剑杆织机及其产品.doc

剑杆织机及其产品由于有梭织机存在着入纬率低，产品质量差等明显问题，无梭织机正在替代有梭织机, 而有梭织机终将全部淘汰。根据引纬方式的不同, 无梭织机有剑杆织机、喷射织机喷气织机、喷水织机和片梭织机。无梭织机中，剑杆织机的引纬原理最早被理出，起初是单根剑杆，以后又发明了双剑杆引纬的剑杆织机。自上世纪50年代以来，继刚性剑杆后，相继出现了挠性、钢带、双相、伸缩、双层、三层等形式的剑杆织机并投入工业化生产，尤其以良好的品种适应性而广泛应用于色织、巾被、丝织、麻织、毛织等行业，现以发展成为机型繁多，数量较多的一种无梭织机。近年来，无论国际还是国内，剑杆织机以其灵活、多变、品种适应性广而深受纺织企业的欢迎，在无梭织机生产中占有相当大的比例，技术发展成熟，水平较高。1 剑杆织机的引纬原理剑杆织机的引纬方法是用往复运动的剑状杆作为引纬器插入或夹持纬纱，将机器外侧固定筒子上的纬纱引入梭口。剑杆织机的引纬形式很多，可以按以下几个特征分类。1.1 按剑杆的配置数量分 剑杆织机有单剑杆引纬和双剑杆引纬之分。单剑杆引纬仅在织机的一侧装有比布幅宽的长剑杆及其传剑机构，由它将纬纱送入梭口至另一端，或空剑杆伸入梭口到对侧握持纬纱后，在退剑过程中将纬纱拉入梭口完成引纬。双剑杆引纬在织机两侧都装有剑杆（送纬剑和接纬剑）和相应的传剑机构，引纬时纬纱由送纬剑送至梭口中央，然后交付给对侧也已运动到梭口中央的接纬剑上，两剑再各自退回，由接纬剑将纬纱拉过梭口完成引纬。1.2 按剑杆的结构形式分剑杆引纬可分为刚性剑杆引纬和挠性剑杆引纬。剑杆是刚性的，还是挠性的，通常作为剑杆织机的分类依据。刚性剑杆织机的剑头装在刚直坚牢的剑杆上，靠刚性剑杆往复运动完成引纬，梭口内不需设置导引剑杆的装置。刚性剑杆退出梭口后所占空间较大，使得机台占地面积大，而且剑杆较笨重、惯性大，不利于高速。挠性剑杆织机的剑头装在弹簧钢或复合材料制成的扁平条带上，靠挠性剑带的伸卷使剑头往复运动完成引纬，挠性剑带退出梭口后可卷绕在传剑轮盘上或缩到机架下方，这样挠性剑杆织机占地面积小，剑带质量轻，有利于高速，且能达到的幅宽也大。1.3 按剑杆引纬的纬纱握持方式分可归纳为两类：一类为叉入式剑杆系统，另一类为夹持式剑杆系统。叉入式剑杆系统，纬纱挂在单剑杆的剑杆头上，被推送到梭口的另一端，实现圈状引纬，每次引入双纬。亦可由送纬剑将纬纱送到织机中央，然后被接纬剑的剑头钩住引出梭口。夹持式剑杆系统，送纬剑握持纬纱，送到织机中央，然后接纬剑接过纬纱，引出梭口，实现线状引纬，每次引入单纬。1.4 按传剑机构的位置分剑杆织机的传剑机构或固装在机架上或固装在筘座上，前者因引纬机构与打纬机构分离而称之为分离式筘座，而后者被称为非分离式筘座。在分离式筘座的剑杆织机上，传剑机构不随筘座前后摆动，筘座由共轭凸轮驱动。引纬时筘座静止在最后方，而当筘座运动时，剑头不能在筘的摆动范围内，因而在分离式筘座的剑杆织机上，钢筘的剩余长度有限制，超过时应将其截短。分离式筘座的剑杆织机由于引纬时筘座静止在最后位置，因而所需梭口高度较小，打纬动程也小，加之筘座质量轻，有利于提高车速。在非分离式筘座的剑杆织机上，剑杆及其传剑机构随筘座一齐前后摆动，同时剑杆相对筘座左右运动，完成引纬。它可采用普通的曲柄连杆打纬机构，但打纬动程较大，以配合剑杆在梭口中的运动，且要求梭口高度较大，以避免剑头进出梭口时与经纱的过分挤压，加之筘座的转动惯量也大，这些都影响车速的进一步提高。2 剑杆织机的引纬装置2.1剑杆引纬的引纬器件剑杆引纬机构的器件有剑杆、剑带、剑头、剑轮和导向器件等。2.1.1剑杆和剑带刚性剑杆应由轻而强的材料制成，可采用铝合金杆、薄壁钢管及碳素纤维或复合材料制成的剑杆。挠性剑带现在多采用多层复合材料制成，它是以多层高强长丝织物为基体，浸渍树脂层压而成，表面被覆盖耐磨层。一般厚2.53 mm。剑带在工作时要经受反复的弯曲变形，要求弹性恢复性能好，耐磨，有足够的强度，在工作寿命期内，带边不破损，表面不起皮，带体不分层，不断裂。