劍桿織機(jī)制織紗羅織物的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

方衛(wèi)東， 孫錦華， 俞建成， 周 建， 王海平

(浙江絲綢科技有限公司，杭州 310011)

研究與技術(shù)

劍桿織機(jī)制織紗羅織物的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

方衛(wèi)東， 孫錦華， 俞建成， 周 建， 王海平

(浙江絲綢科技有限公司，杭州 310011)

基于紗羅組織結(jié)構(gòu)、開(kāi)口方式和織造原理，探研在現(xiàn)代無(wú)梭織機(jī)上應(yīng)用絞綜、回綜裝置進(jìn)行紗羅織物織造的上機(jī)工藝，論述絞綜結(jié)構(gòu)與組合的經(jīng)絲特殊穿綜方法、開(kāi)口方式(梭口種類(lèi))及工藝，應(yīng)用中設(shè)計(jì)了絞綜裝置和合適的實(shí)驗(yàn)工藝流程與參數(shù)。結(jié)果表明，特殊穿綜方法、開(kāi)口方式、絞綜組合和回綜裝置設(shè)計(jì)、經(jīng)位置線(xiàn)、上機(jī)張力、綜平時(shí)間等設(shè)計(jì)的上機(jī)參數(shù)，是直接影響紗羅織物織造的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的紗羅織物并非只能在長(zhǎng)機(jī)身的有梭織機(jī)上織造，還可以使用高速劍桿織機(jī)制織。

劍桿織機(jī)；金屬絞綜；穿綜；回綜裝置；紗羅織物

無(wú)梭織機(jī)取代有梭織機(jī)是當(dāng)今技術(shù)進(jìn)步的必然要求，高速劍桿織機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的無(wú)梭織機(jī)，它除了具有其他無(wú)梭織機(jī)高速、高自動(dòng)化、高效能生產(chǎn)的特點(diǎn)外，其積極引緯方式具有較強(qiáng)的品種適應(yīng)性。然而一些特殊的傳統(tǒng)經(jīng)典絲綢產(chǎn)品如杭羅[1]，目前只能在傳統(tǒng)有梭織機(jī)上生產(chǎn)。杭羅因其組織結(jié)構(gòu)特殊，需運(yùn)用金屬絞綜，在制織時(shí)有三種不同的梭口，即絞轉(zhuǎn)梭口、開(kāi)放梭口和普通梭口，不同的梭口間絞經(jīng)與地經(jīng)張力差異很大[2]。而劍桿織機(jī)車(chē)速高、機(jī)身短，很難適應(yīng)該類(lèi)產(chǎn)品的制織。為解決以上難題，從數(shù)碼劍桿機(jī)的特性著手，對(duì)生產(chǎn)杭羅的原有工藝技術(shù)進(jìn)行充分研究、分析。通過(guò)改變金屬絞綜的回綜裝置，運(yùn)用獨(dú)特新穎的穿綜方法，改造劍桿織機(jī)結(jié)構(gòu)[3]、加長(zhǎng)織機(jī)機(jī)身和調(diào)整織機(jī)織造參變數(shù)等多項(xiàng)措施，解決了劍桿織機(jī)制織紗羅織物的關(guān)鍵技術(shù)。最終在產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐中，傳承傳統(tǒng)絲綢產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)代劍桿織機(jī)上的織造，成功實(shí)現(xiàn)了紗羅織物在劍桿織機(jī)上的順利制織。

1 金屬絞綜的結(jié)構(gòu)

一副金屬絞綜的結(jié)構(gòu)由左、右兩根基綜絲F1、F2和一根半綜絲D組成，如圖1所示。每根基綜是由兩片扁平的鋼質(zhì)薄片組成，并由中部的焊接點(diǎn)K將兩片薄鋼片連為一體。半綜D跨騎在兩片基綜之間，半綜的每一只腳伸在基綜上部的兩薄片之間，并由基綜的焊點(diǎn)K托持。這樣，無(wú)論哪一片基綜上升，都能隨之上升，以改變絞經(jīng)和地經(jīng)的位置。圖1中金屬半綜的兩只腳朝下，為下半綜；若將半綜的兩只腳朝上，則稱(chēng)為上半綜。

