專利名稱：一種可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于紡織領(lǐng)域，涉及一種可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，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(fù)合材料被稱作第三代纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，與二維編織復(fù)合材料相比，有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。其整體性顯著地提高了強(qiáng)度和剛度，具有優(yōu)良的抗損壞性，具有良好的力學(xué)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(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性。組分材料的性能、材料制造工藝決定了復(fù)合材料的材料性能，編織復(fù)合材料的材料單胞在力學(xué)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(fù)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(xué)性能，但三維四向的纖維束空間構(gòu)型使其面內(nèi)力學(xué)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(xué)性能，而且顯著改善了材料的面內(nèi)力學(xué)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(fù)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(shí)現(xiàn)。《3D纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)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(yùn)動方式，使紗線交織形成編織預(yù)成型件。攜紗器運(yùn)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(yùn)動形成圓周運(yùn)動，這樣就可完成四步工藝。該設(shè)備攜紗器運(yùn)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(yùn)動臺面與地面平行的三維編織機(jī)為主，覆蓋三維四向和五向結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)在設(shè)備容錠量方面取得了較大突破。如天津工業(yè)大學(xué)研制成功了計(jì)算機(jī)控制的大型三維整體編織機(jī)(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(jī)’中公開了一種新型三維編織機(jī)，它包括錠子、驅(qū)動裝置、機(jī)架、成型裝置，其特征是還包括由固定在機(jī)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(dǎo)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(jì)降低了對編織導(dǎo)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(yùn)動中的“卡死”現(xiàn)象，而且降低了制造和維護(hù)成本，同時還克服了移動式編織導(dǎo)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(yùn)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。[0005]由于水平位置編織時攜紗器運(yùn)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?yàn)榧喚€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(shí)現(xiàn)單一位置和單一結(jié)構(gòu)的編織，例如只能實(shí)現(xiàn)水平位置編織(攜紗器運(yùn)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(shí)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(fèi)工，而是容易出差錯甚至產(chǎn)品報(bào)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(jī)全是水平位置編織；國外有實(shí)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(jì)。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(shí)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(shí)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(shí)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(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)。本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機(jī)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(jī)架上。上述的可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，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(yùn)動方向?yàn)樾蟹较颍瑮l一條一條整體運(yùn)動，帶動設(shè)在T型塊之間的攜紗器運(yùn)動，以攜紗器運(yùn)動方向?yàn)榱蟹较?，一個攜紗器推一個攜紗器沿編織軌道方向運(yùn)動，行方向滑條的運(yùn)動和列方向攜紗器的運(yùn)動由設(shè)在編織盤周圍的動力裝置推動。本實(shí)用新型采用滑條-攜紗器行列排布的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shí)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。本實(shí)用新型編織機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行編織。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的新型編織機(jī)包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機(jī)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(jī)構(gòu)鎖死后進(jìn)入編織程序，利用預(yù)設(shè)的編織程序自動行列紗錠的運(yùn)動，循環(huán)操作完成三維多向結(jié)構(gòu)預(yù)成型件的加工。本實(shí)用新型的有益效果 本實(shí)用新型突出特征是在一臺設(shè)備上既能實(shí)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(jìn)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(yùn)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?yàn)榧喚€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(jī)設(shè)計(jì)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(fù)合材料上應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。并且可以實(shí)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為本實(shí)用新型編織機(jī)水平編織位置。圖2為本實(shí)用新型編織機(jī)任意設(shè)定編織位置。圖3為本實(shí)用新型編織機(jī)垂直編織位置。圖4編織機(jī)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(yùn)動規(guī)律圖。X表示軸向不運(yùn)動攜紗器〇表示運(yùn)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(shí)施方式
一種可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，包括可調(diào)式編織工作臺I、編織盤、機(jī)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(jī)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(yùn)動方向?yàn)樾蟹较?，滑條一條一條整體運(yùn)動，帶動設(shè)在T型塊之間的攜紗器4運(yùn)動，以攜紗器4運(yùn)動方向?yàn)榱蟹较?，一個攜紗器推一個攜紗器沿編織軌道3方向運(yùn)動，行方向滑條6的運(yùn)動和列方向攜紗器4的運(yùn)動由設(shè)在編織盤周圍的動力裝置推動。本實(shí)用新型采用滑條-攜紗器行列排布的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shí)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。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的新型編織機(jī)包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機(jī)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(jī)構(gòu)鎖死后進(jìn)入編織程序，利用預(yù)設(shè)的編織程序自動行列紗錠的運(yùn)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)。本實(shí)用新型編織機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行編織。三維四向是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其四步法運(yùn)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(jī)器循環(huán)中，攜紗器運(yùn)動四步，且每步運(yùn)動相鄰一個位置(如圖5所示)。詳細(xì)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(yùn)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(yùn)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(jī)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(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，其特征在于包括可調(diào)式編織工作臺(I)、編織盤、機(jī)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(jī)架(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，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(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，其特征在于所述的液壓泵站(9)由電氣控制裝置(13)控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可實(shí)現(xiàn)多結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、多角度成型的新型編織機(jī)，包括可調(diào)式編織工作臺、編織盤、機(jī)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(jī)架上。該編織機(jī)既能實(shí)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(jìn)行水平、垂直等多角度編織成型。
文檔編號D04C3/48GK202705665SQ20122035053
公開日2013年1月30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