CN107201591A - 一种机织与编织相结合的多轴三维织机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机织与编织相结合的多轴三维织机，包括两个竖直设置的墙板，两个墙板之间设有水平横梁，水平横梁上方设有喷气引纬机构，两个墙板之间还设有斜纱机构，喷气引纬机构位于斜纱机构的后侧。利用该织机实现了机织的三维正交织物表面，通过该织机实现了机织的三维正交织物表面，通过斜纱编织机构形成一层+45°、‑45°和0°(经纱)三组纱线组成的三向编织物，实现多轴(五轴)三维织物的表面层编织与中间芯层机织的紧密结合。

Description

一种机织与编织相结合的多轴三维织机
技术领域
本发明属于纺织机械技术领域，涉及一种机织与编织相结合的多轴三维织机。
背景技术
近年来，随着先进纺织复合材料预制件被广泛应用于各行各业，三维正交机织物和平面三向编织物，这两种织物被广泛应用于复合材料的预制件中，但这两种织物结构预制件都存在一定的局限性，从而影响复合材料的综合性能。多轴(五轴)三维织物是一种将三维正交织物和平面编织物结合起来的一种新型织物，表面层为平面三向编织物，内芯为三维多层正交织物，该织物的结构继承了三维正交机织物和平面编织物二者的优点，多轴(五轴)三维织物具有尺寸比较稳定以及延伸率小的特点，若这种织物的预制件应用到复合材料中，满足复合材料对各项同性和各项异性的要求。
尽管三维织物中引入斜纱层可以提高复合材料结构件的机械特性，但带有斜纱机构的三维多轴织机都十分复杂，织机结构上却很难实现。将平面纵横移动的二步法或四步法编织和三维正交机织有机的结合，可以在织物的上下表面层和近表层形成三轴向编织层，也可大大简化现有文献提出的多轴三维织机的结构，便于按照模块化的思想设计三维多轴织机，将作为斜纱的编织部分和机织部分分开设计；使得正交织机的开口、引纬、打纬和三轴编织有序结合。
现有多轴三维织机引纬部分基本都是采用多层剑杆引纬，机物料消耗大，结构复杂，机器占地面积大，难于布置编织装置；另外，开口装置的存在也使得编织装置布置难于实现，采用多层喷气引纬装置和改进的开口和提纱机构可解决此问题，使得多轴向编织和三维正交机织有机结合。
发明内容
本发明的目的是提供一种机织与编织相结合的多轴三维织机，利用该织机实现了机织的三维正交织物表面，通过斜纱编织机构形成一层+45°、-45°和0°(经纱)三组纱线组成的三向编织物，实现多轴(五轴)三维织物的表面层编织与中间芯层机织的紧密结合。
本发明所采用的技术方案是，一种机织与编织相结合的多轴三维织机，包括两个竖直设置的墙板，两个墙板之间设有水平横梁，水平横梁上方设有喷气引纬机构，两个墙板之间还设有斜纱机构，喷气引纬机构位于斜纱机构的后侧。
本发明的特点还在于，
其中斜纱机构包括竖直设置的支撑板，支撑板的中心处设有开口A，支撑板的两端分别设有支架，支撑板上设有编织底盘，编织底盘上装有若干携纱器，相邻携纱器之间通过磁铁的磁力相互作用，编织底盘还设有用于驱动携纱器动作的电磁阀。
其中喷气引纬机构包括沿水平方向平行设有的上筘座和下筘座，上筘座和下筘座之间设有若干引纬筘片，引纬扣片恰好正对开口A设置，上筘座和下筘座的一端沿竖直方向设有至少两个主喷嘴，上筘座和下筘座的内侧分别相对设有辅助喷嘴。
其中编织底盘包括两组平行设置的竖向导向框，两组竖向导向框的上方设有至少四行横向导向框A，两组竖向导向框的下方设有横向导向框B，横向导向框B和横向导向框A的行数相同，两组竖向导向框与横向导向框A、横向导向框B形成了方框形的编织底盘结构；编织底盘的中心设有与开口A位置相对应的开口B，竖向导向框、横向导向框A及横向导向框B中均设有携纱器。
其中横向导向框A、横向导向框B及竖向导向框均为四方形框。
其中每组竖向导向框包括两列四方框，每列四方框包括至少六行；每组竖向导向框的各行各列四方框中均设有携纱器；
其中最上侧一行的横向导向框A和最下侧一行的横向导向框A的列数相同且至少为12列，最上侧一行的横向导向框A和最下侧一行的横向导向框A中的携纱器数量至少比最上侧一行的横向导向框A的列数少1；