F1、F2.基綜， D.半綜， K.焊點(diǎn)圖1 金屬絞綜Fig.1 The diagram of metal leno heddle

2 金屬絞綜的組合穿綜法及對(duì)應(yīng)綜框排列

有梭織機(jī)因機(jī)身長(zhǎng)，一根絞經(jīng)和一根地經(jīng)穿入同一副絞綜，并采用圖1中的穿綜方法可直接制織。劍桿織機(jī)因機(jī)身短、車(chē)速高，直接套用有梭機(jī)的穿綜方法制織經(jīng)實(shí)踐證明不可行[4]，必須采用新穎的組合穿綜方法。

2.1 組合絞綜右穿法及對(duì)應(yīng)綜框?qū)嶋H排列

采用前、后兩幅絞綜，前一副為下半綜，后一副為上半綜配對(duì)，前一副絞綜的基綜F1穿入綜框1，基綜F2穿入綜框2；后一副絞綜的基綜F1穿入綜框3，基綜F2穿入綜框4，共4片綜框?yàn)橐唤M，將絞經(jīng)從后一副絞綜的基綜F1和基綜F2之間穿出進(jìn)入前一副絞綜的半綜穿絲孔穿出；地經(jīng)從后一副絞綜的半綜穿絲孔穿出進(jìn)入前一副絞綜的基綜F1和基綜F2之間穿出。這樣從機(jī)前看，絞經(jīng)在地經(jīng)之右側(cè)即經(jīng)線(xiàn)的第一根為地經(jīng)，第二根為絞經(jīng)，結(jié)果是綜框1提升帶動(dòng)前一副絞綜的基綜F1和半綜D上升使絞經(jīng)繞過(guò)地經(jīng)下方，從地經(jīng)的右側(cè)絞轉(zhuǎn)到左側(cè)，這樣的穿綜方法叫組合絞綜右穿法(圖2)。

2.2 組合絞綜左穿法及對(duì)應(yīng)綜框?qū)嶋H排列

同樣采用前、后兩幅絞綜，前一副為下半綜，后一副為上半綜配對(duì)，前、后絞綜各基綜穿入綜框與2.1同，采用4片綜框?yàn)橐唤M。將地經(jīng)從后一副絞綜的半綜穿絲孔穿出進(jìn)入前一副絞綜的基綜F1和基綜F2之間穿出；絞經(jīng)從后一副絞綜的基綜F1和基綜F2之間穿出進(jìn)入前一副絞綜的半綜穿絲孔穿出。這樣從機(jī)前看，絞經(jīng)在地經(jīng)之左側(cè)即經(jīng)線(xiàn)的第一根為絞經(jīng)，第二根為地經(jīng)，結(jié)果是綜框1提升帶動(dòng)前一副絞綜的基綜F1和半綜D上升使絞經(jīng)繞過(guò)地經(jīng)下方，從地經(jīng)的左側(cè)絞轉(zhuǎn)到右側(cè)，這樣的穿綜方法叫組合絞綜左穿法(圖3)。

F1、F2.基綜， D.半綜圖2 組合絞綜右穿法及對(duì)應(yīng)綜框?qū)嶋H排列示意Fig.2 The diagram of right heralding of leno heddle combination and heald frame arrangement

F1、F2.基綜， D.半綜圖3 組合絞綜左穿法及對(duì)應(yīng)綜框?qū)嶋H排列示意Fig.3 The diagram of left heralding of leno heddle combination and heald frame arrangement

