【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碳纤维耐磨性能的测试装置和方法，属于碳纤维耐磨性测试。
技术介绍
1、碳纤维是一种新型材料，与一般金属制品相比在同等性能的前提下，碳纤维的减重效果优异，已广泛应用于航空航天、化工、汽车及建筑等领域。随着科技的不断进步，碳纤维将会在更宽广的领域实现应用，也将会为人类材料发展创造更多的价值。
2、碳纤维工艺适用性能的评价一直以来是一个突出的难题，往往是厂家与客户各执一词，互不相让，难以达成共识，所以提出一种双方都认可的测试评价方法对行业内部具有指导意义。碳纤维预制体制备过程中纤维与钩针间磨损是纤维损伤的主要原因之一，所以对耐磨性的准确表征有助于碳纤维复合材料制品在设计过程中获得更精确的设计参数。
3、中国专利cn105445131a中公开一种纤维丝束耐磨性能的测试方法及装置，使纤维通过夹角为60°的镀铬不锈钢细棒，在细棒前后都设置ccd相机测量纤维在摩擦过程中的起毛量，但存在无法实现牵引纤维张力的控制，且该装置的牵引速度较慢，仅为0.1-10转/分钟。中国专利cn201310203231.7公开了一种碳纤维束耐磨性的测试方法，该专利技术方法可通过设置张力、摩擦速度等参数，实现对不同碳纤维的耐磨性测试，但其过小的测试范围无法体现碳纤维加工过程中的摩擦具体情况。中国专利cn111551461a中公开了一种高性能纤维束耐磨性能的测试装置及测试方法，该方法可任意设计摩擦时纤维弯曲角度，并可调节纤维牵引张力但该专利无法提供纤维的纵向的耐磨性测试。
4、上述专利对碳纤维或其他纤维的测试方法均
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种碳纤维耐磨性能的测试装置，解决现有技术中的碳纤维耐磨性能测试装置仅能对纤维过行横向的耐磨测试，不能对碳纤维进行纵向耐磨性测试的技术缺陷。
2、为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种碳纤维耐磨性能的测试装置，包括测试平台、运动平台、左侧纤维固定夹具、右侧纤维固定夹具、配重和牵引绳，左侧纤维固定夹具和右侧纤维固定夹具分别设置在测试平台顶部表面的左右两端处，其中右侧纤维固定夹具固定在测试平台上，左侧纤维固定夹具可在测试平台上左右运动，牵引绳的一端与左侧纤维固定夹具连接，另一端自测试平台边沿向下弯曲，并连接配重，运动平台设置在测试平台上，并且可以在测试平台上左右移动，运动平台上设置有一个以上的摩擦棒组，摩擦棒组随移动平台的左右移动而同步左右移动，摩擦棒组穿过运动平台并可相对运动平台垂直运动，摩擦棒组的顶部设置有移动块，运动平台上设置有竖直支撑板，移动块设置在竖直支撑板上并且与竖直支撑板构成垂直移动副，竖直支撑板上设置有竖直驱动装置，该竖直驱动装置与移动块连接用于驱动移动块上下移动，摩擦棒组随移动块的上下移动而同步上下移动，待测试的碳纤维穿过摩擦棒组，并且其两端分别与左侧纤维固定夹具和右侧纤维固定夹具固定连接，并由配重拉紧，摩擦棒组的水平移动及竖直移动可分别用于对碳纤维进行横向及纵向的耐磨性测试。
3、作为本专利技术的进一步改进，还包括固定块，固定块固定在测试平台上，牵引绳与左侧纤维固定夹具固定后穿过固定块再连接配重，在固定块上设置有导杆，该导杆穿过左侧纤维固定夹具，左侧纤维固定夹具可以沿导杆的长度方向移动，测试平台上设置有计数量，用于计录摩擦棒组水平和/或竖直移动的次数，在碳纤维磨断后，配重经牵引绳拉动左侧纤维固定夹具撞击固定块，计数器停止计数。
4、作为本专利技术的进一步改进，导杆的数量为两根，两根导杆平行并且其一端与固定块固定连接，两根导杆均穿过左侧纤维固定夹具，在使用状态下，碳纤维的端部固定在两根导杆之间。
5、作为本专利技术的进一步改进，竖直支撑板的顶部固定有水平支撑板，在水平支撑板与运动平台间设置有一根以上的导向杆，移动块滑动设置在导向杆上，竖直驱动装置设置在水平支撑板上。
