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学习情境 织造,情境一:剑杆织机学习目标:1认知剑杆织机的主要机构 2掌握剑杆织机的工艺参数 3训练剑杆织机的上机操作 4了解剑杆织机的故障处理,任务引入：1剑杆织机的引纬特点 2剑杆织机的主要构造 3剑杆织机的使用性能 任务分析：要弄懂上述问题，首先要了解织造的工艺流程，要弄懂剑杆织机的引纬系统。,单元一 剑杆引纬机构,织造技术具有悠久的历史。在大多数织机上，经纱从织轴上退出，绕过后梁，穿过经停片、综眼和钢筘而到达织口；综框按一定的规律分别作上下运动，使穿入综眼中的经纱分成两层，形成引纬通道即梭口；当纬纱在引纬装置的牵引下引过梭口后，由钢筘等装置将它推向织口，交织形成织物；织物绕过胸梁，在卷取辊的带动下，经导辊后卷绕到卷布辊上。具体见下图所示。,要完成上述动作，织机上必须有开口、引纬、打纬、卷取和送经五个基本动作（简称织机的五大运动），各由相应的机构来完成。剑杆引纬是以剑杆作为引纬器，将从储纬器上退解下来的纬纱在剑杆的牵引下穿越梭口的方式。剑杆的往复引纬动作很像体育中的击剑运动，剑杆织机因此而得名。,剑杆引纬是无梭织机中最早提出的引纬方式，自1959 年剑杆织机并投入工业化生产以来，相继出现了刚性、挠性、双向、双层、三层等多种机型，其良好的品种适应性和相对较低的价格使其一度领先于其它织机，广泛应用于色织、巾被、丝织、毛织、麻织等行业，是最通用的织制中、小批量花色织物的机型。,一、剑杆引纬原理 剑杆引纬方式的种类很多，其引纬方法也各不相同，下面分类作一介绍：（一）按剑杆数目分 1单剑杆 它由一根剑杆将 纬纱从梭口一侧引导 到另一侧，参见图 6-1（1），一般用 于改造型的狭幅织机。,1-储纬器 2-纬丝 3-导丝器 4-选纬杆 5-送纬剑 6-剪刀 7-导板 8-接纬剑,单剑杆引纬机构简单，但因剑杆动程至少等于织物筘幅，剑杆往复动程大，既不便于高速，又不利于阔幅，现已很少使用。2双剑杆 双剑杆引纬由两根分别位于梭口两侧的剑杆协同完成，使剑杆织机的门幅得以大大增加，最大门幅已达460cm。其中一根剑杆将纬纱送到织机中部，称为送纬剑，另一根剑杆从织机中部接过纬纱并将其引出梭口，称为接纬剑。,如图6-6（2）所示，其引纬过程如下：选纬杆下降，将被选中的一根纬纱下落到送纬剑的前进轨迹上。送 纬剑前进，将纬纱 纳入剑头，并使纬 纱进入剪刀口，当 送纬剑进入梭口时，剪刀已将张紧的纬 纱剪断。,1-储纬器 2-纬丝 3-导丝器 4-选纬杆 5-送纬剑 6-剪刀 7-导板 8-接纬剑,在梭口中部，接纬剑接过送纬剑上的纬纱，完成纬纱交接动作。接纬剑将纬纱拉出梭口，同时选纬杆上升复 位。当接纬剑上 的纱夹与压板前 端弧面相碰时，纱夹开放，纬 纱就解脱出来。至此，引纬过 程结束。,1-储纬器 2-纬丝 3-导丝器 4-选纬杆 5-送纬剑 6-剪刀 7-导板 8-接纬剑,1刚性剑杆 剑头借助于刚性空心杆状的器件进行传输，不需导剑构件，参见图6-2（左）。引纬时剑杆和剑头大部分时间悬空在梭口中，不与经纱接触，从而减少了对经纱的磨损，对于不耐磨的经纱织造十分有利，维护保养方便，常用于玻璃纤维特种织物的加工。