專利名稱：一種可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織領(lǐng)域，涉及一種可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，它屬于三維多向預(yù)成型件的加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
三維編織復合材料被稱作第三代纖維增強復合材料，與二維編織復合材料相比，有許多突出的優(yōu)點。其整體性顯著地提高了強度和剛度，具有優(yōu)良的抗損壞性，具有良好的力學性能和耐燒蝕性能。已經(jīng)在航天、航空等高科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。三維編織復合材料具有可設(shè)計性。組分材料的性能、材料制造工藝決定了復合材料的材料性能，編織復合材料的材料單胞在力學上具有顯著的結(jié)構(gòu)特性，因此織物組織結(jié)構(gòu)參數(shù)即編織參數(shù)也將影響編織復合材料的性能。三維四向是最典型的三維編織結(jié)構(gòu)，其顯著改善了材料沿厚度方向的力學性能，但三維四向的纖維束空間構(gòu)型使其面內(nèi)力學性能有所降低。三維五向 結(jié)構(gòu)則不僅保持了三維四向沿厚度方向的良好力學性能，而且顯著改善了材料的面內(nèi)力學性能，因此，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)選用不同結(jié)構(gòu)的三維多向編織復合材料。工藝決定設(shè)備，不同編織工藝需要配套的設(shè)備來實現(xiàn)。《3D纖維增強聚合物基復合材料》著作(L. Tong, A. P. Mouritz與M. K. Bannister合著)2008年5月出版的第2章‘3D纖維預(yù)成型件制造’ 一文中介紹了 3D四步編織設(shè)備。3D四步編織設(shè)備是按Florentine(1982)注冊的馬格納制造法專利研制的，利用一個包含呈行列排布攜紗器的平臺，攜紗器的排布構(gòu)成了所需預(yù)成型件的形狀。另外外邊還有附加的一些攜紗器，它們的精確位置和數(shù)量依賴于預(yù)成型件的形狀和結(jié)構(gòu)的需要。共有4種不同的行列運動方式，使紗線交織形成編織預(yù)成型件。攜紗器運動臺面與地面平行，且只有一種工作位置，加工的預(yù)成型件種類只限三維四向。還介紹了大西洋研究公司開發(fā)的全厚度編織設(shè)備(Brown，1985; 1988)，該設(shè)備包含許多一樣的環(huán)，一個挨一個軸向排列，環(huán)上有凹槽，可讓攜紗器沿軸線方向從一個環(huán)移動到另一個環(huán)。環(huán)運動形成圓周運動，這樣就可完成四步工藝。該設(shè)備攜紗器運動臺面與地面垂直，也僅此一種工作位置。但設(shè)備的容錠量有限只有1400錠，占地面積大，制造及安裝成本高。國內(nèi)在設(shè)備研制方面基本是按國外的發(fā)展思路，以攜紗器運動臺面與地面平行的三維編織機為主，覆蓋三維四向和五向結(jié)構(gòu)，重點在設(shè)備容錠量方面取得了較大突破。如天津工業(yè)大學研制成功了計算機控制的大型三維整體編織機(4萬錠)中國專利公告號CN1117894C，公告日是2001年4月17日，名稱為‘新型三維編織機’中公開了一種新型三維編織機，它包括錠子、驅(qū)動裝置、機架、成型裝置，其特征是還包括由固定在機架上，縱橫等間距呈網(wǎng)狀排列的傘形塊組成的固定式編織導軌和上部靠兩只相鄰傘形塊支撐，下部嵌入兩只相鄰傘形塊中的矩形定位塊，這種設(shè)計降低了對編織導軌加工精度和錠子移動后定位精度的要求，不僅有效防止了錠子在運動中的“卡死”現(xiàn)象，而且降低了制造和維護成本，同時還克服了移動式編織導軌軸向紗難以引入的難題。此專利雖然有效解決了三維編織設(shè)備制造難題，但只限于攜紗器運動平面與地面平行的工作位置，加工的預(yù)成型件結(jié)構(gòu)只限于三維四向和五向。
