RU2552317C1

RU2552317C1 - Device for measuring parameters of drawing apart threads of textile materials

Info

Publication number: RU2552317C1
Application number: RU2014129351/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Семенович Железняков; Ирина Александровна Шеромова; Галина Петровна Старкова
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: textiles, paper.

SUBSTANCE: device for measuring parameters of drawing apart threads of textile materials comprises a fixed and conventionally movable clamps to secure the test sample, the means of loading it in the form of gear-motor with a drive, controlled by the processor by the microcontroller and an interface unit, a movable carriage carrying a needle comb, the means of measuring value of movement of the sample threads, which comprise optically active elements and a webcam connected to the processor, and the means of measuring the load. The means of measuring the load are made in the form of strain gauge measuring system of diaphragm type which is connected to the processor through the microcontroller and the interface unit.

EFFECT: increase in reliability of the device operation, and increase in accuracy of assessment of the parameters of drawing apart threads, increases the service life.

1 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению для текстильной промышленности и может быть использовано для определения параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов разного волокнистого состава при их производстве и в швах швейных изделий.The invention relates to instrumentation for the textile industry and can be used to determine the parameters of the expandability of the threads of textile materials of different fibrous composition in their manufacture and in the seams of garments.

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.A device for determining the degree of expandability of the threads in accordance with GOST 28073-79 "Sewing products. Methods for determining the tensile load, the elongation of thread seams, the extensibility of the fabric threads in the seams ", containing a tensile testing machine, the load pre-tensioning the sample and a device consisting of two combs with needles and a force recorder. A disadvantage of the known device is a significant measurement error due to the subjectivity of determining the moment of reaching a predetermined spreadability value and the technological complexity of the evaluation process. In addition, the known device does not provide the possibility of express research on the degree of expandability.

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.Known device RT-2M, described in GOST 22730-87 "Textile cloth. The method of determining the expandability ”, which contains a load-clamp, a rubber roller, a drum driven by an electric motor through a worm gear, flat sponges made of hard rubber, between which the test sample is passed, a plastic plate placed at a distance of 6.0 ± 1.0 mm from the mentioned jaws, a leash with a load for fixing a sample of material and moving the deformation zone by means of a rocker arm, at the other end of which there is a load scale. A disadvantage of the known device is its structural and technological complexity associated with the presence of two autonomous electromechanical drives in the form of a worm gear and a helical gear, as well as the insufficient accuracy of estimating the degree of expandability of the threads, due to the subjectivity of the visual fixation of the moment the sample reaches the boundary of the plastic plate and the visual reading of the values applied loading.

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 с приводом, выполненный с 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.Closest to the claimed is a device for determining the spreadability of the threads by the express method (US Pat. No. 2519028, publ. 2014.06.10), containing means for fixing the test sample in the form of fixed and conditionally movable clamps and means for loading it, including a gear motor with a drive, made with the ability to control the magnitude of the load and connected with the help of elastic elements with a movable carriage carrying a needle comb, which is equipped with optically active elements and a web camera installed with the possibility of reading the magnitude of the loading and movement of the threads and transferring them to a computer.

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, а именно старением ее упругих элементов, которое вызывает появление петли гистерезиса и дрейф значений величины нагружения при неизменных значениях показателя раздвигаемости нитей.A disadvantage of the known device is the fragility of its reliable operation and the deterioration over time of the accuracy of the estimation of the magnitude of the load, which is due to a change during operation of the technical characteristics of the transmission system of the load, namely the aging of its elastic elements, which causes the appearance of a hysteresis loop and the drift of the magnitude of the load with constant values of the indicator thread extensibility.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, с высокой надежностью обеспечивающего точную оценку параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов на протяжении длительного срока эксплуатации.The objective of the invention is to provide a device with high reliability providing an accurate assessment of the parameters of the expandability of the filaments of textile materials over a long period of operation.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы устройства и увеличении точности оценки параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов при одновременном повышении срока его надежной эксплуатации.The technical result of the invention is to increase the reliability of the device and increase the accuracy of the estimation of the parameters of the expandability of the threads of textile materials while increasing the term of its reliable operation.

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.The specified technical result is achieved by a device for measuring the expandability of textile materials, containing fixed and conditionally movable clamps for fixing the test sample, its loading means in the form of a gear motor with a drive controlled by a processor by means of a microcontroller and an interface unit, a movable carriage carrying a needle comb, and means for measuring the amount of movement of the strands of the sample containing optically active elements and a webcam associated with the processor, as well as two measurements of the magnitude of the load, in which, in contrast to the known means of measuring the magnitude of the load is made in the form of a tensometric measuring system of a diaphragm type, connected to the processor through a microcontroller and an interface unit.

Структурно-кинематическая схема предлагаемого устройства показана на чертеже.Structural-kinematic diagram of the proposed device is shown in the drawing.