3 三種梭口

制織紗羅織物根據(jù)開(kāi)口時(shí)絞經(jīng)與地經(jīng)的相對(duì)位置不同，可分為絞轉(zhuǎn)梭口、開(kāi)放梭口和普通梭口三種[5]。以如圖2所示組合絞綜右穿法為例，說(shuō)明三種梭口的形成。綜平時(shí)絞經(jīng)位于地經(jīng)的右側(cè)。

3.1 絞轉(zhuǎn)梭口

如圖4所示，由綜框1(圖中省略)提升帶動(dòng)前一副絞綜的基綜F1及半綜D上升，綜框3(圖中省略)提升帶動(dòng)后一副絞綜的基綜F1同時(shí)上升，使絞經(jīng)從地經(jīng)下面扭轉(zhuǎn)到地經(jīng)左側(cè)，后一副絞綜的半綜D也起到后部的絞經(jīng)順利滑轉(zhuǎn)到地經(jīng)左側(cè)的作用，最終形成的梭口稱(chēng)作絞轉(zhuǎn)梭口。

F1、F2.基綜， D.半綜圖4 絞轉(zhuǎn)梭口示意Fig.4 The diagram of twisted shed

3.2 開(kāi)放梭口

如圖5所示，由綜框2(圖中省略)提升帶動(dòng)前一副絞綜的基綜F2及半綜D上升，綜框4(圖中省略)提升帶動(dòng)后一副絞綜的基綜F2同時(shí)上升，使絞經(jīng)S回到地經(jīng)左側(cè)原來(lái)的位置后升起，后一副絞綜的半綜D也起到后部的絞經(jīng)順利復(fù)位作用，最終形成的梭口稱(chēng)作開(kāi)放梭口。

F1、F2.基綜， D.半綜圖5 開(kāi)放梭口示意Fig.5 The diagram of opening shed

3.3 普通梭口

如圖6所示，由綜框3、綜框4(圖中省略)提升帶動(dòng)后一副絞綜的基綜F1和F2同時(shí)上升而形成的梭口稱(chēng)作普通梭口。

制織杭羅時(shí)需同時(shí)采用以上三種梭口。如制織五梭羅時(shí)的梭口順序?yàn)椋洪_(kāi)→普→開(kāi)→普→開(kāi)，絞→普→絞→普→絞。

F1、F2.基綜， D.半綜圖6 普通梭口示意Fig.6 The diagram of common shed

4 杭羅織物的上機(jī)

本次在劍桿機(jī)上制織杭羅(紗羅織物的一種)，考慮到絞綜密度對(duì)織造的影響，特采用了3組綜框，即1、2、3、4為一組，5、6、7、8為二組，9、10、11、12為三組，共12片綜框來(lái)制織。如圖7所示，制織五梭羅(杭羅的一種)的線(xiàn)條繪作上機(jī)圖[6]。

圖7 五梭羅的線(xiàn)條繪作上機(jī)圖Fig.7 Line drawing for the looming draft chart of five-shuttle leno textile

5 劍桿織機(jī)機(jī)身改進(jìn)及生產(chǎn)應(yīng)用

5.1 劍桿織機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)改進(jìn)

后梁支撐臂由原來(lái)的67 cm加長(zhǎng)至100 cm，增加墻板與后梁支撐臂的支撐桿，以加固后梁提高其穩(wěn)定性，如圖8所示。

5.2 杭羅生產(chǎn)過(guò)程中梭口的形狀與尺寸

梭口的實(shí)際形狀代表著梭口的高度和長(zhǎng)度，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)經(jīng)絲的張力有直接的影響。杭羅生產(chǎn)過(guò)程中梭口的形狀如圖9所示。

圖8 機(jī)身結(jié)構(gòu)改進(jìn)示意Fig.8 The diagram of improved rapier loom structure

