第四章--织机的引纬机构

第四章织机的引纬机构4-1作用与类型4-2投梭机构（自学）4-3剑杆引纬机构4-4喷气引纬(自学）4-5片梭引纬机构（自学）4-1作用与类型一、作用：将纬纱引入梭口，使经、纬纱交织成织物。二、类型：（一）传统有梭织机投梭机构。特点：动力消耗大（投梭、制梭机构），噪声大（撞击、摩擦），机物料消耗大，限制了织机速度的提高（一般100-200转/分）（二）现代织机新型引纬机构包括：剑杆引纬机构、片梭引纬机构、喷气（水）引纬机构特点：引纬器重量轻，截面尺寸小，动力消耗小，机物料消耗小，噪声小，适应高速、宽幅织机。不足：布边为毛边，需要配织边装置。4-3剑杆引纬机构一、特点①应用最广，占新型引纬45%以上；②剑头积极牵引纬纱，纬纱不退捻，稳定性高，负荷小，纬线疵点小；③适用性好，棉、麻、毛、丝等织物，并适用于小批量多品种；多色纬织造，一般6-8色，最多12色。④剑杆由机械传动，制造难度较低4-2投梭机构（自学）刚性剑杆挠性剑杆伸缩剑杆喷气剑杆直杆（中空、铝合金、不锈钢管，碳纤维）复合材料带齿孔剑带碳纤维材料带齿孔剑带刚性剑杆的特点：不需剑带、导轨，悬空引纬，交接稳定性高，织造特种织物，但占地面积大。挠性剑杆的特点：剑杆传动有滑道，高速，剑杆可弯曲，占地小。二、分类双侧双剑（适用于宽幅，中央交接，广泛采用）单侧单剑非分离筘座（引剑机构随筘座摆动）夹持式按剑杆数量按引纬方法安装方式叉入式分离筘座（引剑机构不随筘座摆动，固定在机架上）三、引纬原理（一）纬纱的传递过程1.布幅外传递过程1-锥形筒子2-储纬器3-导纱瓷孔4-纬纱张力器5-断纱检测器6-递纬杆7-剑头8-纬纱剪刀132345678要求：筒子纱：1）退绕张力要小2）纬纱层不能滑移3）纱疵要少储纬器：1）退绕张力要小，无冲击2）纬纱易退绕3）通道光滑4）控制精度要高张力器1）纱线制动力要均匀、可调，纱线结头可自由通过2）张力器运动部分越轻越好，减小惯性力3）需离载纬器的距离适当①纬纱从筒子上退绕，一端由夹钳夹持，引纬剑引纬入梭口，每次开口引入两根纬纱。②在梭口中央交接，把纬纱送给接纬剑。特点：①剑头结构简单；②纬纱速度比剑杆速度高一倍；③纬纱与剑头相对滑动，织物收缩范围小。④适合低速织机。2.布幅内传递过程1）叉入引纬2）夹持式引纬纬纱由织机一侧经储纬器、张力器、断纱自停检测器由递纬器递给送纬剑并夹持单根纬纱，送到梭口中央交给接纬剑，接纬剑夹持纬纱引过梭口，实现线状引纬，每次引入单根纬纱。特点：①应用最广泛；②交接过程中纬纱不受附加张力，适应各种特性纱线。③布边为毛边，需要织边装置织边。④纬纱速度与剑杆速度一致。四、剑杆引纬的筘座形式剑杆引纬分非分离筘座引纬和分离筘座引纬两种。1、非分离筘座引纬机构：引纬时，剑头随筘座的摆动作复合的空间运动，如意大利的TP500型挠性剑杆织机便是该种形式。该引纬机构是具有两个自由度的引纬机构，其结构比较复杂，部分构件装在筘座上，使筘座重量增加，对织机高速不利。2、分离筘座引纬机构：该引纬机构装在机架(墙板)上,剑头不随筘座摆动,引纬时筘座完全静止不动,大部分剑杆织机为此种形式。该引纬机构是具有一个自由度的引纬机构，结构简单，筘座重量轻，对提高织机转速有利。五、剑杆引纬机构（一）对剑杆的运动要求1）剑杆在布边外空动程要小，减少占地面积；2）剑杆交接时，相对位置要准确，速度要低，甚至为零；3）剑杆在布幅外要有一定的静止时间，满足开口、打纬的运动要求。（二）双剑杆引纬纬纱交接条件设：送纬剑动程Ss，接纬剑动程Sj，为了保证顺利交接，在梭口中央要有交接冲程（重叠区域）d两剑杆动程之和：S=Ssmax+Sjmax=a+b+d+W•W指上机筘幅(布幅）•a，b分别是送纬剑和•接纬剑的幅外空程•d是交接冲程。由纬纱交接图得知：采用接力交接的方法，设计时让两剑有一段交接冲程d,且d≠0，还要求送纬剑开始退剑时间要晚于两剑交接时间。