一种合成纤维牵伸试验机及方法与流程

本发明涉及纤维试验，具体为一种合成纤维牵伸试验机及方法。

背景技术：

1、牵伸机开展纤维试验，核心是在实验室环境下模拟工业连续牵伸工艺，完成纤维可牵伸性验证、工艺参数优化、牵伸后性能测评，主要依托实验室牵伸试验机（含s型多辊连续牵伸装置）开展，区别于工业量产牵伸机的批量生产属性，其中s型多辊连续牵伸试验机是模拟工业工艺的主流试验设备。

2、现有技术中，采用s型多辊连续牵伸试验机对合成纤维开展牵伸试验时，纤维通过在多组辊筒间呈s形往复缠绕所形成的摩擦握持力实现连续定比牵伸，牵伸过程的张力稳定性是保障试验数据准确性与结果可靠性的前提，当装置执行启动、停机、转速调节等变速操作时，受各辊组转速的偏差，纤维可能会在相邻辊组间出现瞬时卡滞或相对滑移失配，进而在极短时间内引发牵伸张力的急剧攀升，形成瞬时张力冲击，即便试验全程的平均牵伸张力处于纤维可承受的合理区间内，但短时瞬时张力冲击可能会对纤维造成损伤，当瞬时张力超过纤维的断裂强度阈值时，还可能会造成纤维断裂，导致试验进程中断、试样失效，并且，还可能会影响张力冲击过程中采集的力值、位移等试验数据，从而在一定程度上会对试验结果的重复性与表征造成影响，难以真实反映纤维的可牵伸性能边界。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种合成纤维牵伸试验机及方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种合成纤维牵伸试验机，包括设备主体，所述设备主体上沿纤维输送方向间隔设置有多组试验辊筒，多组所述试验辊筒的轴线位于同一水平面内，相邻两组所述试验辊筒之间分别设置有调节组件，沿纤维输送方向相邻的两组所述调节组件分别位于所述水平面的上下两侧，以使纤维沿多组所述试验辊筒及所述调节组件形成连续弯折的s型牵伸路径，多组所述试验辊筒远离调节组件的一端均设有清洁组件，所述调节组件包括有调节辊筒，所述调节辊筒设置于相邻两组所述试验辊筒之间，所述清洁组件包括有位于调节辊筒两侧的刮板。

3、优选的，所述调节辊筒两端均设有固定设置的方形固定框，所述方形固定框为中空设置，所述方形固定框内壁一端固定连接有活塞杆，所述活塞杆输出端连接有连接座，所述调节辊筒两端分别与连接座一侧表面连接。

4、优选的，所述连接座远离调节辊筒的一侧表面滑动连接有螺纹杆，所述螺纹杆固定连接于方形固定框内壁，所述螺纹杆外壁螺纹连接有螺纹块。

5、优选的，所述螺纹块端部连接有弹簧件，所述弹簧件套接于螺纹杆外壁，且另一端与连接座连接。

6、优选的，所述刮板底端设有升降座，所述刮板滑动连接于升降座内壁，所述刮板两侧表面均固定连接有连接块，所述升降座两侧表面均开设有滑槽，两组所述连接块一侧表面连接有复位弹簧，且复位弹簧另一端与滑槽内壁端部连接。

7、优选的，所述升降座底端对称连接有两组伸缩杆，所述伸缩杆外壁连接有连接管，所述连接管穿插于方形固定框内壁，且与活塞杆接通。

8、优选的，所述伸缩杆远离连接管的一侧表面连接有锥形堵块，所述锥形堵块表面装配有弹簧，且弹簧另一端与伸缩杆连接，两组所述伸缩杆之间设有限位杆。

9、优选的，所述刮板一端连接有斜块，所述试验辊筒一端内壁连接有多组挤压块，且挤压块绕试验辊筒轴线周向布设，所述挤压块与斜块接触位置处均设有导向斜面。

10、一种合成纤维牵伸试验机使用方法，包括以下步骤：

11、s1：初步准备：将纤维按照s形绕线路径依次缠绕于多组试验辊筒和调节辊筒表面，启动设备主体，逐步提升试验辊筒的转速，待牵伸张力趋于稳定后进行试验数据采集；

12、s2：张力补偿：调节试验辊筒转速以改变纤维牵伸状态，当下游试验辊筒减速，纤维张力下降时，调节辊筒向下移动并带动连接座挤压弹簧件，通过弹簧件提供的弹性作用维持调节辊筒与纤维的张紧贴合，改变纤维绕行路径吸收产生的长度余量；

13、s3：瞬时张力缓释：当下游试验辊筒加速，纤维张力升高时，通过纤维作用力推动调节辊筒向上移动，连接座同步上移，缩短调节辊筒与试验辊筒之间的距离，缓解瞬时牵伸冲击；

14、s4：辊面清理：牵伸试验过程中，活塞杆配合单向阀将内部空腔中的空气经连接管输送至伸缩杆内部空腔，使伸缩杆推动升降座与刮板向试验辊筒移动，直至刮板贴合试验辊筒外壁，从而利用试验辊筒的旋转对辊面附着的油剂、纤维碎屑及聚合物碎屑进行清除；

