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片梭引緯

來源：　發布時間：2011年05月09日

片梭引緯

片梭織機的引緯方法是用片狀夾紗器將固定筒子上的緯紗引入梭口，這個片狀夾紗器稱為片梭。片梭引緯的專利首先是在1911年由美國人Poster申報，著手研制片梭織機是在1924年，從1942年起由瑞士蘇爾壽（SULZER）公司獨家研制，到1953年首批片梭織機正式投入生產使用，這使得片梭織機成為最早實用化的無梭織機。
片梭織機的種類有單片梭織機和多片梭織機之分，蘇爾壽片梭織機屬于多片梭織機，這種片梭織機在織造過程中，有若干把片梭輪流引緯，僅在織機的一側設有投梭機構和供緯裝置，故屬于單向引緯。進行引緯的片梭在投梭側夾持緯紗后，由扭軸投梭機構投梭，片梭高速通過分布于筘座上的導梭片所組成的通道，將緯紗引入梭口，片梭在對側被制梭裝置制停，釋放掉緯紗紗端，然后移動到梭口外的空片梭輸送鏈上，返回到投梭側，再等待進入投梭位置，以進行下一輪引緯。單片梭引緯由于只用一把片梭，需兩側供緯和投梭，加之片梭引緯后的調頭也限制織機的速度提高，故單片梭織機不夠理想，其數量也很少。本節只介紹蘇爾壽片梭織機。
一、片梭
如圖8-7所示，片梭由梭殼1和梭夾2經鉚釘3鉚合而成。鉗口5起夾持緯紗的作用，

圖8-7? 片梭
1－梭殼? 2－梭夾? 3－鉚釘? 4－圓孔? 5－鉗口
張鉗器插入圓孔4時，鉗口張開，緯紗落入鉗口，張鉗器拔出后，鉗口夾緊緯紗。織造生產中，應根據所加工緯紗的纖維材料和細度合理選擇片梭的型號，不同型號片梭的鉗口形狀和鉗口夾持力是不同的，夾持力變化范圍為600～2500cN，鉗口之間的夾持力應確保夾持住緯紗。片梭表面應當光滑、耐磨，整個片梭的結構應符合嚴格的軸對稱，過大的誤差會引起梭夾鉗口張開及夾緯的故障。
在織造過程中，每引入一根緯紗，梭夾鉗口需打開兩次，第一次打開是在投梭側，讓遞緯器將緯紗紗端置于鉗口之中；第二次打開是在片梭飛越梭口

后，把片梭鉗口中的緯紗釋放掉。鉗口的開啟靠梭夾打開器插入片梭尾部的圓孔4中實現的。片梭尾部有兩個孔，靠前部的圓孔供第一次打開遞緯用，能將鉗口打開到4mm供遞緯器進入到鉗口內，而靠后部的孔在引緯結束后打開鉗口釋放緯紗，其張開程度比遞緯時小得多（見圖8-8）。
片梭是片梭織機的關鍵器件之一，而梭夾又是片梭的心臟。在織造過程中，梭夾的反復開啟，易導致其疲勞損壞。梭夾的形狀如圖8-8所示，上、下兩臂A’F’與ＡＦ對稱，

圖8-8? 片梭梭夾
梭夾在開、閉過程中受到的應力負荷屬于非對稱的脈動循環負荷，A為應力最大的危險截面。
梭夾臂由于受到非對稱脈動循環負荷的作用，易導致疲勞損壞，這可從以下兩個方面著手來提高其疲勞壽命。一方面合理設計梭夾臂的幾何形狀，即在保證工藝上所要求的夾持力情況下，通過設計合理的幾何形狀，使梭夾開啟后的應力幅值減小，同時要注意避免應力集中。另一方面合理選擇材料與熱處理工藝。梭夾材質應有較高的疲勞極限及良好的韌性，盡量提高表面光潔度，并采取表面強化措施。
蘇爾壽片梭織機為多片梭織機，需用若干把片梭循環引緯，每臺織機所需片梭只數與上機筘幅大小有關，配備只數＝上機筘幅（ｍｍ）/254+5。例如，320cm上機筘幅時，需配１８只片梭。
二、片梭織機的扭軸投梭機構
（一）扭軸投梭機構
片梭引緯運動的動能來自扭軸投梭機構中扭軸扭轉的變形能，因而擊梭后片梭初始速度與織機車速無關，只取決于扭軸的扭轉變形量。圖8-9所示為蘇爾壽片梭織機上所用的扭軸

