[实用新型]一种碳纤维摩擦系数测试装置

说明书

本实用新型提供一种碳纤维摩擦系数测试装置，包括电机控制箱、摩擦辊控制箱和负荷相等的一对张力夹，所述电机控制箱内部放置有电机，所述摩擦辊控制箱上设有可电磁加热的摩擦辊，所述摩擦辊通过传动杆和所述电机相连，所述电机驱动所摩擦辊进行转动，碳纤维悬挂在所述摩擦辊上，所述张力夹包括第一张力夹和第二张力夹，分别悬挂设置在所述碳纤维的两端，所述第二张力夹连接力传感器，所述力传感器连接计算机。本实用新型的主要测试步骤包括：设定测试前的各个技术参数，在设定温度下测试各种碳纤维，通过连接计算机可实时显示摩擦力与时间的变化曲线，自动分析碳纤维的摩擦系数，测试精度高，操作简便、快捷。

技术领域

本实用新型涉及碳纤维工艺性能测试评价技术领域，具体涉及一种在可控温度下测试碳纤维摩擦系数的装置。

背景技术

碳纤维的摩擦性是指碳纤维与碳纤维或碳纤维与其他物质表面接触并发生相对运动时的行为，是碳纤维最重要的工艺性能之一。碳纤维的摩擦性能不仅影响生产加工性能，而且影响制品的外观。例如，在生产碳纤维时，若碳纤维丝束的摩擦系数存在差异，则各个丝束的展纱性也会有所差异，摩擦系数大的展纱困难，进而影响碳纤维预浸料的生产，导致预浸料出现暗缝、水波纹等现象。因此，对碳纤维摩擦系数的测试装置和测试方法的研究具有重要意义。

目前，在一般纤维摩擦性能测试领域，多采用绞盘法Y151型纤维摩擦系数测定仪，它采用扭力天平读出摩擦力值，然后经过公式计算得出摩擦系数。但此设备并不适用于碳纤维摩擦系数的测定，一方面是由于这种测试仪器存在一些缺点，如扭力天平的力值分辨率较低（0.5×10^-3cN），力值测量范围较小（250×10^-3cN），转动扭力天平手柄以及人工目测读数可能造成操作误差，对操作人员的熟练程度要求较高，传动部分采用的是齿轮变速，仪器容易发生故障，没有温度控制机构等等。另一方面，来自于碳纤维自身的因素，碳纤维不同于其他纤维，其单丝直径很小，仅有大约5～7μm，而且由于碳纤维模量较高，所以脆性明显大于其他纤维。同时碳纤维表面包覆有一层上浆剂，目的是保护碳纤维并使碳纤维具有集束性，所以，装置需测定的是表面包覆了上浆剂的碳纤维的摩擦系数。但上浆剂的性质受温度的影响，温度的高低影响其粘度的大小，从而影响到碳纤维的摩擦力。此外，碳纤维预浸料的生产也需要合适的碳纤维摩擦力，温度的影响是至关重要的。因此，根据上述碳纤维摩擦系数的测试需求，迫切需要一种高精度、操作简单、快捷且温度可控的碳纤维摩擦系数测定仪。

鉴于上述原因，本实用新型提出了一种在可控温度下测试碳纤维摩擦系数的装置和方法。本实用新型可测定碳纤维在不同温度下的摩擦系数，为碳纤维及预浸料的生产及评价提供了确切的参考数据，减少碳纤维及预浸料的研发和生产成本，且装置操作简单，快捷、方便，测试精度较高。

实用新型内容

本实用新型的技术解决方案是：一种碳纤维摩擦系数测试装置，包括电机控制箱、摩擦辊控制箱和负荷相等的一对张力夹，所述电机控制箱内部放置有电机，所述摩擦辊控制箱上设有可电磁加热的摩擦辊，所述摩擦辊通过传动杆和所述电机相连，所述电机驱动所摩擦辊进行转动，碳纤维悬挂在所述摩擦辊上，所述张力夹包括第一张力夹和第二张力夹，分别悬挂设置在所述碳纤维的两端，所述第二张力夹连接力传感器，所述力传感器连接计算机。

本实用新型的进一步改进在于：所述电机控制箱箱体上设有电源按钮以及电机控制面板，所述电机控制面板包括可设定、调节并显示电机转速的一号LED显示屏，

本实用新型的进一步改进在于：所述摩擦辊控制箱的箱体上设有电源开关和温度控制面板，所述温度控制面板包括可设定、调节并显示摩擦辊温度的二号LED显示屏，其中所述摩擦辊的温度设置最高为150℃，精度0.5℃。

本实用新型的进一步改进在于：所述摩擦辊为金属材质，表面镀铬，直径50mm，长度200mm，表面粗糙度Rmax为3μm，摩擦辊转动过程中径向摆动量不大于0.5mm。

本实用新型的进一步改进在于：所述电机的转速范围为0~1000r/min。