一种双层经向多梭口织机织造滚筒的结构设计

李鹏飞，王益轩，刘婷婷，刘 静，王永强，陈 雨，周 能

(西安工程大学 机电工程学院，西安 710048)

一种双层经向多梭口织机织造滚筒的结构设计

李鹏飞，王益轩，刘婷婷，刘 静，王永强，陈 雨，周 能

(西安工程大学 机电工程学院，西安 710048)

为提高现用经向多梭口织机的织造效率，降低因摩擦严重导致的纱线断头率，以M8300型多梭口织机为例，分析探讨现有多梭口织机织造滚筒工作原理及问题；详细分析了创新改进设计的双层织造滚筒的结构、开口结构及织造原理；介绍了三经两纬三维织物的特点。指出：双层织造滚筒织机采用带辅喷嘴的筘片及可旋转的开口装置，并在开口筘片与打纬筘片间增加滚动轴，可实现10根纬纱同时引入，完成三经两纬织物的织造，降低纱线断头率，提高织造效率和布面质量；经向多梭口织机今后研究的重点是减小筘片厚度或采用新开口机构，以提高经纱密度，减小经纱摩擦。

多梭口织机；织造滚筒；开口；引纬；筘片；断头率；辅喷嘴

0 引言

单梭口织机通过提高织机转速、增大幅宽以提高入纬率，因受机械加工精度、纱线强度和织机引纬不连续等因素的限制，使单梭口织机入纬率的提高趋于极限[1]。针对单梭口织机以上缺点，国外多家公司致力于研制多梭口织机。多梭口织机可同时形成多个梭口，同时引入多根纬纱，从而提高织造效率。目前，采用喷气引纬的多梭口织机最多可同时开4个梭口，且开口筘片固定，但因开口筘片与纱线间摩擦严重，导致纱线断头率非常高。笔者以瑞士苏尔寿M8300型多梭口织机为例，简要介绍经向多梭口喷气织机工作原理和存在问题。

1 多梭口织机织造滚筒工作原理和问题

1.1工作原理

M8300型多梭口织机织造滚筒结构如图1所示，主要由开口筘片、打纬筘片和滚筒组成。在织造滚筒回转过程中，开口筘片顶起经纱形成4个梭口，开口筘片中的凹槽构成纬纱飞行通道，打纬筘片随着滚筒的回转打紧纬纱，从而使经纱与纬纱交织形成织物[2-3]。

1—织物；2—经纱；3—纬纱；4—开口筘片；5—打纬筘片；6—滚筒。图1 M8300型多梭口织机织造滚筒结构

1.2存在问题

M8300型多梭口织机开口筘片是固定的，需将上升的经纱移至开口筘片的作用位置，经纱方可在开口筘片的回转过程中被顶起形成开口。在整个织造过程中，卷取装置拉着经纱向前，可减少经纱与滚筒的摩擦，但由于纬纱过细、织造速度过低，使卷取装置速度很低，经纱与滚筒的相对速度很大，纱线与开口筘片的摩擦力也很大；且经纱同一位置与开口筘片接触的时间很长，易造成纱线断头停车，影响织造效率及布面质量。

2 改进后的织造滚筒结构和织造原理

2.1创新改进的思路

考虑到现用多梭口织机的缺陷，笔者创新设计了一种新型织造滚筒，可同时转动5个引纬筘座，每个引纬筘座可形成2个梭口，实现10根纬纱同时引入；在开口装置间安装滚动轴，运动时使纱线很少接触甚或不接触开口筘片，可降低对纱线的质量要求和纱线断头率。与现用多梭口织机相比，其织造效率极大提高。

2.2织造滚筒的结构

创新改进设计的新型双层织造滚筒如图2所示，主要由滚筒、打纬筘片、引纬筘片及滚动轴4部分组成。

1—织物；2—打纬筘片；3—纬纱；4—滚动轴；5—经纱；6—滚筒；7—引纬筘片。图2 改进后织造滚筒结构

沿滚筒圆周方向均匀安装15组打纬筘片、引纬筘片和滚动轴。引纬筘片在前，打纬筘片在后，二者排列成梳齿状。打纬筘片安装在筘座上，筘座通过螺钉与滚筒连接，随着滚筒一起转动，转到织口的位置时打紧纬纱。滚动轴(上套胶辊)装在滚筒上，位于打纬筘片和引纬筘片之间，主要用于支撑纱线，使纱线与打纬筘片或引纬筘片少接触或不接触[4-5]。

如图3所示[6-7]，与现用多梭口织机开口方式相比，创新改进的结构巧妙运用两个引纬筘之间、不同半径上的连接轴支撑经纱形成3层2口，其中，引纬筘片安装在一个可绕滚筒端面转动的筘座上，引纬时开口机构带动筘座旋转，形成开口。与传统的二维喷气织机相似，在引纬筘片上设计的筘槽有效地防止气流扩散，保证了引纬顺利进行。

a) 实物图 b) 模型图1—经纱；2—支撑轴。图3 开口结构

为了在改进后的结构中采用喷气引纬的方式，笔者设计了两种结构的引纬筘片如图4。为了保证引纬筘片的刚度，其厚度比传统筘片大0.1 mm～0.3 mm；将辅喷嘴与引纬筘片进行组合，是改进的创新点之一，带辅喷嘴的筘片均匀地安装于引纬方向，以保证引纬顺利完成。