15、s5：往复清洁：活塞杆持续运作时，当伸缩杆内部气压持续升高并克服锥形堵块配套弹簧的弹性作用力后，锥形堵块打开排气口完成泄压，升降座随后复位，使刮板与试验辊筒分离，从而实现间歇式清理。

16、综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

17、1、本发明通过设置调节辊筒，根据试验辊筒的转速，可通过连接座，弹簧件的相互配合，当因速度差产生多余纤维长度时，纤维对调节辊筒的作用力随张力降低而减小，调节辊筒在弹簧件作用下向纤维路径外侧移动，使纤维绕经调节辊筒形成的实际运行路径相应延长，从而及时吸收多余纤维长度，反之，通过纤维对调节辊筒的作用力推动调节辊筒朝靠近试验辊筒的方向移动，使纤维绕行路径相应缩短，将预先形成于绕行路径中的长度余量释放至牵伸区域，从而对突然增加的牵引量进行补偿，一定程度上削弱形成的瞬时拉伸冲击，降低纤维因短时过度牵伸而产生局部变细、毛丝、内部损伤以及断丝的可能，同时有利于维持纤维与试验辊筒之间稳定的贴合状态和牵伸张力，使纤维由变速状态向稳定牵伸状态过渡更加平缓，进而减少启停及调速过程对后续试验数据的干扰，提高牵伸试验过程的稳定性、重复性，一定程度上提高了试验结果的可靠性；

18、2、本发明通过调节辊筒在牵伸速度调整过程中产生的往复位移带动活塞杆进行往复运动，并通过活塞杆、单向阀及连接管持续向伸缩杆内部输送气体，使得刮板与试验辊筒外周面接触，利用试验辊筒自身的旋转运动对附着于辊面的油剂、纤维碎屑及其他污染物进行刮除，同时，通过挤压块斜块间歇配合，可在一定程度上扩大刮板在辊筒外周面的有效清理区域，减少污染物长期集中附着于局部辊面而造成摩擦条件不均的情况，从而进一步提高连续牵伸试验过程的一致性以及试验结果的准确性。

1.一种合成纤维牵伸试验机，包括设备主体（1），其特征在于：所述设备主体（1）上沿纤维输送方向间隔设置有多组试验辊筒（11），多组所述试验辊筒（11）的轴线位于同一水平面内，相邻两组所述试验辊筒（11）之间分别设置有调节组件，沿纤维输送方向相邻的两组所述调节组件分别位于所述水平面的上下两侧，以使纤维沿多组所述试验辊筒（11）及所述调节组件形成连续弯折的s型牵伸路径，多组所述试验辊筒（11）远离调节组件的一端均设有清洁组件，所述调节组件包括有调节辊筒（27），所述调节辊筒（27）设置于相邻两组所述试验辊筒（11）之间，所述清洁组件包括有位于调节辊筒（27）两侧的刮板（35）。

2.根据权利要求1所述的一种合成纤维牵伸试验机，其特征在于：所述调节辊筒（27）两端均设有固定设置的方形固定框（21），所述方形固定框（21）为中空设置，所述方形固定框（21）内壁一端固定连接有活塞杆（23），所述活塞杆（23）输出端连接有连接座（22），所述调节辊筒（27）两端分别与连接座（22）一侧表面连接。

3.根据权利要求2所述的一种合成纤维牵伸试验机，其特征在于：所述连接座（22）远离调节辊筒（27）的一侧表面滑动连接有螺纹杆（24），所述螺纹杆（24）固定连接于方形固定框（21）内壁，所述螺纹杆（24）外壁螺纹连接有螺纹块（25）。

4.根据权利要求3所述的一种合成纤维牵伸试验机，其特征在于：所述螺纹块（25）端部连接有弹簧件（26），所述弹簧件（26）套接于螺纹杆（24）外壁，且另一端与连接座（22）连接。

5.根据权利要求1所述的一种合成纤维牵伸试验机，其特征在于：所述刮板（35）底端设有升降座（34），所述刮板（35）滑动连接于升降座（34）内壁，所述刮板（35）两侧表面均固定连接有连接块（351），所述升降座（34）两侧表面均开设有滑槽（341），两组所述连接块（351）一侧表面连接有复位弹簧，且复位弹簧另一端与滑槽（341）内壁端部连接。

6.根据权利要求5所述的一种合成纤维牵伸试验机，其特征在于：所述升降座（34）底端对称连接有两组伸缩杆（31），所述伸缩杆（31）外壁连接有连接管（33），所述连接管（33）穿插于方形固定框（21）内壁，且与活塞杆（23）接通。

7.根据权利要求6所述的一种合成纤维牵伸试验机，其特征在于：所述伸缩杆（31）远离连接管（33）的一侧表面连接有锥形堵块（32），所述锥形堵块（32）表面装配有弹簧，且弹簧另一端与伸缩杆（31）连接，两组所述伸缩杆（31）之间设有限位杆（37）。

8.根据权利要求1所述的一种合成纤维牵伸试验机，其特征在于：所述刮板（35）一端连接有斜块（36），所述试验辊筒（11）一端内壁连接有多组挤压块（12），且挤压块（12）绕试验辊筒（11）轴线周向布设，所述挤压块（12）与斜块（36）接触位置处均设有导向斜面。

9.一种合成纤维牵伸试验机使用方法，适用于权利要求1－8中任意一项所述的一种合成纤维牵伸试验机，该方法包括以下步骤：