6、作为本专利技术的进一步改进，竖直驱动装置是驱动电机，其输出轴向下穿过水平支撑板，并连接有丝杆，丝杆的底端与运动平台转动连接，丝杆穿过移动块，并且与移动块螺纹配合，驱动电机驱动丝杆转动，用于驱动移动块垂直移动。
7、作为本专利技术的进一步改进，移动块上远离竖直支撑板的一侧固定有连接板，连接板与移动块固定连接，摩擦棒组的顶端与连接板固定连接。
8、作为本专利技术的进一步改进，左侧纤维固定夹具和右侧纤维固定夹具的结构相同，均包括上夹块和下夹块，上夹块上设置有紧固螺栓，紧固螺栓穿过上夹块并与下夹块螺纹配合，拧紧该紧固螺栓用于将碳纤维夹紧在上夹块和下夹块之间，左侧纤维固定夹具的下夹块可以在测试平台上移动，右侧纤维固定夹具的下夹块固定在测试平台上。
9、作为本专利技术的进一步改进，测试平台上沿左右方向开设有通槽，摩擦棒的底端伸入通槽内，测试平台内设置有水平驱动装置，水平驱动装置与运动平台连接，用于驱动运动平台左右移动。
10、本专利技术的另一个目的是提供一种碳纤维耐磨性能的测试方法，采用碳纤维耐磨性能的测试装置；首先，固定待测试的碳纤维，将碳纤维穿过所有的摩擦棒组，并使碳纤维的两端分别与左侧纤维固定夹具和右侧纤维固定夹具固定；其次，测试碳纤维的耐磨性能，如仅需测试碳纤维的横向耐磨性，通过运动平台在测试平台上水平移动使摩擦棒组对碳纤维横向摩擦，如仅需测试碳纤维的纵向耐磨性，通过移动块竖直移动，使摩擦棒组对碳纤维纵向摩擦，如需同时测试碳纤维的横向和纵向耐磨性，运动平台水平移动的同时使移动块垂直移动；在碳纤维磨断时，配重拉动左侧纤维固定夹具撞击固定块，计数器停止计数并记录摩擦次数。
11、作为本专利技术的更进一步改进，固定待测试的碳纤维包括将待测试的碳纤维的一端固定在右侧纤维固定夹具上，将待测试的碳纤维的另一端依次穿过摩擦棒组，再将左侧纤维固定夹具朝向右侧纤维固定夹具的方向拉动，并将待测试的碳纤维的另一端固定在左侧纤维固定夹具。
12、综上所述，本专利技术的有益效果是：本专利技术中的运动平台在测试平台上水平移动，摩擦棒组随之同步水平移动，由摩擦棒组相对待检测的碳纤维水平移动可实现碳纤维横向的耐磨性测试，而摩擦棒组相对运动平台竖直移动，使摩擦棒组相对碳纤维在竖直方向上移动，可实现碳纤维纵向的耐磨性测试，本专利技术中摩擦棒组随运动平台同时水平运动的同时，在运动平台上竖直移动，可以同时对碳纤维进行横向和纵向的耐磨性测试，为碳纤维提供复杂的耐磨性测试条件，从而为碳纤维的研发提供有力的评价参数。
13、本专利技术通过在测试平台上设置固定块，一方面可以有效的阻止在待测试的碳纤维断裂后，配重通过牵引绳拉左侧纤维固定夹具动掉落到地面上，另一方面通过左侧纤维固定夹具与固定块的接触使计数器停止计数，固定块上的导杆可以为左侧纤维固定夹具的移动进行导向。
14、本专利技术在固定块上设置两根导杆，使左侧纤维固定夹具在移动时受力更均匀，在碳纤维测试断裂后，左侧纤维固定夹本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：包括测试平台（1）、运动平台（2）、左侧纤维固定夹具（3）、右侧纤维固定夹具（4）、配重（5）和牵引绳（6），左侧纤维固定夹具（3）和右侧纤维固定夹具（4）分别设置在测试平台（1）顶部表面的左右两端处，其中右侧纤维固定夹具（4）固定在测试平台（1）上，左侧纤维固定夹具（3）可在测试平台（1）上左右运动，牵引绳（6）的一端与左侧纤维固定夹具（3）连接，另一端自测试平台（1）边沿向下弯曲，并连接配重（5），运动平台（2）设置在测试平台（1）上，并且可以在测试平台（1）上左右移动，运动平台（2）上设置有一个以上的摩擦棒组（7），摩擦棒组（7）随移动平台的左右移动而同步左右移动，摩擦棒组（7）穿过运动平台（2）并可相对运动平台（2）垂直运动，摩擦棒组（7）的顶部设置有移动块（8），运动平台（2）上设置有竖直支撑板（9），移动块（8）设置在竖直支撑板（9）上并且与竖直支撑板（9）构成垂直移动副，竖直支撑板（9）上设置有竖直驱动装置（10），该竖直驱动装置（10）与移动块（8）连接用于驱动移动块（8）上下移动，摩擦棒组（7）随移动块（8）的上下移