图4 两种引纬筘片结构

2.3织造原理

改进型的双层多梭口织机织造滚筒进行织造时，经纱整齐地排放在引纬筘片和打纬筘片的中间，织造时，引纬筘片随滚筒转动引纬；当引纬筘片转到图5所示的A点时，开口机构同时带动5个引纬筘片动作(开口机构是5个引纬筘作为1组，共有3组)使经纱分离；同时形成10个梭口，如图6所示[8]；此时引纬准备，主喷嘴开始供气，如图7所示；当引纬筘片转到B点时，纬纱引至滚筒的中间位置，此时主喷嘴已停止供气，牵引力仅仅来自纱线端部的辅喷嘴，如图8、图9所示；引纬筘片转到C点时，引纬完成，如图10、图11所示；开口机构反转、闭口、滚筒继续转动，打纬片完成打纬则织物成型，如图12所示。

图5 第1组引纬筘片转到A点

图6 两层10个引纬梭口示意

1—打纬筘片；2—引纬筘片；3—主喷嘴。图7 主喷嘴开始供气

图8 第1组引纬筘片转到B点

1—辅喷嘴；2—纬纱。图9 主喷嘴停止供气

图10 第1组引纬筘片转到C点

图11 引纬完成

图12 打纬完成

在整个织造过程中，除引纬过程纱线与引纬筘片接触外，其余时间均绕滚动轴运动，减少了纱线与引纬筘片的摩擦，降低了纱线的断头率。织造滚筒每转1周，每层各形成15个梭口，引入15根纬纱；双层共引入30根纬纱，与现用的织机相比，其织造效率明显提高。

3 多梭口织机织造的织物类型

3.1三维织物的应用

近年来，以三维织物立体组织为增强体、树脂陶瓷等为基体复合而成的三维纺织复合材料，由于其具有极佳的层间剪切强度、良好的抗冲击性，以及质量轻、耐高温的特性，已成为航空、航天、医疗卫生等领域的应用研究热点[9]。

3.2三经两纬三维织物

笔者设计的双层多梭口织机可织造传统平纹织物，而且生产效率高；也可织造由三层经纱和两层纬纱交织而成的三维织物，如图13所示。与传统的二维平纹织物相比，增加了纬纱数量和织物厚度，且沿厚度方向纱线相互交织在一起，提高了层间的抗剪切能力和抗冲击能力。

4 结语

4.1多梭口织机优势

双层织造滚筒织机比传统织机的织造效率高，且主轴转速慢、机器振动小，机械零件的加工精度比二维织机要求低，成本降低；与苏尔寿M8300型织机相比，减少了纱线与引纬筘片的摩擦，降低了纱线的断头率，提高了织机的织造效率与布面质量，适应织造的纱线种类也相应增多。

1—经纱；2—纬纱。图13 三经两纬织物示意

4.2多梭口织机今后研究重点

由于经向多梭口织机引纬筘片和打纬筘片厚度影响，经纱的密度较小，影响织物的力学性能。因此，研究新材料以减小筘片厚度，或采用新的开口机构提高经纱密度、减小经纱摩擦，仍是经向多梭口织机今后需要解决的主要问题。

[1] 祝成炎.多相织机的发展[J].丝绸技术，1993,1(3):34-37.

[2] 郭兴峰,王瑞，黄故，等.M8300型多梭口织机织造分析[J].棉纺织技术,2003，31(7):24-26.

[3] Neil Cahill.M8300织机对织造大路品种织物带来的冲击[J].刘洪恩,译.国外纺织技术，1997(8)：10-14.

[4] Szosland J.Multi-Shed Rotational Formation(Along the Warp)of Woven Structures[J].Fibres&Texliles,2003,11(2):32-36.

[5] Szosland J.Shedding without Dynamic Warp Loading:The Possibility of Forming a New Woven Structure[J].Research Journal of Textile and Apparel, 2004,8(1): 25-31.

[6] 道德锟,江志安.Orbit经向多梭口剑杆织机[J].国外纺织技术，1988(8):31-33.

[7] Steiner A.Multiple Longitudinal Traversing Shed Weaving Machine Contacting A Weaving Rotor:US.4531553[P].1985-02-12.

[8] Steiner A.Series Shed Weaving Rotor With Staggered Beat-up Lamella:US，5947163 [P].1999-09-07.

[9] 姜丽丽,侯仰青.三维正交机织物的冲击拉伸响应[J].纤维复合材料,2013,30(2):29-33.

StructureDesignofWeavingDrumontheMultishedLoomwithDoubleWarpOrientation

LI Pengfei,WANG Yixuan,LIU Tingting,LIU Jing,WANG Yongqiang,CHEN Yu,ZHOU Neng

(School of Mechanical and Electrical Engineering, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048，China)

In order to improve the weaving efficiency of the warp oriented multished loom,reduce yarn breakage,with loom M8300 as an example,analysis is done to the existing multi rollered loom regarding the weaving principle and problems.Detailed analysis is done to the loom with innovated double drum weaving structure,opening structure and weaving principle.Introduction is made to the 3-D textiles with 3 warps and 2 wefts.It is pointed out that the double drummed weaving loom with reed of auxiliary nozzles and rotating shedding device and a rotating shaft between the shedding and reeding can produce textiles with 3 warps and 2 wefts with low breakage of yarn,and efficient production with good fabric quality through 10 wefts insertion in one go.The future develoment of the warp oriented multished loom is to reduce the thickness of the reed or use new shedding motion to increase warp density and to reduce warp friction.

multished loom;weaving drum;shedding;weft insertion;reed;breakage rate;auxiliary nozzle

TS103.12

B

1001-9634(2017)05-0010-04

2016-11-16

陕西省科技攻关项目(2015GY137)；陕西省教育厅产业化培育项目(2013JC17)

李鹏飞(1990—)，男，陕西大荔人，硕士研究生，主要从事机械CAD/CAE/CAM及虚拟样机方面的研究。