专利名称：一种纺织材料切割性能检测装置及检测方法
技术领域：
本发明属于纺织品检测技术领域，具体涉及一种纺织材料切割性能检测装置，本发明还 涉及利用上述装置进行检测的方法。
背景技术：
织物切割性能是纺织材料剪切性能的具体表达形式之一，可用于评价织物受到剪切和/ 或切割形式的外力作用时，织物抵抗该外力破坏的能力，防护用织物、工业用织物、体育用 纺织品等众多产业用纺织品领域均对织物切割性能具有不同程度的要求，因此发展织物切割 性能测试方法，对指导该类织物的设计和性能测试评价具有重要的意义。
织物在实际使用中，常会遇到以剪切刀具切割方式或摩擦切割方式对织物进行破坏，但 无论剪切刀具切割方式和摩擦切割方式，对织物进行破坏时，表征破坏的能力指标体系具有 统一性，均取决于织物抵抗切割破坏时的力或能量(功率)的大小，因此采用摩擦切割方式 测试评价织物抗切割能力大小是可行的。现有的织物剪切和/或切割性能测试技术，采用不 同类型的固定刀具对传送带上的织物进行切割，目的在于完成对某种织物按规定的图案进行 裁剪和/或切割，不能测试切割织物时所需要的切割功率和切割力大小。从理论上讲，采用 摩擦切割方式测试评价织物抗切割能力的指标有两种方式 一种是固定切割功率，测试切割 破坏织物的时间或次数；另一种是测试切割织物时所消耗的功率的大小。

发明内容
本发明的目的是提供一种纺织材料切割性能检测装置，可通过摩擦切割的方式检测织物 的耐切割性能。
本发明的另一目的是，提供一种利用上述装置进行检测的方法。
本发明所采用的技术方案是， 一种纺织材料切割性能检测装置，包括金属支撑底板，金 属支撑底板上设置有支撑装置b，支撑装置b上设置用于加持试验材料的加持装置，加持装置 的一侧连接有用于驱动加持装置运动的驱动装置b，驱动装置b还和计算机相连接，所述的加 持装置的另一侧设置有切割装置，切割装置的一侧固定在支撑装置a上，切割装置的另一侧 连接有用于驱动切割装置运动的驱动装置a，驱动装置a还和计算机、测量装置依次连接。
本发明所采用的另一技术方案是， 一种利用权利要求l所述的装置进行检测的方法，按 照以下步骤实施步骤l:选择合适尺寸的纺织织物试样材料，将其夹持在加持装置内固定； 步骤2:计算机启动驱动装置a，驱动装置a带动切割装置进行回转，使切割装置回转速 度达到一定转速并回转稳定，测量装置测量切割装置在未进行织物切割状态下，以该转速回 转时，驱动切割装置回转的电机的电压W和电流Ih代入功率计算公式
Pfl. 732氺U^I^cos① 计算得到空载功率Pl; cos①为电机的功率因数；
步骤3:计算机启动驱动装置b，使加持装置做水平移动，加持装置内的试样材料移动到 与高速回转的切割装置相接触，切割装置对试样材料进行摩擦切割，测量装置测量切割装置 在进行织物切割状态下，以步骤2中的相同的稳定转速回转时驱动切割装置回转的电机的电 压U2和电流l2，代入功率计算公式
P2=l. 732氺U2氺l2化os①
计算得到满载功率P2; cos①为电机的功率因数；
步骤4:用步骤3得到的满载功率P2除以步骤2得到的空载功率Ph得到一个商值；用步 骤3得到的满载功率P2减去步骤2得到的空载功率Ph得到一个差值；根据得到的商值和差值 评价纺织材料耐切割性能，数值越大，表明纺织材料耐切割性能越好。
本发明纺织材料切割性能检测装置及检测方法的有益效果是，通过对摩擦切割器件在未 切割织物和切割织物时的驱动电压和电流的测试，计算相应的切割功率和切割力的大小，进 而评价织物耐切割性能，对指导防护用织物、工业用织物、体育用纺织品等众多产业用纺织 品的设计具有重要的意义。


图l是本发明检测装置的结构示意图。