最上侧一行的横向导向框A和最下侧一行的横向导向框A之间的各行横向导向框A列数相同且均比最上侧一行的横向导向框A多两列，最上侧一行的横向导向框A和最下侧一行的横向导向框A之间的每行横向导向框A中的携纱器数量至少比位于最上侧一行的横向导向框A和最下侧一行的横向导向框A之间的每行横向导向框A的列数少1；
其中最上侧一行的横向导向框B和最下侧一行的横向导向框B的列数相同且至少为12列，最上侧一行的横向导向框B和最下侧一行的横向导向框B中的携纱器数量至少比最上侧一行的横向导向框B的列数少1；
其中最上侧一行的横向导向框B和最下侧一行的横向导向框B之间的各行横向导向框B列数相同且均比最上侧一行的横向导向框B多两列，最上侧一行的横向导向框B和最下侧一行的横向导向框B之间的每行横向导向框B中的携纱器数量至少比位于最上侧一行的横向导向框B和最下侧一行的横向导向框B之间的每行横向导向框B的列数少1。
其中横向导向框A的两端、横向导向框A的上侧边缘、横向导向框A的下侧边缘，横向导向框B的两端、横向导向框B的上侧边缘、横向导向框B的下侧边缘均设有电磁阀。
其中横向导向框A、横向导向框B及竖向导向框的四周边框上均设有导轨，携纱器通过携纱器底座与横向导向框A、横向导向框B及竖向导向框连接。
其中携纱器底座的四个角上分别设有滑块，滑块与横向导向框A、横向导向框B及竖向导向框四周边框上的导轨配合。
其中携纱器底座的上、下、左、右四个面上分别设有磁铁，编织底盘上的相邻携纱器上的磁铁极性相反。
本发明的有益效果是，多轴三维织机中，主要有七部分，编织装置，正交织机多层开口提纱装置(图中未示出)、多层喷气引纬装置和平行打纬装置(图中未示出)、绗缝装置或多排针织装置(图中未示出)、送经和卷取装置(图中未示出)；其中编织装置中通过电磁阀通断产生的电磁力推动每组携纱器运动实现三轴向编织；并依靠机械式的携纱器中纱线拖拽，实现纱锭的放纱动作，纱线张力大小调节由携纱器上进行调节，使得编织的整个过程纱线保持恒定的张力。围绕着三维机织物表面的经纱层编织一层沿着编织底盘纵向横向反复循环运动的三向编织层。三维正交织机部分，通过多层开口提纱装置将需要机织的多层经纱分层开口的同时，通过提纱装置将需要参与编织的经纱层提离布面(机织部分)，通过多层喷气引纬实现多层引纬，通过绗缝装置或多排针织装置进行垂向缝制或捆绑，通过平行打纬装置实现打紧，通过送经和卷取装置分别实现送纱和织物卷取。从而实现多轴(五轴)三维织物的表面层编织与中间芯层机织的紧密结合。
附图说明
图1是本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机的结构示意图；
图2是本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机中斜纱机构的结构示意图；
图3是本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机中支撑板与支架的连接结构示意图；
图4是本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机中编织底盘的结构示意图；
图5是本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机中喷气引纬机构的结构示意图；
图6是本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机中携纱器底座的结构示意图。
图中，1.支撑板，2.开口A，3.支架；
4.编织底盘，4-1.竖向导向框，4-2.横向导向框A，4-3.横向导向框B，4-4.开口B；
