缩性能测试方法。

发明内容：

针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一方面目的在于提供一种简单、准确的纱线捻缩性能测试装置。

本发明采取的技术方案如下：

一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于，包括底座及支撑架，在支撑架上安装有步进电机，在步进电机的下端连接有气动夹子，纱线的一端连接气动夹子，纱线的另一端连接有张力控制器。

进一步的设置在于：

所述底座和支撑架采用一体式结构或分体式结构。

控制装置与步进电机相连，步进电机的转动方向、转动速度和转动圈数由控制装置控制调节，所述控制装置优选选择单片机。

所述张力控制器选择绕线机专用张力控制器，优选为三菱LE-40MTA-E全自动张力控制器或江苏克诺尔机械设备制造有限公司K-ZL1张力控制器。

所述的气动夹子一端与步进电机联动连接，另一端夹持纱线，气动夹子优选选择英斯特朗2714-04x气动纱线夹具或者YG063型全自动单纱强力机专用气动夹。

本发明的第二方面目的是提供一种纱线捻缩性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

取一定长度的纱线样品，保持纱线垂直放置，纱线一端用气动夹子夹持，气动夹子上端连接步进电机，纱线的另一端引入张力控制器中夹持并控制张力，用尺子测量张力控制器下方伸出纱线长度L₁cm，然后启动步进电机带动气动夹子对纱线进行加捻，加捻完成后，再次测量张力控制器下方伸出纱线长度L₂cm，按照以下公式计算纱线捻缩率δ为：

δ＝(L₁-L₂)/(50+L₁-L₂)。

优选的，本发明的一种纱线捻缩性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)被测纱线取样长度100cm，呈垂直放置，将纱线的一端用气动夹子夹住，气动夹子上端连接步进电机，将纱线的另一端引入张力控制器中夹持并控制张力，张力控制器放置于距离气动夹子的下表面50cm处，张力控制器的张力大小根据纱线的粗细大小调节到恒定值F，F数值与纱线细度成正相关，纱线越粗，调节的F力值越大；

F值计算公式为：F＝0.005×N_tex；

N_tex是纱线粗细程度间接表示方法，其定义为1000米纱线在公定回潮率下纱线的质量克数，F单位为牛顿；

(2)用尺子测量张力控制器下方伸出纱线的长度L₁cm，分析纱线捻向，设定步进电机的旋转方向、旋转速度及旋转圈数，启动步进电机，带动气动夹子对纱线进行加捻；

所述的分析纱线捻向：如纱线为S捻向，单片机设定步进电机顺时针旋转，如纱线为Z捻向，单片机设定步进电机逆时针旋转；如纱线没有加捻，则不存在捻向，则根据产品测试需要设定旋转方向；

(3)当气动夹子旋转到设定圈数完成加捻后，再次测量张力控制器下方的伸出纱线长度L₂cm，计算纱线捻缩率为：

δ＝(L₁-L₂)/(50+L₁-L₂)。

本发明的原理和有益效果如下：

1.本发明提供一种全新的纱线捻缩性能测试方法及装置，与传统的纱线捻度仪相比，其结构和原理完全不同。

本发明的测试方法及装置，其原理是将纱线一端通过气动夹子固定，纱线另一端仅采用纱线控制器控制纱线张力，而不固定纱线，这样避免传统方法将纱线两端全部固定，而引起纱线强力的减弱，进而影响测试结果。

2.本发明的仪器结构简单，通过单片机控制步进电机完成加捻及测试，操作简单方便。

3.本发明的测试装置，测试量程大，一般可测试50cm的最大纱线收缩长度，根据需要可取较长的纱线样品(一般为100cm)，纱线加捻收缩最大测试数值可无限大，而传统的纱线捻度仪由于面板限制，最大加捻收缩长度仅10cm。

4.测试效果较现有技术更精确：

通过选择YG155A纱线捻度仪与本专利分别对三种纱线在1000-1600捻/m捻度变化中，捻缩率进行测试，可以发现：当纱线捻缩率超过10％以上，YG155A纱线捻度仪已经无法测试，同时本专利方法所采用测试结果都较YG155A纱线捻度仪略大，纱线捻缩率越大，说明捻缩效果越好，测试结果识别度越高，因此，本专利方法对纱线捻缩识别精度较现有的纱线捻度仪大，测试结果更准确。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的一种纱线捻缩性能测试装置，包括底座5及支撑架6，底座5和支撑架6可采用一体式结构或分体式结构，在支撑架6上安装有步进电机3，在步进电机3的下端连接有气动夹子2，纱线1的一端连接气动夹子2，纱线1的另一端连接有张力控制器4。

控制装置7与步进电机3相连，步进电机3的转动方向、转动速度和转动圈数由控制装置7控制调节，通过对步进电机3的转动方向、转动速度和转动圈数的控制，实现气动夹子2的协同旋转；本实施例中，控制装置7优选选择单片机，如STC12C5A60S2 51单片机。

张力控制器4优选选择绕线机专用张力控制器，如三菱LE-40MTA-E全自动张力控制器或江苏克诺尔机械设备制造有限公司K-ZL1张力控制器。

气动夹子2一端与步进电机联动连接，另一端夹持纱线1，气动夹子2优选选择英斯特朗2714-04x气动纱线夹具或者YG063型全自动单纱强力机专用气动夹。

本发明的一种纱线捻缩性能测试方法，步骤如下：

(1)如图1所示的实施例，1为被测纱线，取样长度100cm，纱线1垂直放置，将纱线1的一端用气动夹子2夹住，将纱线1的另一端引入张力控制器4中夹持，气动夹子2上端连接步进电机3，张力控制器4放置于距离气动夹子2的下表面50cm处，张力控制器4的张力大小根据纱线的粗细大小调节到恒定值F，F数值与纱线细度成正相关，纱线越粗，调节的F力值越大。

