碳纤维布织造技术说明解读.docx

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碳纤维布织造技术说明解读

碳纤维织造技术说明

一、织造技术

编织布的形成方式是两组或者两组以上，不同系统的纱线，经由一定的运动规律，以90度交织的状态形成的纺织品，其中顺着机器方向的纱线称作为经纬，另一个系统的纱线成为纬纱。

碳纤维布的织造上机前期设计分为四个部分：

组织机构设计、穿筘设计、穿综设计、纹纸图提综规律设计。

剑杆织机主要由剑杆织机主要由机架、传动系统、开口机构、引纬机构、打纬机构、送经机构、卷取机构、纬纱供给机构、织边机构、自动寻纬机构、选纬机构、润滑系统和控制系统等组成。

1.传动系统

一般由主电动机通过电磁制动离合器传动各个机构。

电磁制动离合器由电气控制系统控制，可准确实现织机的启动、点动、定位、停车等功能。

部分织机采用变速电动机如开关磁阻电动机，可变磁阻电动机、无剐直流电动机、变频电动机等直接传动各个机构。

1.1织机主传动的作用及应具备的条件

织机主传动的作用是将电动机的功率通过传动机构传递给主轴及其相关运动部件实现织机的各种动作，主传动应具备以下条件：

（1）启动迅速，在第一次打纬时，织机车速就应达到或接近正常运转的速度。

（2）制动平稳、快捷，停车位置准确，符合工艺和操作要求，有利

于重新开车启动

（3）操作方便，既有正常启、制动功能，也可实现某些特殊操作，如慢车、手动正反向寻纬等。

（4）结构紧凑、性能稳定。

织机的启制动机构包括主传动和辅助传动两个主要组成部分，前者驱动织机以正常的转速运转，后者由一慢速电动机驱动，在织机执行找断纬、对织口等一些其他织造辅助功能时起作用。

一般在电动机与织机之间的功率传递是通过一套电磁离合器和制动器来工作的，它既可保证织机迅速启动和制动，又可便于操作。

每当纬纱发生断头或因为发生故障失灵时，要求把织机迅速制动在综平位置附近，以方便操作和处理断纬；每当经纱发生断头时要求迅速制动织机，使其停在上心或综平位置，以便于处理断经；启动时要求织机在转到前心打纬时已获得正常车速，保证第一纬得到确实打纬，防止发生稀路织疵。

良好的传动系统应选择合适的电动机，使其机械性能适应织机运转特性的要求。

对织机所用的电动机，除应选定合适的额定功率外，还必须考虑电动机的允许最大转矩和最大转差率等特性参数，在直接式传动系统中还要考虑电动机的启动转矩。

另外织机的传动系统还应满足织机的负载条件（轻型或重型织机）、启动和制动及有关操纵和控制的特殊要求。

例如：

高速、重型织机为了迅速启动，应考虑采用离合器启动的结构；宽幅织机的主轴转速较低，可以加装高速轴（中间轴）；一些高速织机为了启动、制动有力，或为了缩小离合器以及电动机的外形尺寸，使结构紧凑，亦采用高速轴；多臂、提花织机可加装慢速倒车装置，便于校正启动时的织物组织；这类装置的进一步发展是开发了寻纬装置：

在断纬停车后，开口机构

及选纬机构能适当倒转，按照织物组织校正梭口，若与卷取、送经机构自

动调整共同配合，还能精确对准织口，方便挡车操作，显著减少或消除开

车稀密路。

1.2主传动的类型、结构和技术要求

织机传动系统，主要可分为直接式和间接式两大类；为了提高工作

性能还有一些特殊设计的传动系统。

1.2.1直接式传动系统

采用直接传动型式的织机，电动机通过皮带或齿轮直接将动力传递

给主轴，因此在电动机与主轴之间的传动链上不存在离合器，机构较简单，

且当织机以任何方式停机时，电动机均随之停止转动，避免了电动机的空转。

但是为了缩短启制动时间，必须配备较大功率的电动机，以提供足够的启制动力矩。

即使如此，织机开车打第一纬时，其转速还是低于额定的数值。

例如C401型剑杆织机配备5.5kW的电动机，在额定转速为228r/min的条件下，织机的启动过程为190°的主轴转角，在打第一纬时，织机转速约达额定转速的55%，但是由于剑杆织机的第一次打纬是空打纬，即梭口中没有新引入的纬纱，因此不至于对织物质量产生不利的影响。