圖9 梭口形狀Fig.9 Shape of shed

在杭羅生產(chǎn)中運(yùn)用了前后金屬絞綜配對(duì)，在其形成絞轉(zhuǎn)梭口和開(kāi)放梭口過(guò)程中，通過(guò)后一副絞綜中的半綜的滑轉(zhuǎn)作用，能使上下兩層經(jīng)絲后交接點(diǎn)C向后移至C1(圖9)來(lái)拉長(zhǎng)后部梭口長(zhǎng)度，從而減小了經(jīng)絲所受的張力，達(dá)到與形成普通梭口時(shí)經(jīng)絲張力相接近的目的，滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要。

經(jīng)反復(fù)實(shí)踐表明：三種梭口的具體尺寸(中間組的綜框?yàn)閰⒄?以H值為7 cm，當(dāng)開(kāi)啟普通梭口時(shí)設(shè)定L1=22 cm，L2=40 cm，CD=60 cm，D1A=23 cm實(shí)際效果最佳。由此可見(jiàn)，此設(shè)計(jì)不僅達(dá)到開(kāi)啟清晰梭口，而且經(jīng)絲張力趨于接近，完全能滿(mǎn)足劍桿織機(jī)制織紗羅織物的要求。

6 設(shè)計(jì)、改進(jìn)與前、后配對(duì)絞綜的絞綜組合回綜裝置

絞綜組合回綜裝置如圖10所示，包括上回綜裝置和下回綜裝置兩個(gè)部分。上回綜裝置與后一幅絞綜配套，下回綜裝置與前一幅絞綜配套。上、下回綜裝置中包括：張力調(diào)節(jié)器組件、拉力調(diào)節(jié)彈簧、小龍骨條尼龍同步連接件、小龍骨條、小龍骨條定位滑塊等組件。該裝置在原有梭織機(jī)金屬絞綜回綜裝置的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改進(jìn)的，內(nèi)容主要有三點(diǎn)：一是設(shè)計(jì)在彈簧下面增加了張力調(diào)節(jié)伸縮器，它由伸縮螺栓、螺帽和伸縮螺絲鉤子及伸縮轉(zhuǎn)動(dòng)桿組成，起到了可根據(jù)車(chē)速來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的拉伸長(zhǎng)度和彈簧受力程度，從而達(dá)到了回綜速度與織機(jī)車(chē)速同步，為順利織造打好了基礎(chǔ)；二是對(duì)半綜的回綜小龍骨條材料和強(qiáng)度提出了更高的要求，使用不銹鋼高強(qiáng)、高硬度回綜小龍骨條的材料；三是對(duì)小龍骨固定滑塊拉條的材料和厚薄根據(jù)要求定制。由此可知，金屬絞綜回綜裝置是絞綜正常工作必不可少的配套機(jī)構(gòu)。

1.上回綜裝置，2.下回綜裝置，3.支架，4.張力調(diào)節(jié)器組件，5.拉力調(diào)節(jié)彈簧，6.綜框，7.小龍骨條尼龍同步連接件，8.小龍骨條，9.小龍骨條定位滑塊，10.絞綜，11.基座，12.伸縮螺栓，13.伸縮轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，14.伸縮螺絲鉤子圖10 絞綜組合回綜裝置示意Fig.10 The diagram of leno heddle combination and heald shaft reversing device

7 制織杭羅的技術(shù)要點(diǎn)

7.1 主要織造工藝參數(shù)

下層經(jīng)絲與劍桿劍頭最低處間隙0.1 cm；綜平度330°；后梁高度98 cm；車(chē)速250 r/min；上機(jī)經(jīng)絲張力65 cN，緯絲張力5 cN。

7.2 控制絞經(jīng)和地經(jīng)張力差異

杭羅織物由于絞經(jīng)和地經(jīng)的運(yùn)動(dòng)情況不同，兩者的縮率不一樣，有時(shí)差異很大[7]。為緩解兩者間張力差異，對(duì)織機(jī)的機(jī)身進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使后梁向機(jī)后撤移33 cm。