有的挠性剑带采用钢带作为材料，钢带的刚性、弹性好，梭口内可不用导向件，但钢带开孔较困难，不能以轮齿传动，故引纬幅宽受限制。与钢带相仿的是碳素纤维制成的剑带，它具有钢带的优点，并质量轻，但价格较贵。2.1.2 剑头剑头的外形是两头尖中间隆起的流线形，其上面要光滑，呈弧形，以便于顺利进出梭口。剑头多为轻质材料制成，如工程塑料、碳纤维复合材料等，剑头上与经纱摩擦的部分需耐磨，塑料剑头在这些部位可嵌薄皮；为保证夹持的可靠性，钳口部分可镶嵌硬质合金；剑头底部与导剑片或导剑钩接触处容易磨损，一般将剑头底板做成可调换的形式。2.1.3 剑轮剑轮往复转动，传动挠性剑带进出梭口。高速引剑时要求剑轮轻，而且有足够的强度，材料可用铝合金或用高强度复合材料，如尼龙并以石墨碳纤维充填增强。剑轮的直径一般为250- 450mm，轮齿与剑带孔两者的节距应相互配合。近年来，为提高传剑系统的传动精度，降低传剑机构对剑轮的增速传动比，趋向于用较大的剑轮。2.1.4 导向器件导向器件有导剑钩和导向走剑板(绒布垫)等，对于窄的剑带(16 mm)两侧均使用导剑钩，较宽的剑带(2430mm)往往仅靠织口的一侧有导剑钩。有的织机无导剑钩。剑带在梭口中的导向器件起到两方面的作用，一是稳定剑头和剑带在梭口中的运动；二是托起剑带，减少剑头、剑带与经纱的摩擦。有的织机为减少剑带与经纱的摩擦，将导剑钩做成浮动式导钩，稍稍托起剑带，“浮”在下层经纱之上约13 mm。2.2 传剑机构传剑机构是剑杆织机的关键部分，是织机中试样类型最多的引纬机构，以下是几种典型的传剑机构。2.2.1 共轭凸轮式传剑机构图1所示为剑杆织机上的凸轮式传剑机构。织机主轴3上的共轭凸轮、驱动转子使摆轴5往复回转，通过连杆7使扇形齿轮8往复摆动，再通过小齿轮9和同轴的圆锥齿轮10传动另一只圆锥齿轮11，使传剑齿轮12往复回转。剑带是扁平的冲孔条带，与传剑齿轮12啮合而往复进出梭口引纬。织机主轴转一转，两剑进出梭口一次，引入一纬。两剑的交接位置只要在上机时改变剑带与传剑齿轮的初始啮合位置就可调整两剑头在梭口中央的交接冲程和交接位置，以保证它们在筘幅中央交接。剑头的运动完全取决于引纬凸轮的设计。剑杆动程随织物的上机筘幅大小需进行调节，是通过改变摆轴5上的滑块6位置，进而改变连杆7的运动量实现的，若使连杆的运动量增加，则剑杆动程增大，反之则减小。图1 凸轮式传剑机构1、2共轭凸轮 3织机主轴 4转子 5摆轴 6滑块 7连杆8扇形齿轮 9小齿轮 10、11圆锥齿轮 12传剑齿轮2.2.2 空间曲柄连杆传剑机构 图2所示为剑杆织机上的空间曲柄连杆传剑机构。随着织机主轴3回转，曲柄在平行于织机墙板的平面内作回转运动，连杆作空间运动，从而使摇杆摆动，再通过连杆使扇形齿轮在垂直于织机墙板的平面内往复摆动，传动小齿轮，从而使传剑齿轮回转，再带动剑带运动。织机主轴转一转，剑头进出梭口一次，引入一纬。剑杆动程靠连杆与扇形齿轮联结点的位置进行调节，当联结点的位置向O移近时，传剑齿轮的回转量增加，剑杆动程增大；反之，剑杆动程减小。图2 空间曲柄连杆传剑机构1剑带 2传剑齿轮 3织机主轴 4曲柄 5连杆 6摇杆 7连杆 8扇形齿轮 9小齿轮2.2.3 螺杆式传剑机构 图3所示为剑杆织机上的螺杆式传剑机构，织机主轴通过齿形带传动曲柄轮轴转动，曲柄通过连杆传动滑块往复运动，装在滑块上的转子与不等距螺杆啮合，从而推动不等距螺杆作正反旋转，螺杆末端装有传剑齿轮，由它传动剑带伸缩使剑头进出梭口，完成引纬动作。剑杆动程的大小可以调节曲柄的长度来实现。因螺杆是不等距的，故螺杆作变速回转运动，变速回转的规律是按剑头的运动规律要求的。这种传剑机构的传动链短，没有中间齿轮，故结构紧凑，运动精确，但滑块和不等距螺杆设计与制造难度较大。图3 螺杆式传剑机构1曲柄轮轴 2曲柄 3连杆 4滑块 5转子 6螺杆 7传剑齿轮 8剑带3 剑杆织机的产品剑杆织机的产品主要有三大类：真丝产品、领带、产业用绸和装饰用绸。3.1 真丝产品真丝产品剑杆织机适合织造真丝产品中的纺、斜、缎、双绉、绉缎等织物，它从21dtex ( 20/22旦)到21dtex4 ( 4/20/22旦)的桑蚕丝都能制织，平线和加捻丝也能织造，因而是织造真丝产品的理想机型。