CN107829203A - 纤维自动编织设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纤维自动编织设备，通过电脑横机，包括编织系统和与编织系统连接的牵引系统；设置于横机一侧的储纱箱，储纱箱内存储有主纱线和废纱线，主纱线为新型高性能特种纤维，储纱箱的顶部安装有进线天桥，储纱箱的侧面安装有边纱架，边纱架上设置有主纱线进线口和废纱线进线口，主纱线直接通过边纱架的主纱线进线口进线至编织系统，废纱线通过进线天桥和废纱线进线口进线至电脑横机的编织系统；设置于牵引系统下方的自动收卷装置；设置于编织系统上方和一侧的纤维除尘系统，能够实现新型高性能特种纤维的自动编织，可采用多种编织方法制备符合固体火箭发动机技术验收标准的编织物，编织产品可应用于特种纤维复合绝热层成型。

Description

纤维自动编织设备

技术领域

本发明涉及一种纤维自动编织设备。

背景技术

新型高性能特种纤维是我国七大战略性新兴产业之一，特别是在国际形势日益严峻的背景下，促使碳纤维、芳纶纤维、PBO纤维、玄武岩纤维等高性能纤维在现代化国防和尖端科学领域大显神威。高性能特种纤维编织物/三元乙丙橡胶复合绝热层在固体火箭发动机热防护领域有广泛的应用。研究表明，此类复合绝热层可以有效降低固体火箭发动机工作过程中高温燃气对绝热层的冲刷和烧蚀。

国外学者自上世纪90年代就加快了对高强度、高模量、具备特殊性能的特种纤维可编织性的研究工作，国内学者研究了碳纤维在手摇横机上编织纬平针和1+1罗纹组织的难易程度和编织性能。研究表明，碳纤维模量高、纱线摩擦系数大、弯曲性能差、易脆断等性能是影响其编织的主要因素。国内外文献资料中关于玻璃纤维、玄武岩纤维等编织性能研究报道也较为广泛，但报道中均采用手摇横机研究其编织工艺，自动编织装置及工艺研究未见报道。

相比新型高性能纤维密织布，针织结构具有以下几点优势：

（1）延伸性好，相比密织布具有更好的抗冲刷性能，更大的面内抗剪切性能；

（2）线圈的几何结构可使纤维取向被立体固定，保证了纤维取向的稳定和有明显热塑性变形区域中纤维含量的均等，并可避免复合材料内部发生脱粘的概率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维自动编织设备，能够实现新型高性能特种纤维的自动编织。

为解决上述问题，本发明提供一种纤维自动编织设备，包括：

电脑横机，包括编织系统和与所述编织系统连接的自动控制高位罗拉牵引系统和电脑控制系统；

设置于横机一侧的储纱箱，所述储纱箱内存储有主纱线和废纱线，所述主纱线为新型高性能特种纤维纱线，储纱箱的顶部安装有进线天桥，储纱箱的侧面安装有边纱架，所述边纱架上设置有主纱线进线口和废纱线进线口，所述主纱线直接通过所述边纱架的主纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统，所述废纱线依次通过所述进线天桥和废纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统；

设置于所述自动控制高位罗拉牵引系统下方的自动收卷装置；

设置于所述编织系统上方和一侧的纤维除尘系统。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，所述电脑横机为3G型单机头双系统100英寸设备，所述编织系统为单机头双系统，所述自动控制高位罗拉牵引系统为24段自动控制高位罗拉牵引系统。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，所述边纱架上设置有主纱线进线口和废纱线进线口采用95氧化铝陶瓷材料。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，所述主纱进线口在直径为15mm，所述废纱进线口的直径为5mm。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，所述纤维除尘系统为水幕除尘装置，所述水幕除尘装置包括：

设置于所述编织系统一侧的1个除尘口，和设置于所述编织系统上方的4个除尘口；

吸尘主管路，各除尘口通过管路与所述吸尘主管路连通；

与所述吸尘主管路连通的水箱；

与所述水箱连接在水泵和风机。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，所述吸尘主管路的直径为600mm，所述风机的功率为2.2kW，所述风机的见量最高为7000m3/h。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，还包括断纱报警系统，所述断纱报警系统包括：