图

1—1为V形带传动系统简图，图1—2为齿轮传动系统简图

对V形带传动系统，应根据给定的传动比和传递功率来设计皮带的

尺寸，选择所用V形带的型号和根数可应用一般机械零件设计的方法进行。

由于V形带具有一定的弹性，所以在承受织机的冲击性负载时，它能起到一定的缓冲吸振作用。

为了确保传动比，有的剑杆织机还采用了齿形皮带传动，但对齿形带的性能要求很高。

齿轮传动是一种刚性传动系统，在冲击性负载作用时，对齿轮的受力很不利，因此必须正确计算齿轮的模数和选用合理的材料，以保证齿轮的强度。

装于电动机轴上的高速小齿轮，通常应采用层压树脂材料或高强度聚合材料制造，以减低运转中由于轮齿冲击而造成的噪声。

在齿轮与轴的连接上应采用能改变齿轮与轴的相对位置的结构，当承受冲击负载的部分轮齿有一定磨损时，可换用其他磨损少的轮齿；如采用多个键槽结构时可轮换使用不同相位的键槽，若采用无键联结，则更为理想。

在某些重型织机上，为了保护电动机和传动部件不致引起超载危险，还在织机主轴的大齿轮上固装有保护性摩擦离合器。

在正常运转时，此离合器和齿轮连成一体，仅起力矩传递作用，只有在意外超载情况下才发生滑移。

直接式传动系统的操纵装置，是由开关柄通过连杆系统来控制电动机的电源开关，或用按钮开关直接控制电动机。

为了保证能迅速切断电源，在操纵连杆系统加装足够强的弹簧，并选用性能优良的电源开关接触器，其触点应能耐受频繁的制动断电所产生的电火花的闪击。

直接式传动系统所用的电动机是与织机直接联动的，为提高电动机的启动转矩，启动时电动机绕组由星形接法转为三角形接法，待启动后正常运转时再转回星形接法。

但采用该传动方式，由于织机的启、制动相当频繁，启动时电流大，致使效率下降；另外在制动时，连带电动机转子和小皮带轮一起刹停，增加了制动的负荷。

1.2.2间接式传动系统绝大多数高性能剑杆织机均采用间接式的传动。

间接式传动机构是电动机通过摩擦离合器传动织机主轴，通常离合器与制动器是配对使用的。

在正常运转情况下，电动机总是在回转，以操纵离合器与制动器的接合和脱离来控制织机的启动或制动。

所以这种机构能够使织机迅速的启、制动，并改善电动机的运行特性。

采用离合器间接传动方式，在织机启动时，一直在转动的电动机和离合器的转子以及皮带轮储蓄着较大的动能，起着部分飞轮的作用，可以加快织机的启动过程，这样对电动机的启动力矩也没有特殊的要求，可采用标准定型的电动机；制动时亦可不承担这些机件的惯性，减轻制动器的负荷。

这种传动方式已被广泛采用。

新型织机已趋向用电磁离合器（常和电磁制动器联成一体）代替机械式摩擦离合器（平面型或锥型），这就可用按钮式电器开关代替开关手柄，使结构紧凑，操作省力。

主电动机通过皮带传动到电磁离合制动器的主动部分。

当电磁离合器吸合后，从动部件随着主动部件一同旋转，经减速齿轮箱驱动主轴运转，从而带动织机的各执行机构协调工作。

在间接式传动中常采用中间轴结构，即在电动机与主轴之间再增加一级传动，中间轴的转速比织机主轴高，所以又称高速轴，传动用的离合器和制动器都装在此高速轴上。

中间高速轴有以下作用：

一是可以避免从电动机到织机主轴发生太大的速比，或者可以用转速更高的电动机，因为同样功率的电动机，转速高，则体积小，节省空间位置；二是传递相同的功率，高速轴上的转矩小，将离合器和制动器设置在其上，可减少它们的规格型号，或同样型号大小，则能传递更大的功率；还可用高速轴将动力传递到非传动侧，减少传动系统的变形，特别是对于宽幅织机很有作用。

