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，以及自主創新領域的拓展，我國制鞋工藝技術日新月異，鞋類產品的質量技術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鍵質量指標，對于控制拉鏈和鞋類產品的最終質量具有至關重要的作用。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，以便于完整體現本文新開發裝置的性能特點。

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。活塞以0.2 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 的圓形區域可看到所夾持的拉鏈。加持系統應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。拉力機可以根據標準進行力值范圍和移動速度的設定。

3.1 裝置的組成

該裝置主要包括試樣固定裝置、承載裝置、轉接裝置和沖擊裝置。試樣固定裝置設于承載裝置上，轉接裝置分別固定承載裝置和沖擊裝置。沖擊裝置由轉接裝置固定于拉力機上，拉力機驅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。轉接裝置包括上轉接頭9 和下轉接頭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定速度，打開啟動按鈕，驅動頂破裝置沿著沖槽向下運動，直至頂破拉鏈或鞋眼，驅動裝置停止工作。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 關鍵技術與創新

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

裝置的創新之處：可直接與拉力機結合，靈活設置各項參數，直接讀數，操作簡單且結果可靠；裝置鎖緊機制的設計，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計，有效解決了試樣裝載和有效固定的問題；

（3）現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，且能保證結果準確無誤。