5.携纱器，6.磁铁，7.电磁阀，8.携纱器底座，9.滑块，10.墙板，11.水平横梁，12.上筘座，13.下筘座，14.引纬扣片，15.主喷嘴，16.辅助喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机，结构如图1所示，包括两个竖直设置的墙板10，两个墙板10之间设有水平横梁11，水平横梁11上方设有喷气引纬机构，两个墙板10之间还设有斜纱机构，喷气引纬机构位于斜纱机构的后侧(操作人员正对织机的一侧为前侧)。
如图2、3所示，斜纱机构包括竖直设置的支撑板1，支撑板1的中心处设有开口A2，支撑板1的两端分别设有支架3，支撑板1上设有编织底盘4，编织底盘4上装有若干携纱器5，相邻携纱器5之间通过磁铁6的磁力相互作用，编织底盘4还设有用于驱动携纱器5动作的电磁阀7(参见图4)。
如图5所示，喷气引纬机构包括沿水平方向平行设有的上筘座12和下筘座13，上筘座12和下筘座13之间设有若干(至少两片)引纬筘片14，引纬扣片14恰好正对开口A2设置，上筘座12和下筘座13的一端沿竖直方向设有至少两个主喷嘴15，上筘座12和下筘座13的内侧分别相对设有辅助喷嘴16(上筘座12和上筘座13内侧的辅助喷嘴16数量相同，且一一对应)。
其中编织底盘4包括两组平行设置的竖向导向框4-1，两组竖向导向框4-1的上方设有至少四行横向导向框A4-2，两组竖向导向框4-1的下方设有横向导向框B4-3，横向导向框B4-3和横向导向框A4-2的行数相同，两组竖向导向框4-1与横向导向框A4-2、横向导向框B4-3形成了方框形的编织底盘结构；编织底盘4的中心设有与开口A2位置相对应的开口B4-4；竖向导向框4-1、横向导向框A4-2及横向导向框B4-3中均设有携纱器5。
其中横向导向框A4-2、横向导向框B4-3及竖向导向框4-1均为四方形框。
其中每组竖向导向框4-1包括两列四方框，每列四方框包括至少六行；每组竖向导向框4-1的各行各列四方框中均设有携纱器5；
其中最上侧一行的横向导向框A4-2和最下侧一行的横向导向框A4-2的列数相同且至少为12列，最上侧一行的横向导向框A4-2和最下侧一行的横向导向框A4-2中的携纱器5的数量至少比最上侧一行的横向导向框A4-2的列数少1(但是携纱器5的个数不为0)；
最上侧一行的横向导向框A4-2和最下侧一行的横向导向框A4-2之间的各行横向导向框A4-2列数相同且均比最上侧一行的横向导向框A4-2多两列，最上侧一行的横向导向框A4-2和最下侧一行的横向导向框A4-2之间的每行横向导向框A4-2中的携纱器5数量至少比位于最上侧一行的横向导向框A4-2和最下侧一行的横向导向框A4-2之间的每行横向导向框A4-2的列数少1(但是携纱器5的个数不为0)；
其中最上侧一行的横向导向框B4-3和最下侧一行的横向导向框B4-3的列数相同且至少为12列，最上侧一行的横向导向框B4-3和最下侧一行的横向导向框B4-3中的携纱器5的数量至少比最上侧一行的横向导向框B4-3的列数少1(但是携纱器5的个数不为0)；
其中最上侧一行的横向导向框B4-3和最下侧一行的横向导向框B4-3之间的各行横向导向框B4-3列数相同且均比最上侧一行的横向导向框B4-3多两列，最上侧一行的横向导向框B4-3和最下侧一行的横向导向框B4-3之间的每行横向导向框B4-3中的携纱器5的数量至少比位于最上侧一行的横向导向框B4-3和最下侧一行的横向导向框B4-3之间的每行横向导向框B4-3的列数少1(但是携纱器5的个数不为0)。
其中横向导向框A4-2的两端、横向导向框A4-2的上侧边缘、横向导向框A4-2的下侧边缘，横向导向框B4-3的两端、横向导向框B4-3的上侧边缘、横向导向框B4-3的下侧边缘均设有电磁阀7。
其中横向导向框A4-2、横向导向框B4-3及竖向导向框4-1的四周边框上均设有导轨，携纱器5通过携纱器底座8(参见图6)与横向导向框A4-2、横向导向框B4-3及竖向导向框4-1连接。
其中携纱器底座8的四个角上分别设有滑块9，滑块9与横向导向框A4-2、横向导向框B4-3及竖向导向框4-1上的导轨配合。
其中携纱器底座8的上、下、左、右四个面上分别设有磁铁6，编织底盘4上的相邻携纱器5上的磁铁6极性相反。