中间轴有以下几种类型：

（1）为了获得较大的传动比而在电动机与织机主轴间加装中间传动轴（过桥轴）。

例如，转速在100r/min左右的低速重型织机，要用两级传动才能达到需要的速比，这就必须加装中间传动轴。

（2）长中间轴是为了改善织机主轴的受力情况和引纬机构的性能，以及改进曲轴的加工条件而设计的。

对宽幅或重型织机，若采用常规设计，则传动力矩要通过较长的主轴或中轴才传递到传动机构的对侧，即另一方的打纬机构和引纬机构，因而对侧的打纬和引纬动作就容易发生相对偏差。

如采用了中间高速轴传动，则在传递同样功率的条件下，高速轴上所承受的传动力矩将相应减少，因而运转时两曲柄中间轴段上的扭转变形也将减小，这就有利于两侧牵手或打纬凸轮对筘座的同步传动，提高对侧引纬机构的传动刚性，改善了引纬的正确性和两侧打纬运动的一致性。

另一方面，宽幅、重型或高速织机若不装高速轴，而全靠织机主轴来传动整台织机的所有工作机构，由于力矩很大，离合器的结合力矩必然也要很大，这就必须加大主轴的直径和离合器的尺寸。

（3）短的中间高速轴。

由于高速轴上传递的扭矩较小，安装在其上的离合器和制动器就可采用较小的型号，又因中间轴的设置形成了两级传动，使可以达到的传动比范围扩大，就有可能采用转速高而外形小的电动机，这样整个传动装置体积缩小，结构就能紧凑。

现代织机趋向高速化，与有梭织机相比，配用的电动机功率成倍增加，若仍采用低速电动机，外形就会显得庞大、累赘；故带有中间轴的传动系统在现代织机传动系统中已属常见。

1.2.3加装倒车装置的传动系统织机上加装倒车装置主要是为了方便挡车操作，其作用有两种方式：

一是主轴带动整机倒转，二是主轴不动，开口机构或连带其他机构倒转。

断纬时，其检测位置一般在后心至上心偏前的区域内，即在引纬结束前后，但由于制动需要一定的时间，织机总是要到下一转才能停下来。

为了寻找断纬，开口和选纬等机构必须作倒转，使梭口和纬纱顺序恢复到断纬时的状态，以便清除残留在梭口中的断纬，重新开车，这就是寻纬功能。

这一功能的进一步发展，还应将开口机构联动卷取或卷取及送经运动，自动调整对准织口位置，消灭或尽量消除开车稀密路横挡，显著提高布面质量。

寻纬功能所需织机的倒转，一般有单独的小电动机传动，也有的织机以主轴倒转带动开口机构倒转，慢速倒转速度在10—25r/min左右。

一般剑杆织机的倒车装置，由安装在多臂外传动上的独立电动机带动。

当寻纬机构工作时，通过倒车机构离合器，使多臂外传动上的外轴与传动带轮脱开，使主机不工作，由寻纬电动机传动倒车机构，一方面使多臂倒转，综框反向运动，另一方面驱动多臂外传动的内轴，带动卷取、送经机构同步倒转，完成寻纬工作。

1.3剑杆织机主传动的先进技术

（1）剑杆织机主传动绝大部分已采用独立的变频调速技术，即主电动

机为变频电动机。

该项技术主要特点：

1不再需要更换皮带轮来改变织机速度，而由计算机设定，变频调速，主机实现无极变速，变速范围大且操作方便。

2可以满足不同纬纱强度的要求，可实行织机运行过程中的变速，提高了织造效率。

（2）现在有些开关采用磁阻电动机，这种电动机由电力电子技术组成的驱动器控制，其性能非常适合织机工艺要求。

该技术主要特点：

①开关磁阻电动机直接驱动织机，主传动皮带及主离合器随之取消，慢速自动寻纬电动机也取消，相应功能由开关磁阻电动机完成，主机传动链得以简化。

2由于运动部件减少，易损件减少，因而机物料消耗降低，且维修保养方便。

3相对离合器和制动器，该技术可节能10%。

4开关磁阻电动机起动力矩大，开车和停车的参数可以通过计算机设定，织物质量得以保证。

5可由计算机设定织机速度，调速范围广，可随纬纱纱支及强度采取在线同步变速，生产效率得以较大提高。

1.4织机主传动的使用一般剑杆织机主传动采用间接式传动系统。

从主电动机到电磁离合器采用皮带传动，在织机启动前应确保