CN102747536A

CN102747536A - 一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机

Info

Publication number: CN102747536A
Application number: CN2012102493625A
Authority: CN
Inventors: 尹锋
Original assignee: YIXING HUAHENG HIGH PERFORMANCE FIBER TEXTILE CO Ltd
Current assignee: YIXING HUAHENG HIGH PERFORMANCE FIBER TEXTILE CO Ltd
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，包括可调式编织工作台、编织盘、机架和液压举升装置，所述的编织盘设置在可调式编织工作台上，所述的编织盘包括编织轨道和携纱器；所述的液压举升装置包括液压泵站和可伸缩立柱，所述的液压泵站和可伸缩立柱通过液压管相连通；所述可伸缩立柱的一端设在可调式编织工作台底面的一侧，另一端设在基座上，所述的可调式编织工作台可转动地设置在所述的机架上。该编织机既能实现三维多向不同结构的编织，又能根据加工需要进行水平、垂直等多角度编织成型。

Description

一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机

技术领域

本发明属于纺织领域，涉及一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，它属于三维多向预成型件的加工设备。

背景技术

三维编织复合材料被称作第三代纤维增强复合材料, 与二维编织复合材料相比，有许多突出的优点。其整体性显著地提高了强度和刚度，具有优良的抗损坏性, 具有良好的力学性能和耐烧蚀性能。已经在航天、航空等高科技领域实现了广泛的应用。三维编织复合材料具有可设计性。组分材料的性能、材料制造工艺决定了复合材料的材料性能，编织复合材料的材料单胞在力学上具有显著的结构特性，因此织物组织结构参数即编织参数也将影响编织复合材料的性能。三维四向是最典型的三维编织结构，其显著改善了材料沿厚度方向的力学性能，但三维四向的纤维束空间构型使其面内力学性能有所降低。三维五向结构则不仅保持了三维四向沿厚度方向的良好力学性能，而且显著改善了材料的面内力学性能，因此，在不同的应用领域应选用不同结构的三维多向编织复合材料。

工艺决定设备，不同编织工艺需要配套的设备来实现。《3D纤维增强聚合物基复合材料》著作（L.Tong,A.P.Mouritz与M.K.Bannister合著）2008年5月出版的第2章‘3D纤维预成型件制造’一文中介绍了3D四步编织设备。3D四步编织设备是按Florentine（1982）注册的马格纳制造法专利研制的，利用一个包含呈行列排布携纱器的平台，携纱器的排布构成了所需预成型件的形状。另外外边还有附加的一些携纱器，它们的精确位置和数量依赖于预成型件的形状和结构的需要。共有4种不同的行列运动方式，使纱线交织形成编织预成型件。携纱器运动台面与地面平行，且只有一种工作位置，加工的预成型件种类只限三维四向。还介绍了大西洋研究公司开发的全厚度编织设备（Brown,1985;1988），该设备包含许多一样的环，一个挨一个轴向排列，环上有凹槽，可让携纱器沿轴线方向从一个环移动到另一个环。环运动形成圆周运动，这样就可完成四步工艺。该设备携纱器运动台面与地面垂直，也仅此一种工作位置。但设备的容锭量有限只有1400锭，占地面积大，制造及安装成本高。国内在设备研制方面基本是按国外的发展思路，以携纱器运动台面与地面平行的三维编织机为主，覆盖三维四向和五向结构，重点在设备容锭量方面取得了较大突破。如天津工业大学研制成功了计算机控制的大型三维整体编织机（4万锭）

中国专利公告号CN1117894C，公告日是2001年4月17日，名称为‘新型三维编织机’中公开了一种新型三维编织机，它包括锭子、驱动装置、机架、成型装置，其特征是还包括由固定在机架上，纵横等间距呈网状排列的伞形块组成的固定式编织导轨和上部靠两只相邻伞形块支撑，下部嵌入两只相邻伞形块中的矩形定位块，这种设计降低了对编织导轨加工精度和锭子移动后定位精度的要求，不仅有效防止了锭子在运动中的“卡死”现象，而且降低了制造和维护成本，同时还克服了移动式编织导轨轴向纱难以引入的难题。此专利虽然有效解决了三维编织设备制造难题，但只限于携纱器运动平面与地面平行的工作位置，加工的预成型件结构只限于三维四向和五向。

由于水平位置编织时携纱器运动区与编织成型区存在固定的“缩率”，特别对宽度尺寸，超过此极限宽度，此方向上的密度均匀性会很难控制，如抬高其成型高度又会因为纱线及松紧线自重给质量控制带来困难；垂直编织设备对制造及安装精度要求高，存在设备容锭量低带来的可加工预成型件尺寸小等问题。