图中，l.驱动装置a， 2.支撑装置a， 3.切割装置，4.试验材料，5.加持装置，6.支撑装 置b， 7.驱动装置b， 8.测量装置，9.计算机，IO.金属支撑底板。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。
本发明纺织材料切割性能检测装置的结构，如图1所示，包括金属支撑底板IO，金属支 撑底板10上设置有支撑装置b6，支撑装置b6上设置有加持装置5，加持装置5内加持有试验材 料4，加持装置5的一侧连接有用于驱动加持装置5运动的驱动装置b7，驱动装置b7还和计算 机9相连接，加持装置5的另一侧设置有切割装置3，切割装置3的一侧固定在支撑装置a2上， 切割装置3的另一侧连接有用于驱动切割装置3运动的驱动装置al，驱动装置al还和计算机9
5、测量装置8依次连接。切割装置3采用砂轮切割片或者圆形金属刀具，砂轮切割片为金相切 割片或金刚石切割片，圆形金属刀具厚度为O. 8mm -l.Omm。
本发明利用上述装置进行检测的方法，具体按照以下步骤实施
步骤l:选择合适尺寸的纺织织物试样材料4，用织物密度测试仪测试其经、纬向密度并 做记录，然后将其夹持在加持装置5内固定；
步骤2:计算机9启动驱动装置al，驱动装置al带动切割装置3进行回转，当切割装置3回 转速度达到1000转/min-5000转/min范围内的转速并回转稳定后，测量装置8测量切割装置3 在未进行织物切割状态下，以该转速回转时，驱动切割装置3回转的电机的电压l^和电流h ，代入功率计算公式
Pfl. 732氺U^I^cosO (1)
计算得到空载功率Pl; cos①为电机的功率因数，与电机特性有关；
步骤3:计算机9启动驱动装置b7，使加持装置5做水平移动，水平移动的速度为 lm/min-10m/min，当加持装置5内的试样材料4移动到与高速回转的切割装置3接触时，切割 装置3对试样材料4进行摩擦切割，测量装置8测量切割装置3在进行织物切割状态下，以步骤 2中的相同的稳定转速回转时，驱动切割装置3回转的电机的电压U2和电流l2，代入功率计算 公式
P2=l. 732*U2*l2*cosO (2) 计算得到满载功率P2; cos①为电机的功率因数，与电机特性有关；
步骤4:用步骤3得到的满载功率P2除以步骤2得到的空载功率Ph得到一个商值；用步 骤3得到的满载功率P2减去步骤2得到的空载功率Ph得到一个差值；根据得到的商值和差值
的数值大小表征纺织材料耐切割的程度，数值越大，表明纺织材料耐切割性能越好。具体判
断如下差值范围为0-300W，织物耐切割性能一般；差值范围为300-400W，织物耐切割性能 良好；差值范围大于400W，织物耐切割性能优良。对应商值范围为1-1.2，织物耐切割性能 一般；商值范围为1.2-1.3，织物耐切割性能良好；商值范围大于1.3，织物耐切割性能优良
在一定的电压和电流作用下，驱动电机产生一个扭矩，从而带动切割装置旋转，切割装 置旋转时，其边缘与织物接触并沿切割装置边缘的切向方向产生切割力，该切割力作用于织 物接触部分从而对织物产生切割破坏。从驱动电机的电学参数角度来讲，电机的输出功率为 :P=1.732*U*I*cosO;从整个过程的力学分析角度来讲，电机功率P、扭矩T、电机转速n之 间的关系符合公式9549.297*电机功率(P)=扭矩(T) *电机转速(n);而扭矩和切割装置边缘切割力的关系符合公式扭矩(T)=切割力(F) *作用半径(R);作用半径为砂轮 半径，为一固定值；因此电机功率与切割力之间的关系为9549.297*电机功率(P)=切割 力(F) *作用半径(R) *电机转速(n);当电机转速为定值时，电机功率与切割力呈现正 比关系，差值是指切割织物时扣除电机空转时电机功率的电机实际消耗功率，绝对消耗功率 值；商值是指切割织物时电机消耗功率的增加量，是相对消耗功率值，故可用电机功率的绝 对消耗功率值和相对消耗功率值表征织物的耐切割性能的大小。 实施例l