设置于所述编织系统的靠近边纱架侧的挑线簧，与所述挑线簧连接的蜂鸣报警器开关，与所述蜂鸣报警器开关连接的第一蜂鸣报警器，其中，所述挑线簧由弹簧赋予一定挑力，正常走线时，挑线簧被纱线拉向所述电脑横机的编织系统方向，发生断纱时，所述挑线簧在弹簧弹性形变作用下弹开，碰触蜂鸣报警器开关，联动第一蜂鸣报警器报警。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，还包括粗结报警装置，所述粗结报警装置包括：

设置于所述编织系统的夹线钮的导轨上的第二蜂鸣报警器，与所述第二蜂鸣报警器连接的粗结探针，所述粗结探针用于感应所述夹线钮上所述夹的主纱线是否粗结，主纱线粗结时，粗结探针由状态1变为状态2，触发所述第二蜂鸣报警器。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，所述自动收卷装置最大收卷宽幅2.9m，具有自动或手动对边、手动调速、自动记长的功能。

进一步的，在上述纤维自动编织设备中，所述自动收卷装置包括：

调速电机；

设置于所述电脑横机下方的机架；

设置于所述机架上的无级变速收转辊，所述无级变速收转辊与所述调速电机连接，所述无级变速收转辊底部安装有导轨；

由与所述无级变速收转辊带动的收卷筒，所述收卷筒用于缠绕编织完成的织物产品。

与现有技术相比，本发明通过电脑横机，包括编织系统和与所述编织系统连接的自动控制高位罗拉牵引系统；设置于横机一侧的储纱箱，所述储纱箱内存储有主纱线和废纱线，所述主纱线为新型高性能特种纤维，储纱箱的顶部安装有进线天桥，储纱箱的侧面安装有边纱架，所述边纱架上设置有主纱线进线口和废纱线进线口，所述主纱线直接通过所述边纱架的主纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统，所述废纱线依次通过所述进线天桥和废纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统；设置于所述自动控制高位罗拉牵引系统下方的自动收卷装置；设置于所述编织系统上方和一侧的纤维除尘系统，能够实现新型高性能特种纤维的自动编织，可采用多种编织方法制备符合固体火箭发动机技术验收标准的编织物，编织产品可应用于特种纤维复合绝热层成型，在固体火箭发动机热防护特别是双脉冲发动机复合绝热层中具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明一实施例的自动编织电脑横机结构示意图；

图2是本发明一实施例的自动收卷装置结构示意图；

图3是本发明一实施例的水幕除尘装置结构及作用过程示意图；

图4是本发明一实施例的粗结报警结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～4所示，本发明提供一种纤维自动编织设备，包括：

电脑横机1，包括编织系统11和与所述编织系统连接的自动控制高位罗拉牵引系统和电脑控制系统12；图1中编织系统11的机头从左侧极限位置移动到右侧极限位置；

设置于横机一侧的储纱箱2，所述储纱箱2内存储有主纱线21和废纱线22，所述主纱线21为新型高性能特种纤维纱线，储纱箱2的顶部安装有进线天桥23，储纱箱2的侧面安装有边纱架24，所述边纱架24上设置有主纱线进线口和废纱线进线口，所述主纱线21直接通过所述边纱架的主纱线进线口进线至所述电脑横机1的编织系统11，所述废纱线22依次通过所述进线天桥和废纱线进线口进线至所述电脑横机1的编织系统11；

设置于所述自动控制高位罗拉牵引系统下方的自动收卷装置3；

设置于所述编织系统11上方和一侧的纤维除尘系统4。

本发明能够实现新型高性能特种纤维的自动编织，可采用多种编织方法制备符合固体火箭发动机技术验收标准的编织物，编织产品可应用于特种纤维复合绝热层成型，在固体火箭发动机热防护特别是双脉冲发动机复合绝热层中具有广泛的应用前景。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，所述电脑横机1为3G型单机头双系统100英寸设备，所述编织系统为单机头双系统，所述自动控制高位罗拉牵引系统为24段自动控制高位罗拉牵引系统，工作度目0~650可调，机头运行速度0~1.0m可调。

具体的，本发明一实施特种纤维编织横机可以为3G型单机头双系统100英寸设备，左侧边门进纱，具备断纱、纱结、卷布、撞针、件数完成、超负荷、程序错误等均自动停车，自动调节余线、自动放针和收针、断电保护等功能。横机采用36段电子控制线圈密度可调范围0~650，运行速度0~1.0m/s，牵拉系统采用24段高位罗拉。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，所述边纱架24上设置有主纱线进线口和废纱线进线口采用95氧化铝陶瓷材料。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，所述主纱进线口在直径为15mm，所述废纱进线口的直径为5mm。