由图知，最理想的交接纬纱是自接纬剑由J点开始后退，送纬剑与接纬剑同向运动到B点进行交接，此时送纬剑还未返回，此时两剑相对速度最小，且纬纱有一定张力不松弛，交接完后送纬剑返回,返回点为S。因此纬纱的交接条件是：d≠0Δα〉0(Δα=αs-αj)通常30mm≤d≤60mm0°≤Δα≤10°•纬纱交接条件•双剑杆引纬过程中，在织机中央发生纬纱在送纬剑和接纬剑之间交接。下图为剑杆头与纬纱交接示意图。在纬纱1交接时，接纬剑头3进入送纬剑头2内腔，纬纱滑过接纬剑头的夹丝钩4，当接纬剑后退时，纬纱脱离送纬剑的夹纱钳口6，进入接纬剑的夹纱钳口5，完成纬丝的交接。1—纬纱；2—送纬剑头；3—接纬剑头；4—夹纱钩；5、6—夹纱钳口运动配合：1）接纬剑比送纬剑先到运动的极限位置，且接纬剑先退出；2）两剑杆存在交接冲程，两剑杆作同向运动，两者相对速度最小，此时，交接纬质量稳定。如图(1)所示。在纬纱交接过程中，送纬剑与接纬剑同时到达梭口中央，同时后退。前半段位于送纬剑和接纬剑的进剑阶段，纬纱由送纬剑控制而张紧，后半段位于送纬剑和接纬剑的退剑阶段，由于送纬剑的后退使纬纱在完全转移到接纬剑前松弛而影响纬丝交接。并且，任意时刻两剑的运动方向相反，相对运动速度较大，从而增加了剑杆头对纬丝的冲击。这样的交接条件能完成纬丝交接，但不够理想。如图(2)所示。纬纱交接过程始终位于送纬剑的进剑阶段和接纬剑的退剑阶段，任意时刻两剑的运动方向相同，这种跟踪交接使两剑相对运动速度较小，纬纱交接的冲击张力小，同时，由于送纬剑继续进剑，直至纬纱交接完成，因此，纬纱在完全转移到接纬剑之前由送纬剑控制而张紧。这是一种理想的交接条件，被新一代的剑杆织机广泛使用。如图(3)所示。在纬纱交接过程中，送纬剑和接纬剑的运动关系相当复杂，送纬剑和接纬剑开始相遇时均处于送剑状态，当接纬剑进足后退剑时，送纬剑仍旧处于送剑状态，直到进足，然后送纬剑和接纬剑同时处于退剑状态直到完全退出梭口。如图(4)所示。同上述情况相反，送纬剑和接纬剑开始相遇时均处于送剑状态，送纬剑较接纬剑进足时间早，当送纬剑开始退剑时，接纬剑仍旧处于送剑状态，而纬纱在接纬剑退剑时发生转移。•因此，要使剑杆头顺利地交接纬纱，必须具有一定的交接冲程d且d≠0，同时，应具有交接跟踪角Δα0。实际设计中动态d和Δα要比静态略大。六、挠性剑杆引纬机构挠性剑杆织机的发展按剑带材料的发展过程分为三个阶段。在70年代前是钢带传剑，钢带一端固结在传剑轮上随之而摆动。由于钢带及传剑轮都比较重，不适于高速而且动力消耗也大，故日趋淘汰。在70至80年代发展了用尼龙带代替钢带，在尼龙带冲孔用剑轮(齿轮形)传动，两侧剑带在离开剑轮后就在一大的半圆形圆弧槽中滑动，此时传剑系统往往都用齿形带等挠性机构传动。这种机构由于运动过程中尼龙带不耐高温而且变形及断裂，挠性传动系统因变形而会引起点动时难于交接，再加上占地面朝也大，所以迅速为新一代的挠性剑杆所代替（一）挠性剑杆织机结构特点：•(1)剑带用碳纤维增强的复合材制制成，耐高温，不易变形，质轻，寿命长。•(2)传剑系统用刚性传动，变形小，交接纬纱可靠。•(3)剑头多数改用碳纤维增强的塑料注塑成形。夹纱器用钢材镶嵌件，质轻，动力消耗省。过去传剑系统往往装在筘座两侧，随之摆动，其优点是当筘幅作小量变化时，钢筘可保持不变，可以节省钢筘费用。但这种筘座较重，不利高速。目前趋势是把传剑系统固装在左右墙板两侧，凸轮传动分离筘座打纬，在较宽的织机上为了使剑带运动稳定用单面或双面导剑钩来控制飞行轨迹。剑带下面与下层经纱接触，而下层经纱则与走剑板丝绒贴面相接触，在引剑时筘座静止，可减少经纱的摩擦和断头。（二）共轭凸轮传剑机构（分离筘座式传剑机构）使用共轭凸轮(countercam)引纬机构容易实现符合剑杆引纬要求的运动规律，有利于提高织机速度，共轭凸轮引纬机构常用于双侧挠性剑杆的驱动。1、SM92型剑杆织机引纬机构。