对高强涤纶长丝纤维织物进行耐切割性能检测
接通电源，打开计算机预热30min;选择长度为200mm、宽为100mm的高强涤纶长丝纤维 织物，该长丝纤维的规格参数为375dTex;利用密度镜测得织物经、纬向密度分别为339根 /10cm、 279根/10cm，然后将其夹持在水平试样架内进行固定；计算机9启动驱动装置al，驱 动装置al带动切割装置3进行回转，当切割装置3回转速度达到1000转/分钟并回转稳定后， 测量装置8测得切割装置3在未进行织物切割状态下，以该转速回转时，驱动切割装置3回转 的电机的电压W为380V，电流乙为2.20A，根据本装置所选择的电机型号，功率因数cos①为 0. 8，代入功率计算公式P尸l. 732W-I-cos①计算得到空载功率P!为1158. 36W;计算机9启 动驱动装置b7，使加持装置5做水平移动，移动速度为lm/min，当加持装置5内的试样材料4 移动到与高速回转的切割装置3接触时，切割装置3对试样材料4进行摩擦切割，测量装置8测 得切割装置3在进行织物切割状态下，以1000转/分钟的转速回转时，驱动切割装置3回转的 电机的电压U2为380V，电流12为2. 80A，代入功率计算公式？2=1. 732*112*12化03 0计算得到满 载功率P2为1474.28W;用满载功率P2除以空载功率Pl，得到一个商值为1.27;用满载功率P2 减去空载功率Pl，得到一个差值为315. 92W，表明该高强涤纶长丝纤维织物的耐切割性能良 好。
实施例2
对芳纶纤维织物进行耐切割性能检测
接通电源，打开计算机预热30min;选择长度为200mm、宽为100mm的芳纶，该芳纶的规 格参数为1100dTEx;利用密度镜测得织物经、纬向密度分别为7根/10cm、 7根/10cm，然后 将其夹持在水平试样架内进行固定；计算机9启动驱动装置al，驱动装置al带动切割装置3进 行回转，当切割装置3回转速度达到1000转/分钟并回转稳定后，测量装置8测得切割装置3在 未进行织物切割状态下，以该转速回转时，驱动切割装置3回转的电机的电压W为380V，电 流h为2.20A，根据本装置所选择的电机型号，功率因数cos①为0.8，代入功率计算公式P1=l. 732W-I-cos①计算得到空载功率P!为1158. 36W;计算机9启动驱动装置b7，使加持装 置5做水平移动，移动速度为2m/min，当加持装置5内的试样材料4移动到与高速回转的切割 装置3接触时，切割装置3对试样材料4进行摩擦切割，测量装置8测得切割装置3在进行织物 切割状态下，以1000转/分钟的转速回转时，驱动切割装置3回转的电机的电压U2为380V，电 流12为3. 1A，代入功率计算公式P2^.732W2W2化os①计算得到满载功率P2为1632. 23W;用
满载功率P2除以空载功率Pl，得到一个商值为1.41;用满载功率P2减去空载功率Pl，得到一
个差值为473. 87W，表明该芳纶纤维织物的耐切割性能优良。 实施例3
对高强尼龙纤维织物进行耐切割性能检测
接通电源，打开计算机预热30min;选择长度为200mm、宽为100mm的尼龙纤维，该高强 尼龙纤维的规格参数为375dTex;利用密度镜测得织物经、纬向密度分别为332根/10cm、 320根/10cm，然后将其夹持在水平试样架内进行固定；计算机9启动驱动装置al，驱动装置 al带动切割装置3进行回转，当切割装置3回转速度达到5000转/分钟并回转稳定后，测量装 置8测得切割装置3在未进行织物切割状态下，以该转速回转时，驱动切割装置3回转的电机 的电压W为380V，电流乙为2.20A，根据本装置所选择的电机型号，功率因数cos①为O. 8， 代入功率计算公式Pfl. 732W-I-cos①计算得到空载功率P!为1158. 