交织绸能获得各种纤维的优点，掩盖或减少产品的缺陷，因而是产品开发的方向，剑杆织机能制织多种交织绸:和氨纶交织的织物，这种产品具有良好的弹性，产品的档次极高，而且使外包的真丝和人体紧密接触，充分发挥真丝的“保健纤维”作用，因而它们的结合是最好的结合。剑杆织机被广泛织造真丝色织和条格绸:染成各种颜色的熟丝，经丝或纬丝用单一的色泽织成各种具有闪光效果的色织绸，经(或纬)丝用一种色泽，而纬(或经)丝用两种以上的色泽可织成色条绸，经和纬都用两种以上的色泽，则可织成格子绸，它既能充分体现出丝织物的艳丽色彩，端庄的风格，又使真丝绸色牢度提高，在国内外广为流行，销势极为良好，由于剑杆织机可达8色选纬，它特别适合条、格绸的织造;它也很适合制作双宫疙瘩绸、硬挺绢等产品。3.2 领带随着人民生活水平的提高和衣服的西化，国内领带的使用量日渐增长，而嵊州领带城的形成，使我国成为世界上80%领带的生产和销售国。用高端剑杆织机配以1200针的高速提花装置，运用数码织造系统，就能把需要的花型即时自动提制出理想的花纹，再把一定的工艺参数输人控制面版，剑杆织机就会准确生产出附合我们需要的面料，达到了生产管理自动化，使劳动密集型的纺织工业变为科技密集型的织造工业。3.3 产业用绸和装饰用绸剑杆织机由于原料的局限性较小，而且可织的织物幅宽，因而成为产业用绸和装饰用绸生产的主要机种，特别是意大利曾多次向我国纺织界提出用剑杆织机生产产业用纺织品的技术交流;而家用纺织品的原料采用多色纬，并多用提花机和向宽幅发展，因而剑杆织机是它生产的理想机种。同时，剑杆织机也是生产双层毛巾织物的理想织机，它一般以三纬或四纬毛巾为基本组织，花式可根据需要确定，既可以是彩色彩格，也可以为凹凸提花，还可按照客户要求在经向或纬向设计缎条;值得一提的是，乔其丝绒用剑杆织机织造时经丝形成双梭口，上、下两根剑杆一起引纬，不但经丝张力大，织物质量好，而且产量可以成倍提高，成为织造双层绒的理想织机。4 剑杆织机的发展趋势国外的剑杆织机已是完全实现了高速化、智能化、自动化、多适用化及高可靠性、低故障率的新型织造装备。而我国纺机制造企业生产的剑杆织机大多为中低档产品，只能织制普通织物。同时，我国又是纺织品生产大国，高档剑杆织机的市场很大。怎样抓住机遇，拓宽市场，开发新产品，顺应发展的趋势将是：1.坚持以机电一体化的高速剑杆织机系列研发为主，建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，在产品的设计上贯彻“模块化和标准化”的理念。2.提高剑杆织机的技术含量和技术水平，向高速化、智能化、自动化方向发展。推广应用电子技术，如电子送经、电子卷取、电子选纬、电子多臂和提花，以及电子剪刀、电子绞边、电子边剪等技术，以多电机控制技术替代机械传动，简化机构，提高速度。3.拓宽剑杆织机的应用领域，加快剑杆织机实现产业用布和装饰用布产品生产的开发，以适应市场发展对纺织品变化的要求，使剑杆织机不但能织制棉、毛、丝、麻等纺织品，还可织造土工、环保、农业、水利、国防、航空航天等领域的工业和产业用布。4.提高产品质量和整机可靠性、稳定性，使我们开发生产的剑杆织机不但在性能上能满足各种织造工艺的要求，还要能长时间保持良好的运行性能，提高剑杆织机的平均无故障工作时间。参考文献1 蔡永东新型机织设备与工艺M上海：东华大学出版社，2008：2382472 董春兰方兴未艾的剑杆织机J科学之友，2009,12(35)：32333 张俊龙高速智能成无梭织机发展方向J纺织服装周刊，2010,7：264 赵雄，徐宾，陈建能，赵匀几种典型的剑杆织机引纬机构及其机构创新J纺织机械，2008,2:48515 珊峦新型织机的产品开发J上海丝绸，2009,3:286 洪海沧我国织造行业现状与技术进步方向J上海纺织科技，2004,6(3)：137 郑元湖我国剑杆织机的发展现状和趋势J科技综述，2009,3:8118