具体的，本发明一实施例的边纱架设有φ15mm、φ5mm口径的95氧化铝陶瓷进线孔，可实现特种新型高性能纤维“1+1”罗纹、鸟眼四平、F罗纹等方法自动编织。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，如图3所示，所述纤维除尘系统为水幕除尘装置，用于清除编织过程产生的短纤扬尘，所述水幕除尘装置4包括：

设置于所述编织系统一侧的1个除尘口41，和设置于所述编织系统上方的4个除尘口41；

吸尘主管路42，各除尘口41通过管路与所述吸尘主管路42连通；

与所述吸尘主管路42连通的水箱43；

与所述水箱连接在水泵和风机44。

在此，编织系统周围设置5个φ150mm除尘口，通过管路进入φ600mm吸尘主管路，由两台2.2kW的风机进行牵引，设计风量可达到7000m3/h，用于清除编织过程产生的短切纤维。含尘空气通过由水泵牵引的循环水幕，屏蔽掉空气中的纤维短纤后排放。

水幕除尘装置极大地降低了常规手摇横机编织产生的短切纤维对操作人员的伤害。同时，水幕除尘采用的大风量设计可将编织过程产生的短切纤维及时清除，减小了对设备本身的损耗及对电子控制系统的损害。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，如图1所示，还包括断纱报警系统5，所述断纱报警系统5包括：

设置于所述编织系统的靠近边纱架侧的挑线簧，与所述挑线簧连接的蜂鸣报警器开关，与所述蜂鸣报警器开关连接的第一蜂鸣报警器，其中，所述挑线簧由弹簧赋予一定挑力，正常走线时，挑线簧被纱线拉向所述电脑横机的编织系统方向，发生断纱时，所述挑线簧在弹簧弹性形变作用下弹开，碰触蜂鸣报警器开关，联动第一蜂鸣报警器报警。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，如图4所示，还包括粗结报警装置6，所述粗结报警装置包括：

设置于所述编织系统11的夹线钮61的导轨62上的第二蜂鸣报警器63，与所述第二蜂鸣报警器63连接的粗结探针64，所述粗结探针64用于感应所述夹线钮上所述夹的主纱线65是否粗结，主纱线粗结时，粗结探针由状态1变为状态2，触发所述第二蜂鸣报警器。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，所述自动收卷装置最大收卷宽幅2.9m，具有自动或手动对边、手动调速、自动记长等功能。

本发明一实施例的纤维自动编织设备，如图2所示，所述自动收卷装置3包括：

调速电机31；

设置于所述电脑横机1下方的机架32；

设置于所述机架32上的无级变速收转辊33，所述无级变速收转辊33与所述调速电机31连接，所述无级变速收转辊底部安装有导轨，可根据电脑横机的编织区域宽幅自动或手动对边，以保证织物收卷无偏转，卷布速度根据编织速度手动调节，。还可实现自动记长功能；

由与所述无级变速收转辊33带动的收卷筒，所述收卷筒用于缠绕编织完成的织物产品。

在此，自动收卷装置可减少人员劳动强度，且实现自动记长，为控制产品尺寸提供数据支撑。

详细的，本发明的生产主要工艺如下：

起头废纱线通过进线天桥、边纱架φ5mm进线孔进入编织系统的编织区域。新型高性能特种纤维纱线直接通过边纱架φ15mm进线孔进入编织系统的编织区域。

开启水幕除尘装置后风机启动，编织区域有明显吸力。水泵将水箱内循环水由上向下流淌，形成水幕。启动编织程序开始编织，待织物长度达到一定程度后接入自动收卷系统。设备研制机理为利用无级变速电机控制转辊，转辊带动收卷筒转动，将下机后的织物缠绕在收卷筒上。

自动卷布装置有效卷布宽度不大于2.9m，底部安装有导轨，可根据电脑横机的编织区域宽幅自动或手动对边，以保证织物收卷无偏转。卷布速度根据编织速度手动调节。可实现自动记长功能，如需控制织物长度，在计数器上设定要求长度即可。