,图6-2 刚性剑杆和挠性剑杆示意图 1-内剑 2-外套 3-剑带 4-剑轮,但刚性剑杆的长度至少是织机筘幅的一倍以上，打纬之前刚性剑杆必须从梭口中退出，机台占地面积大，幅宽受到限制，引纬系统惯性大，不适应高速，故使用的较少。,2挠性剑杆 挠性剑杆由剑头和柔性剑带组成，剑头连接在由剑轮传动的剑带上，牵引纬纱完成引纬工作。在剑杆退出梭口时，柔性剑带能卷绕到传剑轮上，参见图6-2（右），避免了机台占地面积过大的缺点，有利于增加幅宽；另外剑带质量轻有利于高速，故被广泛应用。,图6-2 刚性剑杆和挠性剑杆示意图 1-内剑 2-外套 3-剑带 4-剑轮,但剑带在梭口中穿行时一般需要以导剑片为导轨（参见图6-3），容易对下层经纱产生一定的摩擦，损伤纱线。,图6-3 剑带和导片 1-剑带 2-导片,3双向剑杆 如图6-4所示：在一根剑杆的两端各装一个剑头，剑杆从织机中央开始轮流地向两侧引纬，向一侧的进剑行程是另一侧的 退剑行程。双侧供纬双 剑杆织机，两侧均需筒 子座，张力装置，储纬 装置等，机件较多，且 剑头既是送纬剑头，又 是接纬剑头，比较复杂；,图6-4 双向剑杆引纬,两剑头有双重任务，运动规律较难选择，效率不是很高，使得这种引纬方式没有得到进一步的发展。4双层剑杆 织机采用双层梭口的开口方式，每次引纬同时引入上下各一根纬纱，适用于双重、双层织物的生产。利用双层剑杆引纬生产的绒织物（长毛绒、天鹅绒、棉绒及地毯等）的手感、外观良好，且产量较高。,（三）按纬纱交接方式分 1叉入式 送纬剑头上带有“叉”，接纬剑头上带有“勾”，纬纱由送纬剑的“叉”送到织机中央，让接纬剑的剑头钩住，引出梭口。这种圈状引纬方式比较容易实现，剑头结构比较简单，交接纬纱可靠；但在引纬过程中，纬纱在剑头上的退绕速度二倍于引纬速度快速滑移，容易退捻且受到摩擦划伤，纬纱张力大，断头较多，不利于提高车速，一般只用于强力较大、耐磨性较好的纱线（像帆布等）。,2夹持式 送纬剑将纬纱头夹持在剑头钳口上，引到梭口中央后钳口张开，将纬纱交由接纬剑头钳口夹持并引出梭口，实现线状引纬，每次引入单纬。夹持式引纬相对比较合理，应用也最为广泛。夹持式剑头可分为积极式和消极式两种方式。积极式交接时，接纬剑头的钳口先受到交接指的积极作用而打开，依靠弹簧产生的夹持力夹住送纬剑头上供喂纱段，然后送纬交接指打开送纬剑头钳口，释放供喂的纬纱；在这种交接中纬纱没有附加张力，能适应各种特性的纱线。,消极式交接时，接纬剑头是从送纬剑中夹持、拉出供喂纱段，纬纱受到附加的拉力，不利于结子纱等特殊纬纱的织造，也不宜用于特性差异大的多种纬纱的交替织造，但在常规纱线织造中普遍采用。3交付式 送纬剑将夹持着纬纱的夹持器剑头送至梭口中央，然后将纬纱连同夹持器剑头一起交付给接纬剑，再由接纬剑将其引出梭口。此方式比较适合于纱头难以握持容易造成退捻而不允许退捻的纬纱引纬，但它需一套结构将夹持器剑头送回，机构相对复杂。,4喷气式 由两根空心剑杆相连接组成空气通道，纬纱先引入送纬剑，由送纬剑和压缩空气将其送入梭口，在梭口中央交付给接纬剑，接纬剑空心杆内具有负压，由接纬剑和负压空气将纬纱引出梭口。这种方式利于提高车速，但既有传剑系统又有喷气系统，引纬装置较复杂，应用较少。（四）按筘座形式分1非分离筘座式 传剑机构与筘座相连，并随筘座一起前后摆动，同时剑杆相对于筘座左右运动，完成引纬。