综上所述，现有设备只能实现单一位置和单一结构的编织，例如只能实现水平位置编织（携纱器运动台面与地面平行）。详解如下：

（1）一台设备只能编织一种结构，要实现多种结构编织，必须更换设备，把纱线从携纱器上移离，该过程存在两大问题：一是费工，而是容易出差错甚至产品报废。

（2）现在三维多向全部采用水平位置编织，存在问题：① 产品宽度做不宽，宽度越宽织物成型区与携纱区的喇叭口就越厉害，会造成产品周向密度不均；② 为了要做长的织物，编织高度要提升，带来高空作业的安全隐患，高度升高纱线和松紧线的自重就越厉害，向下拉使得产品密度做不高，或者说编织角做不大。

目前国内三维编织机全是水平位置编织；国外有实现垂直编织位置的设备，但全采用回转角轮结构设计。存在弊端是制造成本高、加工难度大、设备容量小，同样面积内的携纱器容量与行列式结构相比差一个数量级以上，而且不能实现三维四向、五向、六向和七向等不同结构在同一台设备上编织，可以实现翻转。最大携纱器容量小于1500锭。

因此需要提供一种可以实现不同结构在同一台设备上编织成型且编织位置可任意变换的编织机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，包括可调式编织工作台、编织盘、机架和液压举升装置，所述的编织盘设置在可调式编织工作台上，所述的编织盘包括编织轨道和携纱器，所述的编织轨道是由多个T型块等间距固设在滑条上，再由多个滑条并列设置且T型块相互对齐形成，所述的携纱器设在各滑条的相邻的两个T型块之间；相邻两个滑条之间留有间隙，相邻的两个携纱器的挂纱钩之间留有间隙；所述的液压举升装置包括液压泵站和可伸缩立柱，所述的液压泵站和可伸缩立柱通过液压管相连通；所述可伸缩立柱的一端设在可调式编织工作台底面的一侧，另一端设在基座上，所述的可调式编织工作台可转动地设置在所述的机架上。

上述的可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，其在于所述的可伸缩立柱为两个且并列设置。

所述的液压泵站由电气控制装置控制。

以滑条运动方向为行方向，滑条一条一条整体运动，带动设在T型块之间的携纱器运动，以携纱器运动方向为列方向，一个携纱器推一个携纱器沿编织轨道方向运动，行方向滑条的运动和列方向携纱器的运动由设在编织盘周围的动力装置推动。

本发明采用滑条-携纱器行列排布的结构设计，行方向相邻两个滑条之间留有间隙，作为引纱通道；列方向携纱器与携纱器的挂纱钩之间也留有间隙，作为引纱通道，根据三维多向不同结构编织要求，引入第六向、第七向纱线，通过行列开口、引纱、捋纱等常用三维编织成型工艺步骤实现三维四向、三维五向、六向和七向不同结构在同一台设备上编织成型。

本发明编织机的工作过程中，做窄的、短的产品时，则调节液压泵站调节可伸缩立柱使可调式编织工作台处于水平编织位置进行编织。做宽的、长的产品时，则调节液压泵站调节可伸缩立柱使可调式编织工作台处于垂直编织位置进行编织，介于两者之间的可以调整可调式编织工作台使其处于设定编织位置进行编织。

本发明设计的新型编织机包括可调式编织工作台、编织盘、机架和液压举升装置，可调式编织工作台通过液压举升装置调整其工作角度，用锁紧机构锁死后进入编织程序，利用预设的编织程序自动行列纱锭的运动，循环操作完成三维多向结构预成型件的加工。

本发明的有益效果：

本发明突出特征是在一台设备上既能实现三维多向不同结构的编织，又能根据加工需要进行水平、垂直等多角度编织成型，有效解决由于水平位置编织时携纱器运动区与编织成型区存在固定的“缩率”，特别对宽度尺寸，超过此极限宽度，此方向上的密度均匀性会很难控制，如抬高其成型高度又会因为纱线及松紧线自重给质量控制带来困难；垂直编织设备对制造及安装精度要求高，设备容锭量低带来的可加工预成型件尺寸小等问题，提出了编织角度可调、结构可调的新型编织机设计思路，使三维编织设备在加工预成型件的结构种类和外形尺寸上显著提高，为其在航空结构复合材料上应用奠定技术基础。并且可以实现三维四向、五向、六向和七向等不同结构在同一台设备上的编织，提高生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明编织机水平编织位置。