圖8-9? 扭軸投梭機構
1－投梭凸輪? 2、10轉子? 3－擺桿? 4－擺桿回轉軸? 5－連桿? 6－搖臂? 7－投梭棒
8－扭軸? 9－定位螺釘? 11－滑塊? 12－片梭? 13－導梭片? 14－液壓緩沖器
投梭機構，該投梭機構的核心部件為

扭軸８，故稱之為扭軸投梭機構，它由以下四個部分組成。
（１）扭軸部分
扭軸８的一端固裝在機架上，成為固定端；另一端為自由端，裝有投梭棒7，其頂部與投梭滑塊11相聯，扭軸的中部裝有搖臂6，它屬于一個四桿機構。
（２）四桿機構部分
四桿機構部分由搖臂6、連桿5、擺桿3及機架組成。搖臂６的回轉中心為扭軸中心，而擺桿3的回轉中心為回轉軸4。
（３）投梭凸輪部分
投梭凸輪１裝在投梭軸上，而投梭軸借助于一對圓錐形齒輪由織機主軸以1∶1的速比傳動。在投梭凸輪１上還裝有一個轉子10。
（４）液壓緩沖部分
液壓緩沖器14與擺桿3的下端相連，當擺桿順時針方向擺動時，使緩沖器內的油受壓縮，從而產生緩沖作用。
扭軸投梭機構的工作原理是，在投梭前的相當長時間內，通過對扭軸的加扭來儲存投梭所需的能量，投梭時，扭軸迅速恢復原狀態，將儲存的彈性勢能釋放，使片梭加速到所需的
飛行速度。整個工作過程分為四個階段：
（１）儲能階段
在這一階段中投梭扭軸被加扭，儲存彈性勢能。隨著投梭凸輪１轉向大半徑，驅動轉子２，使擺桿３逆時針方向轉動，連桿5向上移動，推動搖臂6順時針方向轉動，扭軸受到加扭，直到投梭凸輪半徑不再增大為止，而此時回轉軸４的軸心恰好與連桿5的兩端中心三點呈一直線，且定位螺釘9也剛好與擺桿3下端相接觸。
（２）自鎖階段
前一階段結束時，四桿機構進入了自鎖狀態（搖桿6的作用力不能使擺桿3轉動），這一狀態繼續保持著。扭軸保持在最大扭轉狀態，投梭棒7及投梭滑塊11靜止在外側位置，等待引緯片梭就位以及遞緯器遞緯等動作的完成。在這一階段中，投梭凸輪１仍然保持勻速回轉，轉子２將脫開與投梭凸輪的接觸。
（３）投梭階段
四桿機構的自鎖狀態被解除，扭軸迅速復位使投梭滑塊11完成擊梭動作。這一階段的開始是當投梭凸輪回轉到其上的轉

子10推動擺桿3上的弧形臂時，轉子10的推動將使擺桿3稍有轉動，從而解除了原來的自鎖裝態，扭軸迅速復位通過投梭棒使擊梭滑塊加速片梭12進入導梭片13。
（４）緩沖階段
緩沖階段使整個投梭機構在投梭后迅速而平穩地靜止在初始位置上。當擺桿3復位到一定位置時，液壓緩沖器14將開始起作用，此時片梭已經獲得了所需速度，即投梭已經完成，整個投梭系統受緩沖作用而平穩地向初始狀態恢復，到達初始位置時能靜止下來，這樣可避免扭軸反向扭轉，不致出現自由扭轉振動，從而提高了扭軸的壽命。
（二）擊梭動力學分析
將片梭織機上的扭軸投梭機構作為整體來研究，從擊梭開始后到液壓緩沖起作用這段時間內，扭軸的彈性恢復力矩與投梭機構的慣性力矩相平衡。扭軸的彈性恢復力矩Ｍk為：