综上所述，本发明通过电脑横机，包括编织系统和与所述编织系统连接的自动控制高位罗拉牵引系统；设置于横机一侧的储纱箱，所述储纱箱内存储有主纱线和废纱线，所述主纱线为新型高性能特种纤维，储纱箱的顶部安装有进线天桥，储纱箱的侧面安装有边纱架，所述边纱架上设置有主纱线进线口和废纱线进线口，所述主纱线直接通过所述边纱架的主纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统，所述废纱线依次通过所述进线天桥和废纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统；设置于所述自动控制高位罗拉牵引系统下方的自动收卷装置；设置于所述编织系统上方和一侧的纤维除尘系统，能够实现新型高性能特种纤维的自动编织，可采用多种编织方法制备符合固体火箭发动机技术验收标准的编织物，编织产品可应用于特种纤维复合绝热层成型，在固体火箭发动机热防护特别是双脉冲发动机复合绝热层中具有广泛的应用前景。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种纤维自动编织设备，其特征在于，包括：

电脑横机，包括编织系统和与所述编织系统连接的自动控制高位罗拉牵引系统和电脑控制系统；

设置于横机一侧的储纱箱，所述储纱箱内存储有主纱线和废纱线，所述主纱线为新型高性能特种纤维纱线，储纱箱的顶部安装有进线天桥，储纱箱的侧面安装有边纱架，所述边纱架上设置有主纱线进线口和废纱线进线口，所述主纱线直接通过所述边纱架的主纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统，所述废纱线依次通过所述进线天桥和废纱线进线口进线至所述电脑横机的编织系统；

设置于所述自动控制高位罗拉牵引系统下方的自动收卷装置；

设置于所述编织系统上方和一侧的纤维除尘系统。

2.如权利要求1所述的纤维自动编织设备，其特征在于，所述电脑横机为3G型单机头双系统100英寸设备，所述编织系统为单机头双系统，所述自动控制高位罗拉牵引系统为24段自动控制高位罗拉牵引系统。

3.如权利要求1所述的纤维自动编织设备，其特征在于，所述边纱架上设置有主纱线进线口和废纱线进线口采用95氧化铝陶瓷材料。

4.如权利要求1所述的纤维自动编织设备，其特征在于，所述主纱进线口在直径为15mm，所述废纱进线口的直径为5mm。

5.如权利要求1所述的纤维自动编织设备，其特征在于，所述纤维除尘系统为水幕除尘装置，所述水幕除尘装置包括：

设置于所述编织系统一侧的1个除尘口，和设置于所述编织系统上方的4个除尘口；

吸尘主管路，各除尘口通过管路与所述吸尘主管路连通；

与所述吸尘主管路连通的水箱；

与所述水箱连接在水泵和风机。

6.如权利要求5所述的纤维自动编织设备，其特征在于，所述吸尘主管路的直径为600mm，所述风机的功率为2.2kW，所述风机的见量最高为7000m3/h。

7.如权利要求1所述的纤维自动编织设备，其特征在于，还包括断纱报警系统，所述断纱报警系统包括：

设置于所述编织系统的靠近边纱架侧的挑线簧，与所述挑线簧连接的蜂鸣报警器开关，与所述蜂鸣报警器开关连接的第一蜂鸣报警器，其中，所述挑线簧由弹簧赋予一定挑力，正常走线时，挑线簧被纱线拉向所述电脑横机的编织系统方向，发生断纱时，所述挑线簧在弹簧弹性形变作用下弹开，碰触蜂鸣报警器开关，联动第一蜂鸣报警器报警。

8.如权利要求1所述的纤维自动编织设备，其特征在于，还包括粗结报警装置，所述粗结报警装置包括：

设置于所述编织系统的夹线钮的导轨上的第二蜂鸣报警器，与所述第二蜂鸣报警器连接的粗结探针，所述粗结探针用于感应所述夹线钮上所述夹的主纱线是否粗结，主纱线粗结时，粗结探针由状态1变为状态2，触发所述第二蜂鸣报警器。

9.如权利要求1所述的纤维自动编织设备，其特征在于，所述自动收卷装置最大收卷宽幅2.9m，具有自动或手动对边、手动调速、自动记长的功能。

10.如权利要求9所述的纤维自动编织设备，其特征在于，所述自动收卷装置包括：

调速电机；

设置于所述电脑横机下方的机架；

设置于所述机架上的无级变速收转辊，所述无级变速收转辊与所述调速电机连接，所述无级变速收转辊底部安装有导轨；

由与所述无级变速收转辊带动的收卷筒，所述收卷筒用于缠绕编织完成的织物产品。