36W;计算机9启动驱动 装置b7，使加持装置5做水平移动，移动速度为8m/min，当加持装置5内的试样材料4移动到 与高速回转的切割装置3接触时，切割装置3对试样材料4进行摩擦切割，测量装置8测得切割 装置3在进行织物切割状态下，以5000转/分钟的转速回转时，驱动切割装置3回转的电机的 电压U2为380V，电流12为2. 91A，代入功率计算公式P2二1. 732*112*12化03 0计算得到满载功率 P2为1532.20W;用满载功率P2除以空载功率Pl，得到一个商值为1.32;用满载功率P2减去空 载功率Pl，得到一个差值为373.84W，表明该高强尼龙纤维织物的耐切割性能良好。
实施例4
对玻璃纤维织物进行耐切割性能检测
接通电源，打开计算机预热30min;选择长度为200mm、宽为100mm的玻璃纤维，该玻璃 纤维的规格参数为1200dTex;利用密度镜测得织物经、纬向密度分别为6. 5根/10cm、 6.5 根/10cm，然后将其夹持在水平试样架内进行固定；计算机9启动驱动装置al，驱动装置al带 动切割装置3进行回转，当切割装置3回转速度达到1000转/分钟并回转稳定后，测量装置8测 得切割装置3在未进行织物切割状态下，以该转速回转时，驱动切割装置3回转的电机的电压 U工为380V，电流乙为2.20A，根据本装置所选择的电机型号，功率因数cos①为O. 8，代入功率计算公式Pfl. 732W-I-cos①计算得到空载功率P!为1158. 36W;计算机9启动驱动装置b7 ，使加持装置5做水平移动，移动速度为10m/min，当加持装置5内的试样材料4移动到与高速 回转的切割装置3接触时，切割装置3对试样材料4进行摩擦切割，测量装置8测得切割装置3 在进行织物切割状态下，以2000转/分钟的转速回转时，驱动切割装置3回转的电机的电压 U2为380V，电流12为3. 22A，代入功率计算公式？2=1. 732*112*12化03 0计算得到满载功率？2为 1695. 42W;用满载功率P2除以空载功率Pl，得到一个商值为1.46;用满载功率P2减去空载功 率Pl，得到一个差值为537.06W，表明该玻璃纤维织物的耐切割性能优良。
本发明纺织材料切割性能检测装置及检测方法，通过对摩擦切割器件在未切割织物和切 割织物时的驱动电压和电流的测试，计算相应的切割功率和切割力的大小，进而评价织物耐 切割性能，对指导防护用织物、工业用织物、体育用纺织品等众多产业用纺织品的设计具有 重要的意义。
权利要求
1.一种纺织材料切割性能检测装置，其特征在于，包括金属支撑底板(10)，金属支撑底板(10)上设置有支撑装置b(6)，支撑装置b(6)上设置用于加持试验材料(4)的加持装置(5)，加持装置(5)的一侧连接有用于驱动加持装置(5)运动的驱动装置b(7)，驱动装置b(7)还和计算机(9)相连接，所述的加持装置(5)的另一侧设置有切割装置(3)，切割装置(3)的一侧固定在支撑装置a(2)上，切割装置(3)的另一侧连接有用于驱动切割装置(3)运动的驱动装置a(1)，驱动装置a(1)还和计算机(9)、测量装置(8)依次连接。
2.按照权利要求l所述的检测装置，其特征在于，所述的切割装置( 3)采用砂轮切割片或者圆形金属刀具。
3.按照权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述的砂轮切割片 为金相切割片或金刚石切割片。
4.按照权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述的圆形金属刀 具厚度为O. 8mm -1. 0mm。
