[发明专利]基于立体织机织物组织对经纱张力进行补偿的装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于立体织机织物组织对经纱张力进行补偿的装置，立体织机包括经轴，经轴出来的经纱经过分层架、穿过综框与纬纱交织，形成织物；所述对经纱张力进行补偿的装置包括用于上下运动对综框上下移动造成的经纱伸长或收缩进行同步补偿的张力辊及其驱动装置，每一个经轴相对应设置一个张力辊，经轴出来的经纱呈U字型绕过张力辊，然后经过分层架、穿过综框与纬纱交织。本发明还提供了一种基于立体织机织物组织对经纱张力进行补偿的方法。本发明提供的主动补偿装置结构简单、性能可靠，可很好地适应弹性差的碳纤维等高性能纤维的织造，能满足立体织机多开口、同一片综框需要频繁变动程的补偿要求，提高了织机效率和织物质量。

技术领域

本发明涉及纺织机械技术领域，尤其涉及一种基于立体织机织物组织对经纱张力进行积极补偿的装置及方法。

背景技术

碳纤维纺织复合材料因为其轻质、比刚度高、疲劳性能优异和比普通金属合金更高的抗腐蚀性，已经成为一种重要的材料。纺织复合材料被广泛使用在航空航天、海洋、建筑、体育、汽车等高级工程结构上。三维纺织复合材料克服了层合复合材料面外性能差、层间剪切强度和断裂韧性低等弱点。3D织物的整体结构提高了损伤容限，消除了发生在层压2D结构上的分层，可以承受多轴向机械应力。目前用于增强复合材料的三维纺织品主要有机织物、针织物、编织物和非织造织物。其中使用较为广泛的一类为机织复合材料。

在传统织机进行织造时，经纱张力补偿主要有机械式消极补偿和基于凸轮或偏心轮控制的摆动后梁式补偿。机械式消极补偿机构结构复杂，连接杆件多，机件的惯性力及摩擦阻力都会影响送经和张力控制的灵敏度，所以振动大，控制精度低，不宜适应高速。摆动后梁式补偿机构可补偿综框运动造成的经纱路径伸缩量变化，比机械式消极补偿方法有更好的控制精度。对于弹性模量较好的纱线比较实用，但是对于弹性比较差的纤维不适用，容易对纱线造成损伤。而且传统后梁式张力调节范围小，属于被动式补偿。

中国专利CN101392427A公开了一种三维织机张力控制系统，其片纱张力调整利用轴承的转动作用，将钢轴与纱线之间的滑动面接触变为滚动接触来实现。但是该装置中，张力大小由摩擦力大小来决定，摩擦作用本身对纱线尤其是高性能纤维具有损伤。同时其张力调节为被动式调节，并不能满足于大波动经纱张力调节。

中国专利CN204875008U公开了一种织机的经纱张力调节装置，对后梁进行改进，将后梁安装在摇臂上，摇臂与摆轴连接，只是增加了后梁的活动范围和活动空间，但不能实现基于变动程综框机构的积极随动补偿。

中国专利CN102587010A公开了一种碳纤维多层角连锁织机片纱张力调节装置，在机架上安装张力调节支架，在调节支架上安装送经辊和摆动张紧辊。通过弹簧压紧摆臂带动摆臂支承轴上的摆动张紧辊压紧纱线，使纱线处于绷紧状态。同样为采用机械消极方式来调节张力。

而三维织物的织造相对于普通织物，织造过程中会有多个开口，对于一些织物组织，综框根据织物组织的不同经常有多个位移变化，使得经纱波动及经纱需要的伸缩量变化大，张力波动大，尤其是在织造碳纤维等高性能纤维时，由于高性能纤维相对于普通纱线几乎无弹性，并且不耐磨，使得织造过程异常困难。

因此使用传统织机的纱线张力补偿方法已经不适用于新型立体织机的织造。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服传统消极补偿响应不及时，造成经纱张力波动大，加大经纱与机械摩擦起毛等问题，提供一种可很好地适应弹性差的碳纤维等高性能纤维的织造，能满足立体织机多开口、同一片综框需要频繁变动程的补偿要求的经纱张力补偿装置。