7.3 穿筘要訣

必須使同一絞組中的絞經(jīng)與地經(jīng)穿在同一筘齒中，否則打緯時(shí)勢(shì)必切斷經(jīng)絲，不能進(jìn)行正?？椩?。

7.4 確保開(kāi)口清晰

為了保證開(kāi)口的清晰度和操作方便，選定相鄰的4片綜框?yàn)橐唤M，前兩片綜框中的絞綜采用下半綜，后兩片綜框中的絞綜采用上半綜，前后兩副絞綜配對(duì)來(lái)完成絞轉(zhuǎn)梭口、開(kāi)放梭口、普通梭口的形成。如考慮到絞綜密度或紗羅類(lèi)織物組織變化[8]，還可選擇多組絞綜和綜框來(lái)制織。

7.5 金屬絞綜的運(yùn)用關(guān)鍵

采用金屬絞綜前后組合配對(duì)制織紗羅織物，平綜時(shí)，應(yīng)使前一副絞綜中的地經(jīng)稍高于與其對(duì)應(yīng)半綜的頂部，后一副絞綜中的絞經(jīng)稍低于與其對(duì)應(yīng)半綜的頂部，以便絞經(jīng)在地經(jīng)之下順利絞轉(zhuǎn)。

7.6 制織成功的典型產(chǎn)品介紹

現(xiàn)已成功制織的典型產(chǎn)品有五梭羅(圖11)，十五梭羅(圖12)和變化羅(圖13)等。

三只產(chǎn)品均采用：

經(jīng)絲組合：(46.6 dtex×4)桑蠶絲2.5 T/S，

緯絲組合：(46.6 dtex×4)桑蠶絲2.5 T/S，

基本組織：平紋+絞紗，

成品規(guī)格：外幅150，內(nèi)幅148 cm，經(jīng)密312根/10 cm，緯密250根/10 cm，織物質(zhì)量20.5 m/m(姆米)，原料含量100%桑蠶絲。

圖11 五梭羅實(shí)物Fig.11 The image of five-shuttle leno textile

圖12 十五梭羅實(shí)物Fig.12 The image of fifteen-shuttle leno textile

圖13 變化羅實(shí)物Fig.13 The image of varying leno textile

8 劍桿織機(jī)與有梭織機(jī)制織的紗羅類(lèi)織物比較

通過(guò)由劍桿織機(jī)制織紗羅織物的研發(fā)，由表1中各自體現(xiàn)的參數(shù)對(duì)比可見(jiàn)，傳統(tǒng)的紗羅織物并非只能在長(zhǎng)機(jī)身的有梭織機(jī)上制織，劍桿織機(jī)替換有梭織機(jī)制織不僅能成功，而且體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，劍桿織機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量幾乎是有梭織機(jī)的5倍以上。

表1 劍桿織機(jī)與有梭織機(jī)制織紗羅類(lèi)織物工作參數(shù)比較
Tab.1 The comparison of leno textile working parameters between rapier loom and shuttle loom

織機(jī)名稱(chēng)車(chē)速/(r·min-1)效率/%臺(tái)時(shí)產(chǎn)量/(m·h-1)幅數(shù)組織變化劍桿織機(jī)250905．42及以上豐富有梭織機(jī)120702．01受限制

9 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用，采取金屬絞綜前后組合配對(duì)，改變穿綜方法及其回綜裝置，加長(zhǎng)劍桿織機(jī)機(jī)身，調(diào)整織機(jī)工藝參數(shù)等一系列措施，從而解決了在劍桿機(jī)上制織紗羅織物時(shí)諸多技術(shù)難題，成功制織出杭羅織物，充分發(fā)揮了現(xiàn)代高速無(wú)梭織機(jī)的優(yōu)勢(shì)，極大地提高了生產(chǎn)效率，為絲綢行業(yè)的發(fā)展起到了積極的示范作用。

[1]郝鴻江,于偉東.杭羅織物及組織的出現(xiàn)與演變[J].絲綢,2015,52(5):59-65. HAO Hongjiang, YU Weidong. Investigation on the origin and evolution of Hangzhou leno and its structure[J]. Journal of Silk,2015,52(5):59-65.

