拉鏈崩裂和鞋眼穿刺測試裝置研究

甘長鳳

[必維申美商品檢測（上海）有限公司，上海201108]

0 前言

鞋子作為服飾種類中的一個占比較小的組成部分，其功能卻是十分重要的。中國作為鞋類生產(chǎn)大國，一直在向成為制鞋強國而努力。近年來，隨著大量國外先進制鞋工藝的推廣，以及自主創(chuàng)新領(lǐng)域的拓展，我國制鞋工藝技術(shù)日新月異，鞋類產(chǎn)品的質(zhì)量技術(shù)要求也隨之越來越高[1]。

拉鏈和鞋帶是鞋子上的重要組成部件。鞋類產(chǎn)品上的拉鏈既可幫助固定腳部穿著位置，又可起到裝飾美觀的作用，因此拉鏈的各項性能對消費者的正常穿用產(chǎn)生較大影響[2]。鞋帶穿過鞋眼使鞋子更容易和腳貼合，方便穿著和活動。拉鏈及鞋眼性能的好壞，直接影響鞋子的使用效果。

拉鏈崩裂測試和鞋眼穿刺測試作為鞋子使用性能檢測中的關(guān)鍵質(zhì)量指標，對于控制拉鏈和鞋類產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。測試裝置的改進，不僅利于提高測試精準度，也便于測試人員操作使用。

1 試驗方法與裝置

現(xiàn)有3 種試驗方法與裝置適用于拉鏈崩裂和鞋眼穿刺測試，對比分析各裝置要求與特點，以便于完整體現(xiàn)本文新開發(fā)裝置的性能特點。

1.1 HG/T 4997—2016《鞋眼拔出力試驗方法》及裝置

HG/T 4997—2016《鞋眼拔出力試驗方法》中測試原理為將附有鞋眼的幫面（或其他材料）固定在拉力機的夾盤上，圓錐棒從鞋幫（或其他材料）的反面穿過鞋眼，通過拉力機不斷施加力，使得夾盤與圓錐棒頂著鞋眼從幫面（或其他材料）上分離或破壞，記錄該過程中施加的最大力值，即為鞋眼拔出力。

該測試裝置組成包括圓錐棒：長度為（70±5）mm，尖部直徑為（3±0.1）mm，錐體最大直徑為（10±0.1）mm。

夾盤：兩組，每組由兩塊中間有孔的金屬板組成，一塊孔徑不少于20 mm，另一塊孔徑分別是

12.5 mm和16 mm。

底板：有直徑為25 mm 的圓孔，夾盤和底板上圓孔的圓心都應(yīng)正對圓錐棒中心（可裝有定位裝置）。

鞋眼拔出力測試裝置的夾具示意圖見圖1。

圖1 鞋眼拔出力夾具示意圖

該標準只規(guī)定了測試用沖擊頭以及夾盤和底板上孔的尺寸和要求，并未說明如何與拉力機配合使用。

1.2 QB/T 4550—2013《鞋類拉鏈試驗方法崩裂強度》測試原理及裝置

QB/T 4550—2013《鞋類拉鏈試驗方法崩裂強度》測試原理：將待測拉鏈夾入試驗機中，使牙鏈帶中心和活塞中心對齊?；钊?.2 mm/s 的速度向拉鏈頂伸。觀察所測拉鏈的上表面，直至在中間位置發(fā)生最大扭曲變形。記錄力值，并記錄拉鏈破損情況，如牙鏈或鏈牙分離，牙鏈或鏈牙從布帶脫落，牙鏈或鏈牙損壞。

該測試裝置組成如下：

（1）可夾住待測試拉鏈的加持裝置，中間有一個直徑為（25±1）mm 的圓形區(qū)域可看到所夾持的拉鏈。加持系統(tǒng)應(yīng)確保拉鏈在試驗過程中不滑動。

（2）中間有一個尾端裝有直徑為（6.25±0.05）mm 球體的活塞，活塞可向上移動進入夾持裝置的圓形區(qū)域。

（3）相對于夾持裝置，以（0.20±0.05）mm/s的速度移動活塞。

該標準只規(guī)定了夾持裝置和其上部圓孔的尺寸，以及沖擊頭端頭的球形活塞尺寸，并未說明施力方法及控制速度的方法。

1.3 SATRA TM150《鞋眼附著力試驗方法》測試原理及裝置

SATRA TM150《鞋眼附著力試驗方法》測試原理與HG/T 4997—2016《鞋眼拔出力試驗方法》的測試原理相似，即將附有鞋眼的鞋面（或其他材料）夾緊在拉伸拉力機上，錐形柱塞從材料的背面插入鞋眼中。施加一個不斷增加的力，直到柱塞從基材上分離孔眼。記錄該過程中施加的最大力值，即為鞋眼拔出力。