???????????????????????????????? （8-1）
式中：G——扭軸的剪切彈性模量；
Jρ——扭軸截面的極慣性矩；
l——扭軸扭轉部分長度；

——扭軸的扭轉角。
在擊梭過程中，扭軸上受到的慣性力矩Ｍi

???????????????????????????? （8-2）
式中：I——扭軸投梭機構的綜合轉動慣量；
m0——片梭、擊梭滑塊、擊梭連桿、擺桿以及緩沖活塞和連桿等質量集中在投梭棒頂端的相當質量；
l0——擊梭棒長度；

——扭軸的扭轉加速度。
根據力矩平衡原理得

???????????????????????????????? （8-3）
即，

????????????????????????????????? （8-4）
式中：

，稱之為投梭系統的固有頻率。
根據初始條件ｔ＝０，

，

（最大扭角），可解得擊梭時期扭軸的扭轉方程式為：

??????????????????????????

?????? （8-5）

??????????????? ???????????????（8-6）
若不采用液壓緩沖，則當扭軸扭轉角恢復到φ＝0°時，片梭可獲得最大的速度，但這樣會導致扭軸繼續向反方向扭轉，繼而發生自由扭振，造成疲勞破壞，因此，扭軸扭轉角恢復到0°之前液壓緩沖必須起作用。設這個角度為φ＝φ１，對應的時間ｔ為ｔ１，根據式（8-5）、式（8-6）得扭轉角速度為：

??????????????????????????? （8-7）
一旦液壓緩沖起作用，扭轉角速度不再增大而開始下降，擊梭滑塊的速度也下降，片梭便以
已經獲得的速度進入自由飛行狀態，這個速度v1為：

???????????????? （8-8）
式中ｖ0為不采用緩沖裝置時，片梭所能達到的速度，稱之為理論最大速度。
從以上分析可知，扭軸投梭機構有三個特點：梭速完全取決于扭軸貯能的多少，而與織機車速高低無關，因而有利片梭飛行穩定；扭軸加扭過程長（約300°），加之合理的投梭凸輪曲線，故投梭機構功率小而均勻；投梭結束后，整個投梭機構靠液壓緩沖裝置作用能迅速制停。
三、制梭
片梭進入制梭箱后，制梭裝置吸收片梭動能，使片梭的速度迅速下降為零，并準確地制停在一定的位置上，制梭裝置如圖8-10所示。在片梭進入制梭箱之前，連桿5向左推進，制

圖8-10? 片梭制梭裝置
1－接近開關組合? 2－下制梭板? 3－制梭腳? 4－下鉸鏈板? 5－連桿? 6－上鉸鏈板
7－升降塊? 8－滑塊? 9－調節螺桿? 10－步進電動機? 11－手柄
梭腳3下降，直至下鉸鏈板4和上鉸鏈板6位于一條直線，即進入死點狀態。下制梭板2和制梭腳3之間構成了制梭通道。片梭飛入制梭箱后，進入制梭通道，下制梭板和制梭腳的制梭部分采用合成橡膠材料，對片梭產生很大

的摩擦阻力，使片梭制停在一定位置上。
制梭腳的前側裝有接近開關組合1，上面有接近開關a、b、c。接近開關b用于檢測片梭的飛行到達時間，接近開關a、c則用于檢測片梭的制停位置，從而以下述三種途徑自動調整制梭力。
（1）當片梭制停在位置Ⅰ，接近開關a、c均有信號發出，說明制梭力正常，步進電動機10不發生調節作用。
（2）當片梭制停在位置Ⅱ，接近開關a無信號發生，說明制梭力不足，步進電動機立即轉動一步，滑塊8向右移動1mm，升降塊7下降，使制梭腳降低一定距離，經幾次調整，直至片梭被制停在位置Ⅰ。
（3）當片梭制停在位置Ⅲ，接近開關c不發生信號，說明制梭力偏大，電腦自動記錄制梭力偏大的次數，如果27次引緯中有20次制梭力偏大，則每27次引緯后步進電動機反向轉動一步，使制梭腳上升一定距離，經幾次調整直至片梭制停到位置Ⅱ，然后，再自動調節到位置Ⅰ。這樣的調整方式有助于消除機構間隙對制梭的影響。
連桿5向右回退時，制梭腳上升，對片梭的制動被解除，以利后續的片梭回退和推出制梭箱，進入輸送鏈。
四、片梭引緯過程
片梭織機的引緯系統主要包括筒子架、儲緯器（見本章第六節“無梭引緯的輔助裝置”）、緯紗制動器、張力平衡裝置、遞緯器、片梭、導梭裝置、制梭裝置、片梭回退機構、片梭監控機構、片梭輸送機構等。儲緯器是無梭織機上為適應高入緯率而普遍采用的裝置，它是一個典型的機電一體化裝置。靠自身電動機的傳動，儲緯器將緯紗從筒子上預退繞到其繞紗鼓上，引緯時緯紗再從繞紗鼓上退出。采用儲緯器后，緯紗退繞張力大大降低，且消除了退繞直徑變化的影響，張力均勻性提高。
片梭引緯時飛行速度很高，達到30m/s左右，加之質量輕、體積小，需采用由若干片導梭片組成的通道來控制片梭飛行。導梭片形狀如圖8-11所示，它們呈等間隔固裝在筘座