[2]宋亞男,徐榮華,王欽若.劍桿織機(jī)經(jīng)紗張力控制中濾波器設(shè)計(jì)與分析[J].紡織學(xué)報(bào),2012,33(2):115-120. SONG Ya’nan, XU Ronghua, WANG Qinruo. Design and analysis on filter of rapier loom’s warp tension control[J]. Journal of Textile Research,2012,33(2):115-120.

[3]李雙正,劉俊杰,李軍宏,等.提高劍桿織機(jī)效率的探討[J].紡織器材,2013,40(2):19-21. LI Shuangzheng, LIU Junjie, LI Junhong, et al. Probing into the upgrading of the efficiency of the rapier loom[J]. Textile Accessories,2013,40(2):19-21.

[4]朱紅,韓慧敏,周圓圓.絞綜工藝與新型紗羅織物設(shè)計(jì)[J].上海紡織科技,2013,41(11):19-22,33. ZHU Hong, HAN Huimin, ZHOU Yuanyuan. Innovative design and development of doup process and leno fabric[J]. Shanghai Textile Science & Technology,2013,41(11):19-22,33.

[5]張雪峰.花式紗羅織物的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)[J].棉紡織技術(shù),2010,38(11):59-61. Zhang Xuefeng. Design and production of fancy leno fabric[J]. Cotton Textile Technology,2010,38(11):59-61.

[6]詹忻,祝成炎.紗羅組織數(shù)學(xué)模型的實(shí)現(xiàn)[J].紡織學(xué)報(bào),2009,30(1):46-50,59. ZHAN Xin, ZHU Chengyan. Realization of mathematical model for leno weaves[J]. Journal of Textile Research,2009,30(1):46-50,59.

[7]周香琴,劉宜勝.織機(jī)開(kāi)口引起的經(jīng)紗張力變化規(guī)律[J].紡織學(xué)報(bào),2014,35(5):132-136. ZHOU Xiangqin, LIU Yisheng. Warp tension changing caused by shedding on loom[J]. Journal of Textile Research,2014,35(5):132-136.

[8]羅群.縹緲變化的“宋”羅[J].絲綢,2012,49(4):52-56. LUO Qun. Leno weaving techniques in Song dynasty[J]. Journal of Silk,2012,49(4):52-56.

The key technique and application study of weaving leno textile by rapier loom

FANG Weidong, SUN Jinhua, YU Jiancheng, ZHOU Jian, WANG Haiping

(Zhejiang Silk Science and Technology Co.,Ltd., Hangzhou 310011, China)

Based on the leno weave structure, shed open mode, and weaving principle, this paper studies the technologies of applying leno heddle and heald shaft reversing device in leno weaving on the modern shuttleless loom, expounds leno heddle structures and their combination, shed open mode and technology, and designs leno heddle and appropriate application process and parameters. The results show that the device parameters, such as special drafting method, open mode of the shed, leno heddle combination and heald shaft reversing device design, warp location, tension, time of heddle and lead time, are key factors in the leno textile weaving. It is concluded that traditional leno textile can not only be woven on the long-body shuttle loom, but also be woven on the high-speed rapier loom.

rapier loom; metal leno heddle; drafting; heald shaft reversing device; leno textile

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.12.004

2016-06-21;

2016-11-07 基金項(xiàng)目: 國(guó)家繭絲綢發(fā)展基金項(xiàng)目(浙財(cái)企〔2015〕140號(hào)) 作者簡(jiǎn)介: 方衛(wèi)東(1967_)，男，工程師，主要從事絲綢生產(chǎn)和研發(fā)。通信作者：王海平，教授級(jí)高工，whp1002@263.net。

TS145.43

A

1001-7003(2016)12-0018-06 引用頁(yè)碼: 121103