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.The device comprises a drive 1 with a helical gear from a gear motor (M in the drawing), a tensometric measuring system 2 of a diaphragm type for measuring the magnitude of the load, a fixed clamp 3, a carriage 4 mounted on a movable frame 5. The carriage 4 carries a comb 6 with a set needles 7 mounted with the possibility of relative relative movement of each other in the transverse direction along the width of the sample and changing the depth of their lowering, depending on the type of fibrous system, i.e. depending on the thickness of the material being pierced, through the holes in the supporting platform of the conditionally movable clamp 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.The movable carriage 4 with a needle comb 6 under the action of a helical gear drive 1 has the ability to move linearly in the guides 9 of the frame 10 between the sample and the sensitive elements of the tensometric measuring system 2 of the diaphragm type, parallel to the plane of the sample. The tabletop 11 mounted on the bed 10 of the device, performs the functions of the basic supporting platform for the test sample.

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.The device also includes optically active marks 12 and 13, showing the movement of the comb 6 with the needles 7 when the strands of the sample are moved apart by the loading provided by the drive 1. The carriage 4 has two degrees of freedom: the ability to move in the longitudinal direction under the influence of the drive 1 and the ability to rotate relative to the movable support 14 using the handle 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 M, приводящим в действие привод 1.To measure the amount of movement of the carriage 4 with the needle comb 6, a webcam 17 is installed on the tripod 16, which for adjusting the sensitivity of the measuring system has the ability to vertically and horizontally move with the tripod 16 along the guides 9 of the bed 10. The webcam 17 is connected to the processor 18, which through the microcontroller 19 and the interface unit 20 is also connected with a tensometric measuring system 2 to obtain load measurement data. On the other hand, the processor 18 through the microcontroller 19 and the interface unit 21 controls the gear motor M, which drives the drive 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.The needles 7 are made as a single structural unit with a comb 6 and a carriage 4 with the possibility of unimpeded movement relative to the movable part of the non-metallic substrate of the sample of a conditionally movable clamp 8 when the handle 15 is rotated and the sample is punctured.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

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.After appropriate preparation of the sample 22 of the test material according to the requirements of GOST 22730-87, the test sample is installed with one end slice in the fixed clamp 3, and the other end slice is placed on the plane of the conditionally movable clamp 8, kinematically connected with the movable carriage 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.After entering into the processor 18 the initial data on the type of material, the fiber composition and density of the sample by turning the handle 15, the material is punctured with needles 7, which freely move through the hole of the nonmetallic component of the moving substrate, and the possibility of starting the measurement procedure and evaluating the parameters is indicated on the desktop of the processor 18 expandability of the strands of the investigated material.

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.After that, the operator turns on the gear motor M, as a result of which the drive 1 provides the movement of the conditionally movable clamp 8 with the substrate and the carriage 4 along the guides 9 of the frame 10. The drive 1 through kinematic links moves the non-metallic component of the base plate complete with the conditionally movable clamp 8, and the force is transmitted to the comb 6 with needles 7, which, moving together with the movable carriage 4, deform and push the threads of the textile sample.

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.The beginning of the movement of the carriage carrying the comb 6 with needles 7, accompanied by the extension of the threads, and subsequent movement are recorded by the webcam 17 as a result of a change in the position of the movable optically active mark 12 relative to the fixed mark 13, while the magnitude of another parameter, namely the loading of the threads, is perceived by the diaphragm tensometric measuring system 2. Information about the magnitude of the movement of threads from the web camera 17 simultaneously with data from the tensometric measuring system 2 about the magnitude of the caller indicated Load displacements supplied to the processor 18. Thus, by moving the comb 6 with the needles 7 in synchronism fixed amount of displacement and yarn loading force, and a processor in accordance with a preset and predetermined calibration value determines razdvigaemosti recording parameter information in an electronic database.

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 M для останова привода 1.With the standard movement of the threads by 2 mm, the processor 18 generates a command to complete the procedure for measuring the expandability parameters, which, through the microcontroller 19 and the interface unit 21, enters the gear motor M to stop the drive 1.

После останова привода 1 с возвращением каретки 4 в исходное положение и установки нового исследуемого образца цикл измерения повторяется.After stopping the drive 1 with the return of the carriage 4 to its original position and installing a new test sample, the measurement cycle is repeated.

Claims

A device for measuring the parameters of the expandability of the yarns of textile materials, containing fixed and conditionally movable clamps for fixing the test sample, means for loading it in the form of a gear motor with a drive controlled by a processor using a microcontroller and an interface unit, a movable carriage carrying a needle comb, means for measuring the amount of displacement strands of the sample containing optically active elements and a webcam associated with the processor, as well as means for measuring the magnitude of the load, excellent scheesya in that the load magnitude measuring means are in the form of a strain gauge diaphragm type measuring system connected to the processor through the interface unit and microcontroller.