,这种机型一般采用曲柄连杆打纬机构，打纬、引纬运动配合较为方便；但这种机构打纬动程较大，为了避免剑头进出梭口时与经纱过分挤压，要求梭口高度较大；加之筘座的转动惯量也大，不利于提高车速，目前只在中低档剑杆织机上应用，常用于有梭织机改造成的简易剑杆织机。,2分离筘座式 在分离式筘座的剑杆织机上，传剑机构不装在筘座上，而装在织机机架上，传剑机构不随筘座前后摆动。筘座一般由共轭凸轮驱动，引纬时筘座静止在最后方，而当筘座运动时，剑头退出筘的摆动范围，因而在分离式筘座的剑杆织机上，对钢筘的剩余长度有限制，超过时应将其截短。该方式梭口高度小、打纬动程短、打纬机构质量轻，有利于高速化，现在的高档剑杆织机普遍采用这种形式。,二、剑杆引纬的主要器件,剑杆引纬机构所用的器件主要有剑杆、剑带、剑轮和导剑钩（片）等。（一）剑杆和剑带 刚性剑杆应由轻而结实的材料制成，一般可用铝合金杆（管）、薄壁钢管、碳素纤维或复合材料制成，后者质轻而刚性好，但价格昂贵，基本配在高档剑杆机型上。,挠性剑带要求弹性恢复性能好，能经受反复的弯曲变形，而且还要耐磨、有足够的强度，故其一般由钢带、尼龙带或复合材料制成，一般厚253mm，宽1632 mm。挠性剑带有不冲齿孔和冲齿孔两种类型：不冲齿孔的剑带，常见的有钢带和碳纤维带。一般由压轮将剑带与剑轮（无齿）压紧，剑带一端与剑轮固结（这会限制引纬的幅宽），剑轮的摆动就驱动剑带做往复运动。这类剑带刚性好，筘座上不需装导钩，但钢带需涂油润滑，容易沾污织物，而碳纤维带价格又比较贵，加之又不能适应宽幅织造，故这类剑带现已很少使用。,冲有齿孔的剑带多由多层复合材料制成，一般以多层高强长丝织物为基体，浸渍树脂层压而成，表面被覆耐磨层，它可直接与传剑轮啮合作往复运动，不引纬时可卷缩于机下的剑带盒中，适应宽幅、高速织造，目前使用较为普遍。,（二）剑头 目前在剑杆织机中普遍使用的夹持式引纬的两只剑头（参见图6-5），实质上都是用来握持纬纱的夹纱器，送纬剑的剑头比较大，但夹持力比较小；接纬剑的剑头细长，但夹持力比较大。在交接纬纱时接纬剑伸入到送纬剑的剑头中，在交接过程中纬纱能够顺利从送纬剑传递给接纬剑，夹持力的大小可根据纱线品种作适当的调整。,（1）送纬剑头（2）接纬剑头图6-5 夹持式剑头,剑头的外形是两端尖、中间隆起、表面光滑的流线形，以便于顺利进出梭口。剑杆头基本分为注塑（国内含15%或25%碳纤维粒子）镶嵌金属型和全轻质合金表面抗耐磨涂层处理型两大类；要求表面光洁、耐磨、使用寿命长。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，方便更换。,（三）剑轮 剑轮往复运动，传动挠性剑带进出梭口。高速引剑时要求剑轮轻，而且有足够强度，材料可用铝合金，更多的则用高强度塑料，如在尼龙中填充石墨、碳纤维、特氟龙等材料以增加其强度。剑轮的直径一般为250300 mm，轮齿与剑带孔两者的节距应相互配合。无齿的剑轮因需将剑带一端固定在剑轮上，不能作整周的回转，为满足引纬动程，要求剑轮做得较大。,（四）导向器件 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。有导剑钩和导剑片两种方式，如图6-6 所示。,图6-6 导剑片和导剑钩1-筘座 2，5-导剑片 3-剑带 4-筘 6-浮动导钩,导剑片托起剑带的高度较高，外形尺寸较大，配用在连杆打纬机构上；导剑钩尺寸小，多配用在凸轮打纬机构上。