圖8-11? 導梭片及其組成的通道

上，隨筘座一起前后擺動。因投梭機構與筘座是分離的，這就要求筘座在片梭引緯時靜止在最后方，讓片梭在導梭片組成的通道中飛越梭口。片梭到達接梭箱后，筘座向機前擺動打緯，導梭片向前從下層經紗退到梭口外，緯紗便從導梭片的脫紗槽中脫出留在梭口中，被鋼筘繼續打入織口形成織物。完成打緯后，隨筘向后擺動，導梭片便又從下層經紗進入梭口，直至位于梭口中央并靜止，供引下一緯的片梭飛行。
片梭織機的整個引緯過程可根據片梭及緯紗的狀態分為十個階段。
（１）如圖8-12（甲）所示，片梭8由右側（制梭側）經梭口下方的片梭輸送鏈條輸送

圖8-12? 片梭引緯過程
1－筒子? 2－緯紗? 3－導紗器? 4－制動器? 5－張力補償器? 6－導紗孔
7－遞緯器? 8－片梭? 9－紗尾鉗? 10－緯紗定位裝置? 11－剪刀? 12－制梭箱
到達左側（投梭側）梭箱，在進入投梭位置的提升過程中，片梭被翻向（由側面向上翻轉成水平狀），梭夾被打開。緯紗2從筒子1引出后，經過儲緯器（圖中未畫出），再經導紗器３、制動器４、張力補償器5、導紗孔6后，其紗端被遞緯器7的鉗口所夾持。此時，制動器４制住緯紗，張力補償器5處于最高位置，制動器４和遞緯器7之間的緯紗被張緊，以避免因松弛而扭結。
（２）如圖8-12（乙）所示，片梭8已翻轉水平的投梭引緯狀態，進入投梭位置，遞緯器7的鉗口夾著緯紗位于打開的片梭鉗口中，準備遞交緯紗給片梭。
（３）如圖8-12（丙）所示，片梭8的梭夾鉗口閉合夾住緯紗紗端，遞緯器7的鉗口張開放掉緯紗，制動器4即將解除制動，張力調節器5也將開始下降，投梭準備已經完成，即將開始投梭。
（４）如圖8-12（丁）所示，投梭機構使片梭8夾著緯紗飛越梭口，抵達右側制梭箱12，整個飛行過程中，制動器４均處于釋放狀態，張力調節器5向下降到最低位置。
（５）如圖8-