由于水平位置編織時攜紗器運動區(qū)與編織成型區(qū)存在固定的“縮率”，特別對寬度尺寸，超過此極限寬度，此方向上的密度均勻性會很難控制，如抬高其成型高度又會因為紗線及松緊線自重給質(zhì)量控制帶來困難；垂直編織設(shè)備對制造及安裝精度要求高，存在設(shè)備容錠量低帶來的可加工預(yù)成型件尺寸小等問題。綜上所述， 現(xiàn)有設(shè)備只能實現(xiàn)單一位置和單一結(jié)構(gòu)的編織，例如只能實現(xiàn)水平位置編織(攜紗器運動臺面與地面平行)。詳解如下(I)—臺設(shè)備只能編織一種結(jié)構(gòu)，要實現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)編織，必須更換設(shè)備，把紗線從攜紗器上移離，該過程存在兩大問題一是費工，而是容易出差錯甚至產(chǎn)品報廢。(2)現(xiàn)在三維多向全部采用水平位置編織，存在問題①產(chǎn)品寬度做不寬，寬度越寬織物成型區(qū)與攜紗區(qū)的喇叭口就越厲害，會造成產(chǎn)品周向密度不均為了要做長的織物，編織高度要提升，帶來高空作業(yè)的安全隱患，高度升高紗線和松緊線的自重就越厲害，向下拉使得產(chǎn)品密度做不高，或者說編織角做不大。目前國內(nèi)三維編織機全是水平位置編織；國外有實現(xiàn)垂直編織位置的設(shè)備，但全采用回轉(zhuǎn)角輪結(jié)構(gòu)設(shè)計。存在弊端是制造成本高、加工難度大、設(shè)備容量小，同樣面積內(nèi)的攜紗器容量與行列式結(jié)構(gòu)相比差一個數(shù)量級以上，而且不能實現(xiàn)三維四向、五向、六向和七向等不同結(jié)構(gòu)在同一臺設(shè)備上編織，可以實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。最大攜紗器容量小于1500錠。因此需要提供一種可以實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)在同一臺設(shè)備上編織成型且編織位置可任意變換的編織機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機架和液壓舉升裝置，所述的編織盤設(shè)置在可調(diào)式編織工作臺上，所述的編織盤包括編織軌道和攜紗器，所述的編織軌道是由多個T型塊等間距固設(shè)在滑條上，再由多個滑條并列設(shè)置且T型塊相互對齊形成，所述的攜紗器設(shè)在各滑條的相鄰的兩個T型塊之間；相鄰兩個滑條之間留有間隙，相鄰的兩個攜紗器的掛紗鉤之間留有間隙；所述的液壓舉升裝置包括液壓泵站和可伸縮立柱，所述的液壓泵站和可伸縮立柱通過液壓管相連通；所述可伸縮立柱的一端設(shè)在可調(diào)式編織工作臺底面的一側(cè)，另一端設(shè)在基座上，所述的可調(diào)式編織工作臺可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述的機架上。上述的可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，其在于所述的可伸縮立柱為兩個且并列設(shè)置。所述的液壓泵站由電氣控制裝置控制。以滑條運動方向為行方向，滑條一條一條整體運動，帶動設(shè)在T型塊之間的攜紗器運動，以攜紗器運動方向為列方向，一個攜紗器推一個攜紗器沿編織軌道方向運動，行方向滑條的運動和列方向攜紗器的運動由設(shè)在編織盤周圍的動力裝置推動。本發(fā)明采用滑條-攜紗器行列排布的結(jié)構(gòu)設(shè)計，行方向相鄰兩個滑條之間留有間隙，作為引紗通道；列方向攜紗器與攜紗器的掛紗鉤之間也留有間隙，作為引紗通道，根據(jù)三維多向不同結(jié)構(gòu)編織要求，引入第六向、第七向紗線，通過行列開口、引紗、捋紗等常用三維編織成型工藝步驟實現(xiàn)三維四向、三維五向、六向和七向不同結(jié)構(gòu)在同一臺設(shè)備上編織成型。本發(fā)明編織機的工作過程中，做窄的、短的產(chǎn)品時，則調(diào)節(jié)液壓泵站調(diào)節(jié)可伸縮立柱使可調(diào)式編織工作臺處于水平編織位置進行編織。做寬的、長的產(chǎn)品時，則調(diào)節(jié)液壓泵站調(diào)節(jié)可伸縮立柱使可調(diào)式編織工作臺處于垂直編織位置進行編織，介于兩者之間的可以調(diào)整可調(diào)式編織工作臺使其處于設(shè)定編織位置進行編織。本發(fā)明設(shè)計的新型編織機包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機架和液壓舉升裝置，可調(diào)式編織工作臺通過液壓舉升裝置調(diào)整其工作角度，用鎖緊機構(gòu)鎖死后進入編織程序，利用預(yù)設(shè)的編織程序自動行列紗錠的運動，循環(huán)操作完成三維多向結(jié)構(gòu)預(yù)成型件的加工。