对于较窄的剑带（16 mm）两侧均使用导剑钩，较宽的剑带（24 mm或30mm）往往仅靠织口的一侧有导剑钩。导剑钩至走剑板的高度略大于剑带与经纱相加的厚度。有的织机为减少剑带与经纱的摩擦，将导剑钩做成类似导剑片上部的形状，稍稍托起剑带，“浮”在下层经纱之上约1 mm，称为浮动导钩。,三、传剑机构及其引纬工艺特点：传剑机构是剑杆织机的关键部分，是织机中式样类型最多的引纬机构，这里介绍几种常见的新型的传剑机构。（一）连杆与周转轮系组合的传剑机构 该传剑机构用在非分离式筘座的织机上，送纬剑与撞纬剑的传动机构主要由连杆机构和周转轮系组成，其机构工作原理参见所附光盘。这种引纬机构结构简单，工艺调节方便，配合使用周转轮系，能显著提高引纬速度。,（二）变螺距螺杆传剑机构 该传剑机构用于分离式筘座的织机，传剑机构固定在机架上，它的工作原理如图6-7所示。传剑机构由曲柄滑块机构和螺旋副机构组合而成。织机主轴通过同步齿轮和同步齿形带使曲柄l回转，经牵手2带动螺杆滑套3作往复运动，螺杆滑套推动变螺距螺杆4绕自身轴线作正反向旋转，由此传动传剑轮5和与其啮合的剑带作进、退剑运动。,图6-7 变螺距螺杆传剑机构示意图,变螺距螺旋副是逆向传动的螺旋副（螺母传动螺杆），其压力角较大，传递效率较低。为了克服这一缺点，机构中采用了双头螺线对称分布的螺杆，油浴润滑、滚动接触的滑套螺母等结构，以改善它的传动条件。（三）球面曲柄传剑机构 曲柄传剑机构一般用于分离式筘座的织机，它由球面曲柄机构和放大机构组成，使用空间球面四连杆剑杆引纬机构能使剑杆在运动起始和终了阶段有较多的缓冲，并使剑杆在夹取纬纱和交接纬纱时速度较低。这种引纬机构从织机主轴到传剑轮的传动路线短，机构简单、紧凑，能减小对剑带和纬纱的冲击，并使纬纱交接顺利，是一种比较简洁实用的传剑方式。,（四）共轭凸轮传剑机构 共轭凸轮式传剑机构，常用于分离式筘座的织机，传剑机构固装在织机墙板上，使用共轭凸轮引纬机构，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。如图6-8所示,如图6-8所示为挠性剑杆共轭凸轮引纬机构。共轭凸轮12固定在主轴3上，当主轴3回转时，共轭凸轮12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，织机主轴转一转，两剑进出梭口一 次，完成一次 引纬。,图6-8 共轭凸轮引纬机构,剑带的运动规律完全由共轭凸轮的廓线决定，因此凸轮廓线要根据理想的剑头运动规律来设计。引纬工艺调整时，改变摆杆的长度可以调节送纬剑和接纬剑的最大动程，改变剑带与传剑轮的初始啮合位置可以调整两剑交接的交接冲程d和两剑进足时间差。,四、剑杆织机的多色纬制织 剑杆织机具有很强的纬纱选色性能，通常可选8色纬纱，最多可达16色。选纬动作准确，机构工作稳定可靠，在多色纬织造生产中优势明显。（一）机械式选纬机构 常见的机械式选纬机构是由多臂机带动的，工作可靠，结构简单，但要占用一些多臂机的综框连杆，不利于生产花型较大的织物。,选纬信号装置实际上是多臂机信号装置的一个部分，由花筒、纹板纸、探针所构成，以纹板纸上有无指令孔来控制选纬工作所占用的多臂机最后几页综框连杆的左右运动。