对编织底盘的结构举例说明：如图3中所示，横向导向框A4-2共有四行，从上至下分别为第1行(最上侧的行)、第2行、第3行、第4行(最下侧的行)，第1行和第4行为12列，每行最多布置11个携纱器5,；第2行和第3行为14列，每行最多布置13个携纱器；
横向导向框B4-3同样为4行，从上至下分别为第1行(最上侧的行)、第2行、第3行、第4行(最下侧的行)，第1行和第4行为12列，每行最多布置11个携纱器5,；第2行和第3行为14列，每行最多布置13个携纱器；
两组竖向导向框4-1均为两列6行，竖向导向框4-1的每行每列中均布置有携纱器5，在中间正交织物的外围形成一层三维编织层，可以通过改变携纱器5的初始布置方式和电磁阀7的通断来改变编织结构。
本发明一种机织与编织相结合的多轴三维织机的工作过程为：三维正交织机部分，通过多层开口提纱装置将需要机织的多层经纱分层开口的同时，通过提纱装置将需要参与编织的经纱层提离布面(机织部分)，通过多层喷气引纬实现多层引纬，通过绗缝装置或多排针织装置进行垂向缝制或捆绑，通过平行打纬装置实现打紧，从而实现三维正交织物的织造。
编织装置中通过电磁阀通断产生的电磁力推动每组携纱器运动实现编织纱(携纱器上所带纱线)与经纱(提纱装置提起的经纱作为轴向纱)在正交织物表面编织成三轴向织物；编织纱依靠机械式的携纱器中纱线拖拽，实现纱锭的放纱动作，纱线张力大小调节由携纱器上进行调节，使得编织的整个过程纱线保持恒定的张力。围绕着三维机织物表面编织一层沿着编织底盘纵向横向反复循环运动的三向编织层。通过送经和卷取装置分别实现送纱和织物卷取，从而实现多轴(五轴)三维织物的表面层编织与中间芯层机织的紧密结合。
电磁阀7通过外部信号的开或闭，使得电磁阀7中的线圈通电，根据电磁感应原理，电磁阀7进而推动携纱器5在编织底盘4中纵横运动，将编织底盘4固定于由支撑板1和两个支架3组成的斜纱机构机架上，携纱器5上的携纱器底座8与编织底盘4通过有规律的控制电磁阀7的开或闭，实现多个携纱器5有规律的运动，完成二组斜向纱线+45°、-45°的编织动作。控制携纱器5的运动规律、织物表面层经纱送经的卷取速度，可以实现二组斜向纱+30°、-30°、+60°、-60°等不同角度的编织动作。

Claims (10)

1.一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：包括两个竖直设置的墙板(10)，两个墙板(10)之间设有水平横梁(11)，水平横梁(11)上方设有喷气引纬机构，两个墙板(10)之间还设有斜纱机构，所述喷气引纬机构位于所述斜纱机构的后侧。
2.根据权利要求1所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述斜纱机构包括竖直设置的支撑板(1)，支撑板(1)的中心处设有开口A(2)，支撑板(1)的两端分别设有支架(3)，支撑板(1)上设有编织底盘(4)，编织底盘(4)上装有若干携纱器(5)，相邻携纱器(5)之间通过磁铁(6)的磁力相互作用，编织底盘(4)还设有用于驱动携纱器(5)动作的电磁阀(7)。
3.根据权利要求2所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述喷气引纬机构包括沿水平方向平行设有的上筘座(12)和下筘座(13)，上筘座(12)和下筘座(13)之间设有若干引纬筘片(14)，引纬扣片(14)恰好正对开口A(2)设置，上筘座(12)和下筘座(13)的一端沿竖直方向设有至少两个主喷嘴(15)，上筘座(12)和下筘座(13)的内侧分别相对设有辅助喷嘴(16)。