2.根据权利要求1所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：还包括固定块（12），固定块（12）固定在测试平台（1）上，牵引绳（6）与左侧纤维固定夹具（3）固定后穿过固定块（12）再连接配重（5），在固定块（12）上设置有导杆（13），该导杆（13）穿过左侧纤维固定夹具（3），左侧纤维固定夹具（3）可以沿导杆（13）的长度方向移动，测试平台（1）上设置有计数量，用于计录摩擦棒组（7）水平和/或竖直移动的次数，在碳纤维磨断后，配重（5）经牵引绳（6）拉动左侧纤维固定夹具（3）撞击固定块（12），计数器停止计数。
3.根据权利要求2所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：导杆（13）的数量为两根，两根导杆（13）平行并且其一端与固定块（12）固定连接，两根导杆（13）均穿过左侧纤维固定夹具（3），在使用状态下，碳纤维的端部固定在两根导杆（13）之间。
4.根据权利要求1所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：竖直支撑板（9）的顶部固定有水平支撑板（14），在水平支撑板（14）与运动平台（2）间设置有一根以上的导向杆（15），移动块（8）滑动设置在导向杆（15）上，竖直驱动装置（10）设置在水平支撑板（14）上。
5.根据权利要求4所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：竖直驱动装置（10）是驱动电机，其输出轴向下穿过水平支撑板（14），并连接有丝杆（16），丝杆（16）的底端与运动平台（2）转动连接，丝杆（16）穿过移动块（8），并且与移动块（8）螺纹配合，驱动电机驱动丝杆（16）转动，用于驱动移动块（8）垂直移动。
6.根据权利要求5所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：移动块（8）上远离竖直支撑板（9）的一侧固定有连接板（17），连接板（17）与移动块（8）固定连接，摩擦棒组（7）的顶端与连接板（17）固定连接。
7.根据权利要求1所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：左侧纤维固定夹具（3）和右侧纤维固定夹具（4）的结构相同，均包括上夹块（18）和下夹块（19），上夹块（18）上设置有紧固螺栓（20），紧固螺栓（20）穿过上夹块（18）并与下夹块（19）螺纹配合，拧紧该紧固螺栓（20）用于将碳纤维夹紧在上夹块（18）和下夹块（19）之间，左侧纤维固定夹具（3）的下夹块（19）可以在测试平台（1）上移动，右侧纤维固定夹具（4）的下夹块（19）固定在测试平台（1）上。
8.根据权利要求1所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：测试平台（1）上沿左右方向开设有通槽，摩擦棒的底端伸入通槽内，测试平台（1）内设置有水平驱动装置，水平驱动装置与运动平台（2）连接，用于驱动运动平台（2）左右移动。
9.碳纤维耐磨性能的测试方法，其特征在于：采用权利要求1至8任一项所述的碳纤维耐磨性能的测试装置；
10.根据权利要求9所述的碳纤维耐磨性能的测试方法，其特征在于：固定待测试的碳纤维包括将待测试的碳纤维的一端固定在右侧纤维固定夹具（4）上，将待测试的碳纤维的另一端依次穿过摩擦棒组（7），再将左侧纤维固定夹具（3）朝向右侧纤维固定夹具（4）的方向拉动，并将待测试的碳纤维的另一端固定在左侧纤维固定夹具（3）。...
