[发明专利]一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法

说明书

本发明涉及一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，采用平带编织纱锭轨道，将两条平带编织纱锭轨道拼接成L、T或十字形，通过调整平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数避免来自不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处进行干涉，通过调整平带编织纱锭轨道个别叶轮的槽口数避免拼接后平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处进行干涉。本发明可实现复杂截面编织结构一次成型，且不需要添加拨叉、变轨转盘等复杂机械结构，也不需要复杂的控制系统，稳定性高。

技术领域

本发明涉及编织机技术领域，特别是涉及一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法。

背景技术

二维编织是一种三根或多根纤维束(纱线)沿织物成型方向按照特定的规律倾斜交织在一起的工艺。传统二维编织主要用于生产绳索、鞋带、电缆屏蔽层等，随着二维编织技术的成熟，编织工艺在饰品领域的应用也越来越多。二维编织的织物结构主要包括传统的管状结构，平带结构和现代出现的扁平带结构、带管结合结构、方形结构等。在复合材料领域，因为二维编织工艺可以实现许多缠绕工艺不能完成的工作，因此它已经成为一种制备复合材料预成型件高效生产方法之一。在编织物中，纤维之间相互交错形成有机的整体，所以当受载时，纤维能协同承载。除此之外，编织工艺还可以根据制件的形状和尺寸，直接编织出与制件形状相近的预成型件，这是传统的缠绕工艺和叠层工艺所不能做到的。

采用二维编织原理生产异形截面预成型件，最早日本学者Akiyama等人提出把传统的平带结构和管状结构轨道拼接，在轨道拼接处添加过渡轨道和拨叉的方法，通过不断调整拨叉位置，让经过的纱锭分流到不同分支，有效避免纱锭在轨道拼接处发生干涉的同时实现了异形截面编织物的一次成型。

Becher等人也提出了一种采用二维编织原理生产异形截面预成型件的方法。他们把编织机的叶轮排列成4×4、6×6等的形式，每两个叶轮交界处的纱锭轨道上都加有变轨转盘，此变轨转盘可控制纱锭沿着原叶轮运动，或者过渡到下一个叶轮上。在整个编织机的纱锭运动轨道上，通过调整变轨转盘的旋向，可形成几个闭合的纱锭运行通路，这些闭合通路相互交叉，在交叉处纱线相互缠绕，便形成了编织结构。这些闭合通路的交叉组合方式不同，可实现不同截面织物的编织。此方法主要用于矩形截面的编织物生产。对于T型、工字形等异形截面预成型件的生产还处于设想阶段，并且在使用此方法生产复杂截面织物过程中，纱锭干涉问题很难解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，可以实现异形截面预成型件的一次成型。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，采用平带编织纱锭轨道，将两条平带编织纱锭轨道拼接成L、T或十字形，通过调整平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数避免来自不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处进行干涉，通过调整平带编织纱锭轨道个别叶轮的槽口数避免拼接后平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处进行干涉。

当平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数为纱锭排布周期的倍数时，在不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处不发生干涉。

对于饱和纱锭排布形式，当平带编织纱锭轨道上端部叶轮的槽口数减去一半的纱锭排布周期后为纱锭排布周期的倍数，且中间叶轮的槽口数为纱锭排布周期的倍数时，平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处不发生干涉。

对于不饱和纱锭排布形式，当平带编织纱锭轨道上端部叶轮的总槽口数不是纱锭排布周期的倍数时，平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处不发生干涉。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、采用此方法设计的编织机，可实现复杂截面编织结构一次成型，织成的预成型件不需要裁剪，纤维不受损伤，保持了纤维的完整性，让制件有很好的力学性能。