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T/CNTAC4—2017CNTAC纱线与固体材料之间摩擦系数试验方法Testingmethodforcoefficientoffrictionbetweenyarnandsolidmaterial2017-05-27发布2017-05-27实施中国纺织工业联合会发布ICS59.080.01W04中国纺织工业联合会标准T/CNTAC4—2017I前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国纺织工业联合会科技发展部提出。本标准由中国纺织工业联合会标准化技术委员会归口。本标准起草单位：山东省纺织科学研究院、纺织工业科学技术发展中心、山东省特种纺织品加工技术重点实验室。本标准主要起草人：杨成丽、刘壮、王慧、王国建、李娟娟、张士雷、宋元泽。本标准版权归中国纺织工业联合会所有。未经许可，不得擅自复制、转载、抄袭、改编、汇编、翻译或将本标准用于其他任何商业目的。T/CNTAC4—20171纱线与固体材料之间摩擦系数试验方法1范围本标准规定了测定运动纱线与固体材料之间动态摩擦系数的方法。本标准适用于各类纱线，包括长丝，不适用纱线强力过低导致试验过程中试样断裂的纱线。本标准可以比较相同的纱线与不同固体材料的摩擦性能，或者相同纱线与不同粗糙度表面之间的摩擦性能，以及同一固体材料与不同纱线之间的摩擦性能。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6529纺织品调湿和试验用标准大气（ISO139:2005,MOD）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1摩擦friction有相对运动趋势的两个物体在接触表面上阻碍相对运动的现象。3.2动摩擦kineticfriction两个物体在运动中产生的摩擦。3.3摩擦系数coefficientoffriction两表面间的摩擦力与垂直作用在其接触表面上的作用力之间的比值。3.4缠绕角度wrapangle在纱线摩擦试验时，试样与固体材料摩擦表面之间的接触角度。T/CNTAC4—201724原理将一定速度运行的纱线以规定的缠绕角度通过固定的固体材料表面。分别测定试样输入张力和输出张力，根据阿蒙顿定理计算摩擦系数（见图1）。注：阿蒙顿定律为Exp(μθ)＝T2/T11—输入张力，2—纱线，3—输出张力，4—固体材料，5—缠绕角度图15测试仪器5.1摩擦系数测试仪器应能给定预加输入张力，并使纱线以预设的线速度运行，测量输入与输出张力，并且计算摩擦系数。仪器主要由以下几个部分组成：导纱架、预加输入张力调节装置、输入张力测量传感器、输出张力测量传感器、固体材料摩擦表面、缠绕角度调节装置、驱动系统、吸纱装置以及数据采集处理系统。5.2导纱架，满足卷装纱高度的纱线导出装置，能够平滑导出纱线。5.3预加输入张力调节装置，可以控制纱线预加输入张力，精确至±1mN。5.4纱线张力测量传感器，精度±1mN，记录与显示输入或输出张力（忽略纱线本身重力），数据采集频率为100Hz。5.5固体摩擦材料，0.03μm～6μm粗糙度的铬合金表面，直径为（12.7±0.1）mm和（20.0±0.1）mm的两种圆柱体。注：根据需要，可选择其他直径或表面粗糙度的材料作为摩擦表面，在试验报告中说明。T/CNTAC4—201735.6缠绕角度调节装置，安装有导纱轮和固体材料摩擦表面的角度刻度盘，调节试验所需的缠绕角度，可以使用若干个导纱轮引导纱线走向。5.7驱动系统，用于调节和控制纱线的运行速度，不超过400m/min。