薛 進(jìn) 李毓陵 陳旭煒 陳 革 杜衛(wèi)平

(1.東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海，201620;2.東華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，上海，201620;3.上海紡織控股集團(tuán)技術(shù)中心，上海，200336)

復(fù)合材料用的多層接結(jié)機(jī)織物一般要求具有較大的厚度，需要較多的紗線層數(shù)，由此將造成總體經(jīng)紗密度非常大。從理論上看，織物的厚度越大，在垂直方向上的經(jīng)紗層數(shù)越多［2］，所需綜框的頁(yè)數(shù)越多，后頁(yè)綜框上經(jīng)紗開口幅度也就越大，經(jīng)紗的排列密度也越高，經(jīng)紗與經(jīng)紗之間以及經(jīng)紗與綜絲之間的摩擦加劇。這些問(wèn)題既可能造成經(jīng)紗的頻繁斷頭，又給引緯帶來(lái)了困難。

采用多眼綜絲可以解決上述大部分問(wèn)題，特別是綜框頁(yè)數(shù)多以及上下層經(jīng)紗過(guò)密的問(wèn)題。在織造中運(yùn)用多眼綜絲，可以一次形成多個(gè)開口，配合多劍桿引緯，不僅能夠方便織造多層機(jī)織物，而且很大程度上提高了織造效率［3-4］。

本文基于采用多眼綜絲的多劍桿織機(jī)，研究在該類織機(jī)上織造多層接結(jié)機(jī)織物的上機(jī)圖，并舉例說(shuō)明了上機(jī)圖的設(shè)計(jì)過(guò)程。

1 多劍桿織機(jī)織造原理

多劍桿織機(jī)的織造原理如圖1所示，多眼綜絲與多劍桿配合織造。在織造過(guò)程中經(jīng)紗由經(jīng)軸架上引出，按一定規(guī)律穿過(guò)綜框上的多眼綜絲，再穿過(guò)鋼筘;采用一定方式控制綜框升降，使經(jīng)紗形成多層梭口;多個(gè)引緯劍同時(shí)進(jìn)出梭口，引入緯紗;引緯劍退出后，鋼筘將緯紗推向織口;織物引離機(jī)構(gòu)將形成的織物引離，從而完成一個(gè)引緯循環(huán)［5-7］。

2 上機(jī)圖原理

多綜眼多劍桿織機(jī)織造多層機(jī)織物時(shí)，主要有兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題需要解決:綜眼層內(nèi)組織和綜眼層間接結(jié)。綜眼層內(nèi)組織就是要設(shè)計(jì)每層綜眼所形成的織物組織。如圖2所示，圖中為8頁(yè)綜框，每頁(yè)綜框上有4層綜眼。某一經(jīng)紗層(如經(jīng)紗層A)形成的織物組織就是綜眼層內(nèi)組織。這個(gè)組織可以依照普通織機(jī)的織造設(shè)計(jì)來(lái)完成，織造時(shí)綜框間的相對(duì)位移為一個(gè)綜眼間距。如果多綜眼多劍桿織機(jī)用的是N頁(yè)綜框，則在普通織機(jī)上N頁(yè)綜框可以織造的織物組織都能作為多綜眼多劍桿織機(jī)的綜眼層內(nèi)組織，可以是單層，也可以是多層組織。綜眼層間接結(jié)就是要實(shí)現(xiàn)各層綜眼層內(nèi)組織之間的接結(jié)，在圖2中即某一經(jīng)紗層組織(如經(jīng)紗層A)與其他經(jīng)紗層組織(經(jīng)紗層B、C、D)之間的接結(jié)，表現(xiàn)為綜框間的相對(duì)位移不是1個(gè)綜眼間距，而是多個(gè)，即2、3或4個(gè)綜眼間距，從而得到完整的多層織物，而不是由多層綜眼織造的多層分離的織物。

圖1 多劍桿織機(jī)織造原理

圖2 多綜眼多劍桿織造經(jīng)紗位置線簡(jiǎn)圖

設(shè)定綜框頁(yè)數(shù)為N，理論上講，綜眼層內(nèi)組織最多為N/2或者(N－1)/2(N為奇數(shù)時(shí))，則綜絲綜眼數(shù)為M的多劍桿織機(jī)最多可織造N×M/2或者(N－1)×M/2層的多層接結(jié)機(jī)織物。而綜眼層間的接結(jié)，則是在綜眼層內(nèi)組織織造中，通過(guò)控制綜框的運(yùn)動(dòng)，使得某一個(gè)綜眼層內(nèi)組織的經(jīng)紗參與其上方(或下方)另一個(gè)綜眼層內(nèi)組織的織造來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

顯然，如果各層綜眼經(jīng)紗的穿入方式相同，則各層綜眼形成的綜眼層內(nèi)組織是相同的;如果各層綜眼經(jīng)紗的穿入方式不相同，則各層綜眼形成的綜眼層內(nèi)組織不會(huì)相同，整體織物的復(fù)雜程度會(huì)更高。本文僅討論各層綜眼經(jīng)紗的穿入方式相同的情況。也就是說(shuō)，只要確定某一綜眼層內(nèi)組織以及相應(yīng)綜眼層間接結(jié)，就可以得到整體的多層機(jī)織物。

綜合上述分析可知，在各層綜眼經(jīng)紗的穿入方式相同的情況下，只需在綜眼層內(nèi)組織上機(jī)圖的基礎(chǔ)上加入形成綜眼層間接結(jié)的提綜規(guī)律，就可以得到多層接結(jié)機(jī)織物在多綜眼多劍桿織機(jī)的上機(jī)圖。

3 上機(jī)圖設(shè)計(jì)