5.一种利用权利要求l所述的装置进行检测的方法，其特征在于，采 用一种纺织材料切割性能检测装置，包括金属支撑底板(10)，金属支撑底板(10)上设置 有支撑装置b (6)，支撑装置b (6)上设置用于加持试验材料(4)的加持装置(5)，加持 装置(5)的一侧连接有用于驱动加持装置(5)运动的驱动装置b (7)，驱动装置b (7)还 和计算机(9)相连接，所述的加持装置(5)的另一侧设置有切割装置(3)，切割装置(3 )的一侧固定在支撑装置a (2)上，切割装置(3)的另一侧连接有用于驱动切割装置(3) 运动的驱动装置a (1)，驱动装置a (1)还和计算机(9)、测量装置(8)依次连接， 该方法按照以下步骤实施步骤l:选择合适尺寸的纺织织物试样材料(4)，将其夹持在加持装置(5)内固定； 步骤2:计算机(9)启动驱动装置a (1)，驱动装置a (1)带动切割装置(3)进行回 转，使切割装置(3)回转速度达到一定转速并回转稳定，测量装置(8)测量切割装置(3)在未进行织物切割状态下，以该转速回转时，驱动切割装置(3)回转的电机的电压U1和 电流Il，代入功率计算公式 Pl=l. 732*Ul*Il*cosO计算得到空载功率P 1; cos①为电机的功率因数；步骤3:计算机(9)启动驱动装置b (7)，使加持装置(5)做水平移动，加持装置( 5)内的试样材料(4)移动到与高速回转的切割装置(3)相接触，切割装置(3)对试样材 料(4)进行摩擦切割，测量装置(8)测量切割装置(3)在进行织物切割状态下，以步骤2 中的相同的稳定转速回转时驱动切割装置(3)回转的电机的电压U2和电流I2，代入功率计 算公式<formula>formula see original document page 3</formula>计算得到满载功率P2; COS①为电机的功率因数；步骤4:用步骤3得到的满载功率P2除以步骤2得到的空载功率P1，得到一个商值；用步 骤3得到的满载功率P2减去步骤2得到的空载功率P1，得到一个差值；根据得到的商值和差值评价纺织材料耐切割性能，数值越大，表明纺织材料耐切割性能越好。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据商值和差值评 价纺织材料耐切割性能的具体判断如下差值范围为0-300W，织物耐切割性能一般；差值范 围为300-400W，织物耐切割性能良好；差值范围大于400W，织物耐切割性能优良；对应商值 范围为1-1.2，织物耐切割性能一般；商值范围为1.2-1.3，织物耐切割性能良好；商值范围 大于1.3，织物耐切割性能优良。
7.按照权利要求5所述的一种纺织材料切割性能检测方法，其特征在 于，所述的切割装置(3)回转速度为1000转/min-5000转/min。
8.按照权利要求5所述的一种纺织材料切割性能检测方法，其特征在 于，所述的加持装置(5)水平移动的速度为lm/min-10m/min。
全文摘要
本发明公开的一种纺织材料切割性能检测装置，包括金属支撑底板，金属支撑底板上设置有支撑装置b，支撑装置b上设置用于加持试验材料的加持装置，加持装置的一侧连接有用于驱动加持装置运动的驱动装置b，驱动装置b还和计算机相连接，加持装置的另一侧设置有切割装置，切割装置的一侧固定在支撑装置a上，切割装置的另一侧连接有用于驱动切割装置运动的驱动装置a，驱动装置a还和计算机、测量装置依次连接。利用上述装置进行检测的方法，通过检测切割装置在未切割织物和切割织物时的驱动电压和电流，计算相应的切割功率，评价织物耐切割性能。本发明检测装置及检测方法，对指导纺织品的设计具有重要的意义。
文档编号G01N3/24GK101625297SQ20091030539
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者穆 姚, 孙润军, 瑾 张, 涛 李, 侃 来, 陈美玉 申请人:西安工程大学