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：包括测试平台（1）、运动平台（2）、左侧纤维固定夹具（3）、右侧纤维固定夹具（4）、配重（5）和牵引绳（6），左侧纤维固定夹具（3）和右侧纤维固定夹具（4）分别设置在测试平台（1）顶部表面的左右两端处，其中右侧纤维固定夹具（4）固定在测试平台（1）上，左侧纤维固定夹具（3）可在测试平台（1）上左右运动，牵引绳（6）的一端与左侧纤维固定夹具（3）连接，另一端自测试平台（1）边沿向下弯曲，并连接配重（5），运动平台（2）设置在测试平台（1）上，并且可以在测试平台（1）上左右移动，运动平台（2）上设置有一个以上的摩擦棒组（7），摩擦棒组（7）随移动平台的左右移动而同步左右移动，摩擦棒组（7）穿过运动平台（2）并可相对运动平台（2）垂直运动，摩擦棒组（7）的顶部设置有移动块（8），运动平台（2）上设置有竖直支撑板（9），移动块（8）设置在竖直支撑板（9）上并且与竖直支撑板（9）构成垂直移动副，竖直支撑板（9）上设置有竖直驱动装置（10），该竖直驱动装置（10）与移动块（8）连接用于驱动移动块（8）上下移动，摩擦棒组（7）随移动块（8）的上下移动而同步上下移动，待测试的碳纤维穿过摩擦棒组（7），并且其两端分别与左侧纤维固定夹具（3）和右侧纤维固定夹具（4）固定连接，并由配重（5）拉紧，摩擦棒组（7）的水平移动及竖直移动可分别用于对碳纤维进行横向及纵向的耐磨性测试。
2.根据权利要求1所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：还包括固定块（12），固定块（12）固定在测试平台（1）上，牵引绳（6）与左侧纤维固定夹具（3）固定后穿过固定块（12）再连接配重（5），在固定块（12）上设置有导杆（13），该导杆（13）穿过左侧纤维固定夹具（3），左侧纤维固定夹具（3）可以沿导杆（13）的长度方向移动，测试平台（1）上设置有计数量，用于计录摩擦棒组（7）水平和/或竖直移动的次数，在碳纤维磨断后，配重（5）经牵引绳（6）拉动左侧纤维固定夹具（3）撞击固定块（12），计数器停止计数。
3.根据权利要求2所述的碳纤维耐磨性能的测试装置，其特征在于：导杆（13）的数量为两根，两根导杆（13）平行并且其一端与固定块（12）固定连接，两根导杆（13）均穿过左侧纤维固定夹具（3），在使用状态下，碳纤维的端部固定在两根导杆（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亚文，马丹，傅雪磊，李熙，马超群，
申请(专利权)人：南京玻璃纤维研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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