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明突出特征是在一臺設(shè)備上既能實現(xiàn)三維多向不同結(jié)構(gòu)的編織，又能根據(jù)加工需要進行水平、垂直等多角度編織成型，有效解決由于水平位置編織時攜紗器運動區(qū)與編織成型區(qū)存在固定的“縮率”，特別對寬度尺寸，超過此極限寬度，此方向上的密度均勻性會很難控制，如抬高其成型高度又會因為紗線及松緊線自重給質(zhì)量控制帶來困難；垂直編織設(shè)備對制造及安裝精度要求高，設(shè)備容錠量低帶來的可加工預(yù)成型件尺寸小等問題，提出了編織角度可調(diào)、結(jié)構(gòu)可調(diào)的新型編織機設(shè)計思路，使三維編織設(shè)備在加工預(yù)成型件的結(jié)構(gòu)種類和外形尺寸上顯著提高，為其在航空結(jié)構(gòu)復合材料上應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。并且可以實現(xiàn)三維四向、五向、六向和七向等不同結(jié)構(gòu)在同一臺設(shè)備上的編織，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。


圖I為本發(fā)明編織機水平編織位置。圖2為本發(fā)明編織機任意設(shè)定編織位置。圖3為本發(fā)明編織機垂直編織位置。圖4編織機盤面結(jié)構(gòu)圖。圖5三維五向四步法編織過程的攜紗器運動規(guī)律圖。X表示軸向不運動攜紗器〇表示運動攜紗器a.原始排列b.第一步c.第二步d.第三步e.第四步
具體實施例方式一種可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，包括可調(diào)式編織工作臺I、編織盤、機架2和液壓舉升裝置，所述的編織盤設(shè)置在可調(diào)式編織工作臺I上，所述的編織盤包括編織軌道3和攜紗器4，所述的編織軌道3是由多個T型塊5等間距固設(shè)在滑條6上，再由多個滑條6并列設(shè)置且T型塊5相互對齊形成，所述的攜紗器4設(shè)在各滑條6的相鄰的兩個T型塊5之間；相鄰兩個滑條6之間留有間隙7，相鄰的兩個攜紗器4的掛紗鉤8之間留有間隙(如圖4所示)；所述的液壓舉升裝置包括液壓泵站9和可伸縮立柱10，所述的液壓泵站9和可伸縮立柱10通過液壓管11相連通；所述可伸縮立柱10的一端設(shè)在可調(diào)式編織工作臺I底面的一側(cè)，另一端設(shè)在基座12上，所述的可調(diào)式編織工作臺I可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述的機架2上。所述的可伸縮立柱10為兩個且并列設(shè)置。所述的液壓泵站9由電、氣控制裝置13控制(如圖I所示)。以滑條6運動方向為行方向，滑條一條一條整體運動，帶動設(shè)在T型塊之間的攜紗器4運動，以攜紗器4運動方向為列方向，一個攜紗器推一個攜紗器沿編織軌道3方向運動，行方向滑條6的運動和列方向攜紗器4的運動由設(shè)在編織盤周圍的動力裝置推動。本發(fā)明采用滑條-攜紗器行列排布的結(jié)構(gòu)設(shè)計，行方向相鄰兩個滑條6之間留有間隙7，作為引紗通道；列方向攜紗器與攜紗器的掛紗鉤8之間也留有間隙，作為引紗通道，根據(jù)三維多向不同結(jié)構(gòu)編織要求，引入第六向、第七向紗線，通過行列開口、引紗、捋紗等常用三維編織成型工藝步驟實現(xiàn)三維四向、三維五向、六向和七向不同結(jié)構(gòu)在同一臺設(shè)備上編織成型。本發(fā)明設(shè)計的新型編織機包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機架和液壓舉升裝置，可調(diào)式編織工作臺通過液壓舉升裝置調(diào)整其工作角度，用鎖緊機構(gòu)鎖死后進入編織程序，利用預(yù)設(shè)的編織程序自動行列紗錠的運動，循環(huán)操作完成三維多向結(jié)構(gòu)預(yù)成型件的加工?？烧{(diào)式編織工作臺地面平行定義為水平編織位置，與地面垂直定義為垂直編織位置，與地面成一設(shè)定角度為設(shè)定編織位置。