本文用實(shí)例來(lái)說(shuō)明上機(jī)圖的設(shè)計(jì)過(guò)程。

有時(shí)丁主任看他一直守在倉(cāng)庫(kù)邊，很惋惜地說(shuō)：都怪那小偷，要不然你也可以回家看看老婆孩子。甲洛洛心里熱熱的：謝謝主任，還是把小偷抓到再說(shuō)吧。丁主任笑笑：你還奢望老鄧給你抓小偷？甲洛洛張了張嘴，把話咽了下去。

設(shè)定綜框頁(yè)數(shù)為8，每頁(yè)綜框上的綜眼數(shù)為4，擬設(shè)計(jì)一個(gè)16層組織。首先確定所選用的基礎(chǔ)組織，對(duì)于一個(gè)16層組織，由于綜眼數(shù)為4，即有4層綜眼，則每層綜眼要形成4層織物;綜框數(shù)為8，而每2頁(yè)綜框才能形成一層織物，所以基礎(chǔ)組織只能是平紋或經(jīng)重平，這里選擇平紋組織。接結(jié)組織也為平紋，采用下接上的方法，那么一層綜眼所形成的4層織物經(jīng)向截面圖如圖3所示。圖中一A～八A分別表示穿過(guò)綜框一～八中A層綜眼的經(jīng)紗，a1～a8表示緯紗。其組織圖如圖4所示。

圖3 綜眼層內(nèi)織物經(jīng)向截面圖

穿綜方式選擇順穿，則紋板圖如圖5所示。

因?yàn)樵诳椩熘惺?劍桿同時(shí)引緯，所以當(dāng)某層綜眼形成一個(gè)4層織物時(shí)，其他3層綜眼也形成了相同的4層織物，但是不同綜眼層所形成的織物之間是分離的，沒有接結(jié)。此時(shí)要解決的就是不同綜眼層內(nèi)織物的接結(jié)，如圖6所示。

圖4 綜眼層內(nèi)織物組織圖

圖5 綜眼層內(nèi)織物紋板圖

圖6 不同綜眼層內(nèi)織物的接結(jié)

七A和八A分別表示穿過(guò)七、八綜框A層綜眼的經(jīng)紗(見圖3)，一B和二B分別表示穿過(guò)一、二綜框B層綜眼的經(jīng)紗，a1～a8和b1～b8表示不同綜眼層內(nèi)織物的緯紗。如果在引緯紗a4和a8時(shí)，經(jīng)紗一B和二B能夠參與其織造，就能夠形成綜眼層間織物的接結(jié)，如圖6中加粗的一B和二B所示。要實(shí)現(xiàn)這樣的接結(jié)，則在引緯紗a4或a8時(shí)，綜框一或二要分別提起2個(gè)綜眼間距。由于常規(guī)多層接結(jié)機(jī)織物的組織圖已不能表達(dá)本文的織物結(jié)構(gòu)，在這里采用織物關(guān)系圖來(lái)表達(dá)織物的結(jié)構(gòu)，如圖7所示。

圖7 織物關(guān)系圖

各層綜眼的穿綜方式選擇順穿時(shí)，紋板圖如圖8所示，最終織物的經(jīng)向截面圖如圖9所示。

圖8 織物紋板圖

由此可得到多綜眼多劍桿織造的上機(jī)圖，如圖10所示。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)設(shè)計(jì)多綜眼多劍桿織造的多層機(jī)織物時(shí)，要分兩個(gè)步驟:第一步設(shè)計(jì)綜眼層內(nèi)組織;第二步設(shè)計(jì)綜眼層間接結(jié)。

(2)傳統(tǒng)的組織圖無(wú)法清晰地表達(dá)多層接結(jié)機(jī)織物的結(jié)構(gòu)，需要采用織物關(guān)系圖來(lái)表達(dá)綜眼層間接結(jié)。

(3)多綜眼多劍桿織機(jī)的織造不同于普通織機(jī)，其綜框動(dòng)程可以是多個(gè)綜眼間距，在紋板圖設(shè)計(jì)中要引入表示綜框運(yùn)動(dòng)多個(gè)綜眼間距的符號(hào)。

(4)在各層綜眼都采用順穿的條件下，多綜眼多劍桿織造的紋板圖可由綜眼層內(nèi)組織的紋板圖加上表示綜框運(yùn)動(dòng)多個(gè)綜眼間距的符號(hào)而生成。

圖9 多層接結(jié)織物經(jīng)向截面圖

圖10 織物上機(jī)圖

［1］董孚允，王春敏，董娟.三維紡織復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用［J］.纖維復(fù)合材料，2001(9):37-38.

［2］孫紅霞，黃故.三維織物的織造新技術(shù)［J］.河北紡織，2005(4):29-33.

［3］卜佳仙，崔建偉.三維多向結(jié)構(gòu)預(yù)制件的織造加工技術(shù)［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，1999，17(10):9-12.

［4］馬崇啟.三維機(jī)織物的織造方法探討［J］.天津紡織工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，18(4):62-66.

［5］梅葉峰，李毓陵.剛性劍桿引入連續(xù)緯紗機(jī)構(gòu)的研制［J］.國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào)，2007(12):39-41.

［6］李毓陵，丁辛，胡良劍.異形截面預(yù)制件編織的置換分析［J］.紡織學(xué)報(bào)，2007，28(1):51-55.

［7］林富生，宋志峰，文文，等.三維織機(jī)劍桿引緯裝置.CN101418491［P］.2009-04-29.

［8］李毓陵，梅葉峰.剛性劍桿引入連續(xù)緯紗機(jī)構(gòu).CN101008126［P］.2007-08-01.

［9］崔俊芳.三維機(jī)織物織造方法的研究［D］.天津:天津工業(yè)大學(xué)，2002:12-13.