推荐速度为（100±5）m/min。5.8吸纱装置，用以吸除试验完毕的残纱，防止纱线因静电等原因卷入罗拉。5.9数据采集处理系统，采集输入张力、输出张力以及试验时间数据，试验时间精度为±0.1s，实时显示力值曲线，能计算并显示输入输出张力平均值及摩擦系数等试验结果。5.10图2为一种典型的纱线摩擦测量设备示意图。1、导纱架，2、预加输入张力调节装置，3、导纱轮，4、输入张力传感器，5、输出张力传感器，6、驱动系统，7、吸纱装置，8、角度刻度盘，9、固体摩擦材料，10、试样（纱线）图26试样6.1实验室取样：随机抽取每一个纱包中的五个卷装纱样品，每个卷装纱样品测试五次。6.2去除卷装纱试样的外表层，确保试验用纱无污染，无变形，不妨碍纱线被匀速导出。6.3将待测卷装纱在相对湿度为5％～25％，温度不超过50℃的空气环境中预调湿至少3小时，再在GB/T6529规定的标准大气下调湿至平衡。T/CNTAC4—201747试验程序7.1将调湿过的试样在GB/T6529中要求的标准大气下进行试验。7.2选择固体摩擦材料。根据纱线试样的线密度选择，线密度为1.5tex～80tex的试样采用直径12.7mm的固体摩擦材料；线密度超过80tex的试样采用直径20mm的固体摩擦材料。使用放大镜检查摩擦材料表面是否存在有磨损、沟槽或者污渍等迹象，如有，应替换、重新抛光或者清洁。7.3设定预加输入张力。线密度范围为1.5tex～80tex的纱线输入张力为9.8mN/tex，线密度超过80tex的纱线输入张力为3.0mN/tex。7.4安置试样。穿过导纱架平滑的导出纱线，使运行的纱线直接穿过设备输入、输出张力测量传感器及导纱轮而不接触固体材料摩擦表面，来保证输入张力等于输出张力，从而去除试验设备本身各导纱部件的摩擦对试验数据的影响。7.5选择缠绕角度。调节试样与导纱轮以及固体材料摩擦表面之间的缠绕角度，推荐使用缠绕角度为180°。注1：对于每个试样在不知道其拉伸强度等特性时，建议从较小的缠绕角度开始试验，可以对不同试样采用相同缠绕角度进行横向对比，也可以对相同试样采用不同缠绕角度进行纵向对比。注2:缠绕角度可根据试验情况自行调节设定，一般不宜过大，尤其是对于高摩擦系数的纱线，缠绕角度过大会导致纱线断裂，建议缠绕角度为180º。7.6调整纱线的线速度为100m/min。7.7预先设定试验时间为60s。7.8启动测试仪器，待纱线运行平稳后，开始试验。试验过程中，系统实时绘制并显示张力值曲线，注意观察并记录一切运行不正常的情况。如果在试验过程中力值曲线突然升高至超量程，应及时切断电源查找原因，防止张力传感器长时间过量程形变而损坏。7.9达到预定试验时间，确认试验数据是否有效。记录有效试验的平均输入、输出张力值。7.10重复7.8～7.9，完成一个卷装纱试样的五次试验。7.11重复步骤7.4～7.10直至五个卷装纱试样全部测完。注：用于比较试验时，建议使用相同的缠绕角度、摩擦表面和预加输入张力。8试验结果的计算和表示8.1按公式（1）计算每个试样的摩擦系数，计算结果精确到0.01。以同一卷装纱五个试样的平均T/CNTAC4—20175值作为该卷装纱的摩擦系数。μ＝ln(T2/T1)/θ…………………………………………（1）式中：μ——摩擦系数；ln——自然对数；T1——平均输入张力，单位为毫牛（mN）；T2——平均输出张力，单位为毫牛（mN）；——缠绕角度，单位为弧度（rad）。8.2计算五个卷装纱的平均摩擦系数。8.3如有需要，计算标准偏差或者变异系数。9试验报告试验报告应该至少包括以下内容：a)本标准编号；b)样品描述；c)仪器型号；d)试验环境条件；e)试验参数（运行速度、摩擦材料、缠绕角度和预加张力）；i)试验结果；l)任何偏离本方法的细节和异常情况。