（1）工作原理：共轭凸轮1、2固定在主轴3上，当主轴3回转时，共轭凸轮1、2随之回转，通过两个转子4推动摆杆5，带动连杆6作往复运动，扇形齿轮7随之摆动，使齿轮8往复回转。然后通过一系列齿轮传动剑带轮往复摆动，从而使剑带作往复直线运动，完成挠性剑杆的引纬工作。•1，2—共轭凸轮3—主轴4—转子5—摆杆6—连杆7—扇形齿轮8—齿轮意大利SM92挠性剑杆织机共轭凸轮引剑机构（2）引纬运动分析实测得知：送、接纬剑的运动规律相同，采用的均是改进梯形加速度运动规律，共轭凸轮的廓线根据其运动规律设计。改进梯形加速度分为三段：从前止点起，当0°≤α≤110°剑头加速度a〉0110°≤α≤250°剑头加速度a〈0250°≤α≤360°剑头加速度a〉0剑头在α=110°左右剑头速度为正值最大。剑头在α=260°左右剑头速度为负值最大。α=180°剑头速度为零，位移最大。α=72°剑头进梭口。α=288°剑头出梭口。（3）引纬参数调整①剑头初始位置调整：通过改变剑带和剑轮的初始位置来调整。②剑头动程调节：基本筘幅由放大机构中各齿轮齿数比来决定。调节：改变摆杆的长度调节剑杆动程，以适应不同织物，一般可调节400mm。2、GTM型剑杆织机引纬机构（1）工作原理：由打纬共轭凸轮轴传动曲柄AB、空间连杆BC和摇杆CD组成的球面曲柄摇杆机构。平面双摇杆机构DEFG中的扇形齿轮经小齿轮和传剑轮的放大作用，传动剑带剑头引纬。（2）引纬运动分析实测得知：筘幅2米，转速为250r/min的织机，剑头的运动规律如图示：经计算分析得知：剑头位移：送纬和接纬剑头在180°时的位移最大。剑头速度：剑头进入梭口在105°速度最大，退出梭口在255°速度也最大，剑头在起始、终止和进足时速度均为零。剑头加速度：剑头在65°和295°正加速度最大，负加速度在145°-215°最大且不变。织机速度越高，速度和加速度的绝对值也越大。（3）引纬参数调整：剑头动程的调整通过改变扇形齿连杆FG的长度来实现。调节时，铰链点F在弧形槽内滑动。为了满足动程调节时中央交接点不致改变，弧形槽必须这样设计：在剑头处于中央交接的极限位置时，以E点位圆心，连杆EF为半径，在扇形齿轮上划出的圆弧，便是圆弧槽中心线。在中央交接点调节动程时，F点沿圆弧滑动，不再使扇形齿轮产生摆动，从而保持交接点位置不变。GTM型剑杆织机的压剑板上标有刻度线它指示剑头起始的参考位置。（三）其它引纬机构1、C401型剑杆织机变螺距引纬机构如图示（1）工作原理它由曲柄滑块机构ABC和螺旋副机构CD组成。主轴通过同步带直接驱动曲柄，经过连杆使滑块型螺母产生往复运动直接变为螺杆的不匀速回转运动，通过剑轮的放大作用，带动剑带剑头运动，完成引纬运动。（2）引纬运动分析假设机构为正置，e值忽略不计：则从曲柄滑块机构可得滑块螺母C的运动方程式：式中：r—曲柄半径ｌ—连杆长度α—曲柄回转角度因为剑杆位移为：θ为螺杆的摆动转角（弧度）D′为剑轮分度圆直径。速度V和加速度ａ见教材P24622sincosxflrrrl'2DS''22DDSFxFf对时间求导后可得到剑杆的速度和加速度值。由此可见，剑杆的运动取决于曲柄滑块机构和变螺距方程的设计。实测曲线得知：剑杆进足时，速度和加速度均为零，加速度为零的优点是在交接纬纱时，可使剑带无惯性冲击、伸长，送、接纬剑相对速度小，有利于稳定可靠地交接纬纱，这是靠变螺距设计来达到的。由于螺旋副的传动效率较低，所以要将滑块螺母设计成滚动摩擦，并油浴润滑，以克服不足。该引纬机构的不足还有就是，对于不同筘幅的织机，该变螺距螺杆是不能通用的，故目前该引纬机构使用较少。2、LT102剑杆织机滑块齿条引纬机构（1）工作原理:滑块齿条1传递过桥齿轮2、剑轮齿轮3，驱动剑轮4，剑轮上包覆钢带，靠压辊5压住，压辊随剑轮同步转动，带动钢带、剑头运动。（2）引纬运动分析：滑块齿条的位移为：22sincoshrllrr