具体选择方式依照公式：F＝0.005×N_tex；

N_tex是纱线粗细程度间接表示方法，其定义为1000米纱线在公定回潮率下纱线的质量克数，F单位为牛顿。

(2)用尺子测量张力控制器4下方伸出纱线1的长度L₁cm，分析纱线捻向，随后根据纱线的捻向及测试需要，在单片机的控制面板上设定步进电机3的旋转方向、旋转速度及旋转总圈数，启动步进电机3，带动气动夹子2对纱线1进行加捻。

所述设定步进电机3的旋转方向、旋转速度及旋转总圈数，具体如下：

a、确定步进电机旋转方向：如纱线为S捻向，单片机设定步进电机3顺时针旋转，如纱线为Z捻向，单片机设定步进电机3逆时针旋转；如纱线1没有加捻，则不存在捻向，则根据产品测试需要设定旋转方向；

b、确定步进电机旋转速度和圈数：步进电机3对纱线1进行加捻的捻度即步进电机3的旋转圈数，并无特别限制，可根据测试需要自由设定，步进电机3的旋转速度可根据纱线粗细进行设定，一般而言，测试的纱线越粗，旋转速度越小。

(3)当气动夹子2旋转到设定圈数完成加捻后，再次测量张力控制器4下方的伸出纱线长度L₂cm，计算纱线捻缩率为：

δ＝(L₁-L₂)/(50+L₁-L₂)。

测试结果验证：

测试方法：选择YG155A纱线捻度仪与本专利方法分别对三种纱线在1000-1600捻/m捻度变化中，分别对捻缩率进行测试，结合如表1所示：

表1.纱线捻缩率测试对比

由表1可得：当纱线捻缩率超过10％以上，YG155A纱线捻度仪已经无法测试，同时本专利方法所采用测试结果都较YG155A纱线捻度仪略大，纱线捻缩率越大，说明捻缩效果越好，测试结果识别度越高，因此，本专利方法对纱线捻缩识别精度较G155A纱线捻度仪大，测试结果更准确。

Claims (10)

1.一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于，包括底座及支撑架，在支撑架上安装有步进电机，在步进电机的下端连接有气动夹子，纱线的一端连接气动夹子，纱线的另一端连接有张力控制器。

2.根据权利要求1所述的一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于：底座和支撑架采用一体式结构或分体式结构。

3.根据权利要求1所述的一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于：控制装置与步进电机相连，步进电机的转动方向、转动速度和转动圈数由控制装置控制调节。

4.根据权利要求3所述的一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于：控制装置选择单片机。

5.根据权利要求1所述的一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于：张力控制器选择绕线机专用张力控制器。

6.根据权利要求1所述的一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于：张力控制器选择三菱LE-40MTA-E全自动张力控制器或江苏克诺尔机械设备制造有限公司K-ZL1张力控制器。

7.根据权利要求1所述的一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于：气动夹子一端与步进电机联动连接，另一端夹持纱线。

8.根据权利要求1或7所述的一种纱线捻缩性能测试装置，其特征在于：气动夹子选择英斯特朗2714-04x气动纱线夹具或者YG063型全自动单纱强力机专用气动夹。

9.一种纱线捻缩性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：取一定长度的纱线样品，保持纱线垂直放置，纱线一端用气动夹子夹持，气动夹子上端连接步进电机，纱线的另一端引入张力控制器中夹持并控制张力，用尺子测量张力控制器下方伸出纱线长度L₁cm，然后启动步进电机带动气动夹子对纱线进行加捻，加捻完成后，再次测量张力控制器下方伸出纱线长度L₂cm，按照以下公式计算纱线捻缩率δ为：

δ＝(L₁-L₂)/(50+L₁-L₂)。

10.根据权利要求9所述的一种纱线捻缩性能测试方法，其特征在于：

(1)被测纱线取样长度100cm，呈垂直放置，将纱线的一端用气动夹子夹住，气动夹子上端连接步进电机，将纱线的另一端引入张力控制器中夹持并控制张力，张力控制器放置于距离气动夹子的下表面50cm处，张力控制器的张力大小根据纱线的粗细大小调节到恒定值F，F数值与纱线细度成正相关，纱线越粗，调节的F力值越大；

F值计算公式为：F＝0.005×N_tex；

N_tex是纱线粗细程度间接表示方法，其定义为1000米纱线在公定回潮率下纱线的质量克数，F单位为牛顿；

(2)用尺子测量张力控制器下方伸出纱线的长度L₁cm，分析纱线捻向，设定步进电机的旋转方向、旋转速度及旋转圈数，启动步进电机，带动气动夹子对纱线进行加捻；

所述的分析纱线捻向：如纱线为S捻向，单片机设定步进电机顺时针旋转，如纱线为Z捻向，单片机设定步进电机逆时针旋转；如纱线没有加捻，则不存在捻向，则根据产品测试需要设定旋转方向；

(3)当气动夹子旋转到设定圈数完成加捻后，再次测量张力控制器下方的伸出纱线长度L₂cm，计算纱线捻缩率为：

δ＝(L₁-L₂)/(50+L₁-L₂)。