图2为本发明编织机任意设定编织位置。

图3为本发明编织机垂直编织位置。

图4 编织机盘面结构图。

图5三维五向四步法编织过程的携纱器运动规律图。

×表示轴向不运动携纱器〇表示运动携纱器

a.原始排列 b.第一步 c.第二步 d.第三步 e.第四步

具体实施方式

一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，包括可调式编织工作台1、编织盘、机架2和液压举升装置，所述的编织盘设置在可调式编织工作台1上，所述的编织盘包括编织轨道3和携纱器4，所述的编织轨道3是由多个T型块5等间距固设在滑条6上，再由多个滑条6并列设置且T型块5相互对齐形成，所述的携纱器4设在各滑条6的相邻的两个T型块5之间；相邻两个滑条6之间留有间隙7，相邻的两个携纱器4的挂纱钩8之间留有间隙（如图4所示）；所述的液压举升装置包括液压泵站9和可伸缩立柱10，所述的液压泵站9和可伸缩立柱10通过液压管11相连通；所述可伸缩立柱10的一端设在可调式编织工作台1底面的一侧，另一端设在基座12上，所述的可调式编织工作台1可转动地设置在所述的机架2上。所述的可伸缩立柱10为两个且并列设置。所述的液压泵站9由电气控制装置13控制（如图1所示）。

以滑条6运动方向为行方向，滑条一条一条整体运动，带动设在T型块之间的携纱器4运动，以携纱器4运动方向为列方向，一个携纱器推一个携纱器沿编织轨道3方向运动，行方向滑条6的运动和列方向携纱器4的运动由设在编织盘周围的动力装置推动。

本发明采用滑条-携纱器行列排布的结构设计，行方向相邻两个滑条6之间留有间隙7，作为引纱通道；列方向携纱器与携纱器的挂纱钩8之间也留有间隙，作为引纱通道，根据三维多向不同结构编织要求，引入第六向、第七向纱线，通过行列开口、引纱、捋纱等常用三维编织成型工艺步骤实现三维四向、三维五向、六向和七向不同结构在同一台设备上编织成型。

可调式编织工作台地面平行定义为水平编织位置，与地面垂直定义为垂直编织位置，与地面成一设定角度为设定编织位置。

通过液压举升装置可伸缩立柱4的伸缩来控制可调式编织工作台1的工作角度，伸缩立柱4缩短，使可调式编织工作台处于水平编织位置，如图1所示；伸缩立柱4伸长调整可调式编织工作台处于垂直编织位置（如图3）或者其他设定编织位置（如图2所示）。

三维四向是基础结构，其四步法运动规律也是三维五向、六向和七向的编织的基础，五向是在四向基础上在滑条的T型块上固定轴向不动纱；六向是在行方向即滑条方向逐行引入纱线；七向是在列方向即携纱器方向逐列引入纱线。

四步法是指在一个机器循环中，携纱器运动四步，且每步运动相邻一个位置（如图5所示）。详细分解如下：第一步：相邻行中的携纱器交替移动一个位置。第二步：相邻列中的携纱器交替移动一个位置。第三步和第四步：携纱器的运动方向分别与第一步和第二步的相反。经过携纱器四步的运动，携纱器在编织盘上对偶式交换了位置，使得纱线相互交织在一起。在一个机器循环中获得的织物长度定义为一个花节长度。四步法是行业内技术人员已知技术，三维四向也是行业内常用结构。

Claims

1.一种可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，其特征在于包括可调式编织工作台（1）、编织盘、机架（2）和液压举升装置，所述的编织盘设置在可调式编织工作台（1）上，所述的编织盘包括编织轨道（3）和携纱器（4），所述的编织轨道（3）是由多个T型块（5）等间距固设在滑条（6）上，再由多个滑条（6）并列设置且T型块（5）相互对齐形成，所述的携纱器（4）设在各滑条（6）的相邻的两个T型块（5）之间；相邻两个滑条（6）之间留有间隙（7），相邻的两个携纱器（4）的挂纱钩（8）之间留有间隙；所述的液压举升装置包括液压泵站（9）和可伸缩立柱（10），所述的液压泵站（9）和可伸缩立柱（10）通过液压管（11）相连通；所述可伸缩立柱（10）的一端设在可调式编织工作台（1）底面的一侧，另一端设在基座（12）上，所述的可调式编织工作台（1）可转动地设置在所述的机架（2）上。

2.根据权利要求1所述的可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，其特征在于所述的可伸缩立柱（10）为两个且并列设置。

3.根据权利要求1所述的可实现多结构转换、多角度成型的新型编织机，其特征在于所述的液压泵站（9）由电气控制装置（13）控制。