当综框连杆左右拉动时，通过钢丝绳使选纬杆上、下移动，从而进入或退出工作位置，实现选纬动作。（二）电磁式选纬机构 新型的电脑选纬装置是由电脑程序控制电磁铁的通电和断电来完成的，这不仅使信号机构极大简化，纬纱配色循环更加方便，而且控制程序可以在织机上直接输入，也可由中央控制室经电缆和双向通讯接口输入到织机的电脑中去，为实现织造车间生产现代化的集中管理创造了条件。,在电脑选纬机构中，选纬信号装置的工作由微电脑控制中心担任，因取消了多臂机的纹板纸、探针和花筒，机构简化，更改纬色循环方便，高速适应性也得到提高。图6-9所示为一种典型的电磁式选纬机构的选纬执行装置。,图6-9电磁式选纬装置 图6-10 光电选纬信号装置1-电磁铁 2-撑头 3-凸轮 4-转子 1-光电管 2-红外发光二管 3-纹板纸5-杠杆 6-压缩弹簧 7-横动杆 8-选纬杆,电磁铁1根据选纬信号装置发出的指令信号进行断电或通电，通过电磁力作用使撑头2上翘或下摆。在凸轮3回转时，经转子4使杠杆5绕O1轴摆动，由于压缩弹簧6的作用，O1轴暂时保持静止。如果撑头下摆，顶住杠杆上端d时，凸轮的转动便迫使其下端O1轴向右移动，从而克服压缩弹簧6的作用力使横动杆7右移，带动选纬杆8绕O2轴进入工作位置，完成选纬动作。,图6-9电磁式选纬装置 图6-10 光电选纬信号装置1-电磁铁 2-撑头 3-凸轮 4-转子 1-光电管 2-红外发光二管 3-纹板纸5-杠杆 6-压缩弹簧 7-横动杆 8-选纬杆,电磁铁作为选纬驱动装置，起到了机电结合的桥梁作用，使光电选纬和电脑选纬得以实现，从而简化了机构，改善了选纬机构的工作性能。,光电选纬信号装置如图6-10所示。它由光电管1红外发光二极管2纹板纸3纹板间歇运动机构及开关电路组成。纹板纸上若有指令孔，则红外发光二极管发出的光束穿过指令孔被光电管所接收，经开关电路处理后使电磁铁导通。相反，无指令孔则不导通。,图6-9电磁式选纬装置 图6-10 光电选纬信号装置1-电磁铁 2-撑头 3-凸轮 4-转子 1-光电管 2-红外发光二管 3-纹板纸5-杠杆 6-压缩弹簧 7-横动杆 8-选纬杆,纹板纸上共有八列（纵向）指令孔，每列控制一根选纬杆的工作状态，而每行（横向）指令孔对应一纬的选纬动作，指令孔的行、列间距要准确，以保证选纬信号装置正常工作。在光电选纬信号装置中，除去了探针等往复运动的器件，使选纬装置结构简化，有利于织机高速化。如在SM-92型和GA731型挠性剑杆织机上，采用由电子选纬控制机构和机械式执行机构所组成的电磁式选纬机构，可实现任意顺序的选纬。,在使用中，应将频繁引入的纬纱应穿在靠近剪纬装置的选纬杆导纱孔中以减少失误动作。为避免纬纱之间相互纠缠，织物中相邻的不同纬纱尽可能穿入相隔的选纬杆导纱孔。（三）混纬机构 混纬是指织造单色织物时将纬纱分成两组，按照1：1或2：2等设定的顺序进行引纬的方法。混纬工艺的应用，有利于改善织物的实物质量，提升织物的品质，适应高速引纬。,在剑杆织机上也使用专门的混纬机构进行混纬，一种典型的混纬机构如图6-116所示。混纬凸轮1旋转时，其大小半径控制滑动杆2左右移动，经连杆3，使两根穿有同种纬纱的选纬杆4绕轴O1作交替的上、下摆动，从而轮流带引各自的纬纱进入或退出引纬工作位置，达到混纬目的。,图6-11 混纬机构,思考练习,1简述剑杆织机的引纬特点？2简述夹持式剑杆织机的品种适应性。,