通過液壓舉升裝置可伸縮立柱4的伸縮來控制可調(diào)式編織工作臺I的工作角度，伸縮立柱4縮短，使可調(diào)式編織工作臺處于水平編織位置，如圖I所示；伸縮立柱4伸長調(diào)整可調(diào)式編織工作臺處于垂直編織位置(如圖3)或者其他設(shè)定編織位置(如圖2所示)。本發(fā)明編織機的工作過程中，做窄的、短的產(chǎn)品時，則調(diào)節(jié)液壓泵站調(diào)節(jié)可伸縮立柱使可調(diào)式編織工作臺處于水平編織位置進行編織。做寬的、長的產(chǎn)品時，則調(diào)節(jié)液壓泵站調(diào)節(jié)可伸縮立柱使可調(diào)式編織工作臺處于垂直編織位置進行編織，介于兩者之間的可以調(diào)整可調(diào)式編織工作臺使其處于設(shè)定編織位置進行編織。三維四向是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其四步法運動規(guī)律也是三維五向、六向和七向的編織的基礎(chǔ)，五向是在四向基礎(chǔ)上在滑條的T型塊上固定軸向不動紗；六向是在行方向即滑條方向逐行引入紗線；七向是在列方向即攜紗器方向逐列引入紗線。四步法是指在一個機器循環(huán)中，攜紗器運動四步，且每步運動相鄰一個位置(如圖5所示)。詳細分解如下第一步相鄰行中的攜紗器交替移動一個位置。第二步相鄰列中的攜紗器交替移動一個位置。第三步和第四步攜紗器的運動方向分別與第一步和第二步的相反。經(jīng)過攜紗器四步的運動，攜紗器在編織盤上對偶式交換了位置，使得紗線相互交織在一起。在一個機器循環(huán)中獲得的織物長度定義為一個花節(jié)長度。四步法是行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員已知技術(shù)，三維四向也是行業(yè)內(nèi)常用結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，其特征在于包括可調(diào)式編織工作臺(I)、編織盤、機架(2)和液壓舉升裝置，所述的編織盤設(shè)置在可調(diào)式編織工作臺(I)上，所述的編織盤包括編織軌道(3)和攜紗器(4)，所述的編織軌道(3)是由多個T型塊(5)等間距固設(shè)在滑條(6)上，再由多個滑條(6)并列設(shè)置且T型塊(5)相互對齊形成，所述的攜紗器(4)設(shè)在各滑條(6)的相鄰的兩個T型塊(5)之間；相鄰兩個滑條(6)之間留有間隙(7)，相鄰的兩個攜紗器(4)的掛紗鉤(8)之間留有間隙；所述的液壓舉升裝置包括液壓泵站(9)和可伸縮立柱(10)，所述的液壓泵站(9)和可伸縮立柱(10)通過液壓管(11)相連通；所述可伸縮立柱(10)的一端設(shè)在可調(diào)式編織工作臺(I)底面的一側(cè)，另一端設(shè)在基座(12)上，所述的可調(diào)式編織工作臺(I)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述的機架(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，其特征在于所述的可伸縮立柱(10)為兩個且并列設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，其特征在于所述的液壓泵站(9)由電氣控制裝置(13)控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機，包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機架和液壓舉升裝置，所述的編織盤設(shè)置在可調(diào)式編織工作臺上，所述的編織盤包括編織軌道和攜紗器；所述的液壓舉升裝置包括液壓泵站和可伸縮立柱，所述的液壓泵站和可伸縮立柱通過液壓管相連通；所述可伸縮立柱的一端設(shè)在可調(diào)式編織工作臺底面的一側(cè)，另一端設(shè)在基座上，所述的可調(diào)式編織工作臺可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述的機架上。該編織機既能實現(xiàn)三維多向不同結(jié)構(gòu)的編織，又能根據(jù)加工需要進行水平、垂直等多角度編織成型。
文檔編號D04C3/48GK102747536SQ20121024936
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者尹鋒 申請人:宜興市華恒高性能纖維織造有限公司