4.根据权利要求2所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述编织底盘(4)包括两组平行设置的竖向导向框(4-1)，两组所述竖向导向框(4-1)的上方设有至少四行横向导向框A(4-2)，两组竖向导向框(4-1)的下方设有横向导向框B(4-3)，横向导向框B(4-3)和横向导向框A(4-2)的行数相同，两组竖向导向框(4-1)与横向导向框A(4-2)、横向导向框B(4-3)形成了方框形的编织底盘结构；所述编织底盘(4)的中心设有与开口A(2)位置相对应的开口B(4-4)；竖向导向框(4-1)、横向导向框A(4-2)及横向导向框B(4-3)中均设有携纱器(5)。
5.根据权利要求2所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述横向导向框A(4-2)、横向导向框B(4-3)及竖向导向框(4-1)均为四方形框。
6.根据权利要求5所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：每组所述竖向导向框(4-1)包括两列四方框，每列所述四方框包括至少六行；每组竖向导向框(4-1)的各行各列四方框中均设有携纱器(5)；
最上侧一行的所述横向导向框A(4-2)和最下侧一行的横向导向框A(4-2)的列数相同且至少为12列，最上侧一行的所述横向导向框A(4-2)和最下侧一行的所述横向导向框A(4-2)中的携纱器(5)的数量至少比最上侧一行的所述横向导向框A(4-2)的列数少1；
最上侧一行的所述横向导向框A(4-2)和最下侧一行的横向导向框A(4-2)之间的各行横向导向框A(4-2)列数相同且均比最上侧一行的所述横向导向框A(4-2)多两列，最上侧一行的所述横向导向框A(4-2)和最下侧一行的所述横向导向框A(4-2)之间的每行横向导向框A(4-2)中的携纱器(5)数量至少比位于最上侧一行的横向导向框A(4-2)和最下侧一行的横向导向框A(4-2)之间的每行横向导向框A(4-2)的列数少1；
最上侧一行的所述横向导向框B(4-3)和最下侧一行的横向导向框B(4-3)的列数相同且至少为12列，最上侧一行的所述横向导向框B(4-3)和最下侧一行的横向导向框B(4-3)中的携纱器(5)的数量至少比最上侧一行的横向导向框B(4-3)的列数少1；
最上侧一行的所述横向导向框B(4-3)和最下侧一行的横向导向框B(4-3)之间的各行横向导向框B(4-3)列数相同且均比最上侧一行的横向导向框B(4-3)多两列，最上侧一行的横向导向框B(4-3)和最下侧一行的横向导向框B(4-3)之间的每行横向导向框B(4-3)中的携纱器(5)的数量至少比位于最上侧一行的横向导向框B(4-3)和最下侧一行的横向导向框B(4-3)之间的每行横向导向框B(4-3)的列数少1。
7.根据权利要求4所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述横向导向框A(4-2)的两端、横向导向框A(4-2)的上侧边缘、横向导向框A(4-2)的下侧边缘，横向导向框B(4-3)的两端、横向导向框B(4-3)的上侧边缘、横向导向框B(4-3)的下侧边缘均设有电磁阀(7)。
8.根据权利要求4所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述横向导向框A(4-2)、横向导向框B(4-3)及竖向导向框(4-1)的四周边框上均设有导轨，所述携纱器(5)通过携纱器底座(8)与横向导向框A(4-2)、横向导向框B(4-3)及竖向导向框(4-1)连接。
9.根据权利要求8所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述携纱器底座(8)的四个角上分别设有滑块(9)，滑块(9)与横向导向框A(4-2)、横向导向框B(4-3)及竖向导向框(4-1)上的所述导轨配合。
10.根据权利要求8所述的一种机织与编织相结合的多轴三维织机，其特征在于：所述携纱器底座(8)的上、下、左、右四个面上分别设有磁铁(6)，编织底盘(4)上的相邻携纱器(5)上的磁铁(6)极性相反。
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