該測試裝置組成如下：

（1）一種垂直安裝的薄錐形柱塞，可插入各種尺寸的孔眼。長度約70 mm，直徑從10 mm 逐漸變細至3 mm。

（2）下部平臺上有一個柱塞可通過的孔。鞋眼附著力夾具測試裝置見圖2。

圖2 鞋眼附著力夾具示意圖

該標準只規(guī)定了測試沖擊頭的尺寸，以及要求帶中心孔的底板和一組可以夾持樣品的夾具，未說明整個裝置如何與拉力機配合使用。

3 拉鏈崩裂和鞋眼穿刺測試裝置研究

本文旨在研制一套專門適用于拉鏈崩裂和鞋眼穿刺，且適用于皮革破裂強度測試的裝置，與實驗室拉力機結(jié)合使用，可同時滿足3 種測試的要求。該裝置的主要部分與3 種現(xiàn)有裝置類似。測試時，其可固定在拉力機底座上。在進行不同的測試時，只需要選擇不同的沖擊部件，連接在拉力機的可移動端即可。拉力機可以根據(jù)標準進行力值范圍和移動速度的設(shè)定。

3.1 裝置的組成

該裝置主要包括試樣固定裝置、承載裝置、轉(zhuǎn)接裝置和沖擊裝置。試樣固定裝置設(shè)于承載裝置上，轉(zhuǎn)接裝置分別固定承載裝置和沖擊裝置。沖擊裝置由轉(zhuǎn)接裝置固定于拉力機上，拉力機驅(qū)動沖擊裝置進行試驗。

拉鏈崩裂和鞋眼穿刺夾具示意圖見圖3。承載裝置包括上承載架1 和下承載架2。上承載架1 設(shè)于下承載架2上端，便于固定試樣。

圖3 拉鏈崩裂和鞋眼穿刺夾具示意圖

試樣固定裝置包括上固定板3、試樣架4、下支架5、螺母11和沖槽6。試樣架4設(shè)于上固定板3和下支架5 中間，并固定于下支架5 上。上固定板3通過螺母11固定試樣架4和下支架5。沖槽6直徑為25 mm，沖槽6 貫穿于上固定板3、試樣架4 和下支架5，便于沖擊裝置進行試驗。轉(zhuǎn)接裝置包括上轉(zhuǎn)接頭9 和下轉(zhuǎn)接頭7，主要用于固定裝置于拉力機10。

沖擊裝置包括拉鏈崩裂沖擊頭8-1 和鞋眼穿刺沖擊頭8-2，見圖4。

圖4 沖擊裝置示意圖

拉鏈崩裂沖擊頭8-1 為直徑為6.25 mm 的球體。鞋眼穿刺沖擊頭8-2 為長度為70 mm，直徑由10 mm 逐漸變細為3 mm。沖擊裝置通過轉(zhuǎn)接裝置固定于拉力機10上，由拉力機10控制試驗速度。

3.2 裝配方案

上下兩個承載架通過轉(zhuǎn)接口用螺絲與拉力機連接固定，試樣架與下支架有直徑為25 mm中心孔，兩邊用螺絲鏈接，上固定板也有一個直徑為25 mm的中心孔。試樣架和下支架，還有上固定板，均可以裝配在承載架上面，并用螺絲鎖緊。兩個沖擊頭可分別連接在拉力機的移動端，且與裝配好的上固定板，試樣架下固定板的中心孔剛好相對。

3.3 測試方法

將制備好的試片放在試樣架上，通過上固定板和下支架固定試樣，開動拉力機，再通過拉力機控制面板設(shè)定速度，打開啟動按鈕，驅(qū)動頂破裝置沿著沖槽向下運動，直至頂破拉鏈或鞋眼，驅(qū)動裝置停止工作。松開上固定板，取出試片，通過拉力機控制面板記錄其最大力值。如果在檢測過程中需要暫停，只需按動暫停按鈕即可。

3.4 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新

該裝置改進解決的關(guān)鍵技術(shù)包括：2 個沖擊頭的構(gòu)造、尺寸，以及與拉力機連接部分的設(shè)計；裝置承載部分、試樣裝載部分及拉力機的裝配、連接的設(shè)計；試樣裝載部分的設(shè)計及固定鎖緊機制的設(shè)計。

裝置的創(chuàng)新之處：可直接與拉力機結(jié)合，靈活設(shè)置各項參數(shù)，直接讀數(shù)，操作簡單且結(jié)果可靠；裝置鎖緊機制的設(shè)計，可有效避免測試中的試片滑脫；該裝置可用于兩個測試，且在互相切換時只需更換沖擊頭，操作簡易，可避免資源浪費，節(jié)約成本。此外，該裝置還可用于皮革破裂強度測試，與拉鏈崩裂測試共用沖擊頭。

4 結(jié)論

（1）本裝置的移動部分可與拉力機上移動部分固定連接，固定部分的設(shè)計可與拉力機底座固定連接，有效地解決了其與拉力機配合使用的問題；

（2）現(xiàn)有裝置試樣裝載部分不易操作，無有效鎖緊機制。本裝置承載部分與試樣裝載部分的裝配和鎖緊機制的設(shè)計，有效解決了試樣裝載和有效固定的問題；

（3）現(xiàn)有裝置只能進行單個測試，而本裝置的2個沖刺頭可相互切換，操作簡單，使得本裝置適用于三個測試，且能保證結(jié)果準確無誤。