9（戊）所示，制動器４制動緯紗，片梭8借助于片梭回退器（圖中未畫出）退回到布邊處，使制梭側邊經紗外紗頭只留15～20mm長，同時張力調節器5上升以吸收掉片梭回退出的緯紗，在投梭側，遞緯器7向內側移動至邊經紗處，同樣也只留紗尾長15～20mm，剪緯后由它夾持住下一根緯紗的紗端。
（６）如圖8-12（己）所示，緯紗定位裝置10接近緯紗，將緯紗推入張開的遞緯器7鉗口中。同時，兩側的紗尾鉗9移至緯紗，將緯紗夾住。
（７）如圖8-12（庚）所示，在投梭側，遞緯器7鉗口閉合夾持住緯紗，張開的剪刀11上升至緯紗處準備剪緯，在制梭側，片梭鉗口打開，將緯紗釋放。
（８）如圖8-12（辛）所示，剪刀11剪斷緯紗，遞緯器7開始向外側退回，張力調節器5再度上升吸收緯紗，片梭向機后方向退出制梭箱，向下落到輸送鏈條上返回投梭側。在投梭側，又一把片梭進入盛梭盒內，等待提升到投梭位置。
（９）如圖8-12（壬）所示，遞緯器7繼續回退，張力調節器5仍在上升，剪刀11下
降復位，紗尾鉗9夾住緯紗兩端，隨筘座一起向前運動，緯紗被打入織口。
（１０）如圖8-12（癸）所示，遞緯器7退到最外側，張力調節器5上升至最高點。在采用折入邊機構時，布邊外的緯紗頭已繞在折邊機構的鉤針上，由鉤針將它勾入下一緯的梭口中，形成折入式布邊。
上述各個階段不斷重復，便可引入一根根緯紗，織成織物。
五、片梭織機的多色緯制織
蘇爾壽片梭織機中除了單色織造的機型外，還有可多色緯織造的機型，如混緯、兩色任意順序引緯、四色任意順序引緯、六色任意順序引緯。
在混緯方式的機型上，配置了兩只遞緯器，它們分別由各自的筒子供緯，織造時由這兩只遞緯器交替遞緯給片梭，交替的比例是1∶1，不能任意引緯。混緯的目的是為了消除緯紗色差或緯紗條干不勻給布面造成的影響。輪流從兩個筒子上引入緯紗到織物中，可避免

筒子之間的差異對織物外觀的影響，混緯方式在由筒子供緯的無梭織機上應用很普遍。當然，混緯的機型也可以用于制織兩色1∶1交替引緯的產品。混緯機構較為簡單，只要實現兩只遞緯器輪流與片梭的工作位置對準就可以了。
在多色任意順序引緯的片梭織機上，每一種色緯都要用一只遞緯器，即遞緯器只數等于色緯數。遞緯器分別夾持各自筒子上引出的紗端，當需要引入某種緯紗時則有相應的遞緯器供緯。這些遞緯器被安置在換色機構中的一圓弧形的選色器中。圖8-13所示為四色任意順序

圖8-13? 四色任意順序選色器
1－選色器? 2－連桿? 3－變換軸? 4－扇形齒輪? 5－小齒輪
6－選色器軸? 7－鎖位臂桿? 8－定位銷? 9－扇形定位板
引緯的選色器，圖中ａ、ｂ、ｃ、ｄ為四種色緯的遞緯器所在的燕尾截面滑槽，當某滑槽處于工作位置（與等待遞緯的片梭對準）時，就由該滑槽的遞緯器向片梭遞緯，片梭引入相應顏色的緯紗。由哪一只遞緯器遞緯，在換色機構中是由圖中連桿２的位置決定的，連桿２的高低位置借助于多臂開口機構中的兩片提綜臂控制，提綜臂的位置取決于紋板紙上的穿孔情況，而紋板紙上的穿孔得根據緯紗配色循環進行。兩片提綜臂的升、降剛好能組成四種狀態，對應著連桿２的四種位置，再通過變換軸3上的扇形齒輪4，傳動選色器軸6上的小齒輪5，最后使選色器１的位置發生變化，實現換色。當選色器變位時，鎖位臂桿7上的定位銷8從扇形定位板9的槽中退出，這時選色器軸6可轉動換色。完成變位換色后，定位銷8又進入扇形定位板9的槽中，使選色器１正確定位，保證遞緯器與片梭對準，能夠正常遞緯。
在片梭織機上，任意順序引緯的換色機構除了由多臂開口機構控制的換色機構外，還有用提花開口機構控制的，但都很復雜。片梭織機所能制織的色緯數較少，且隨色緯數和開口機構不同，換色控制裝置也不一樣。
六、片梭引緯的品種適應性

片梭引緯類同有梭引緯，屬于積極引緯方式，對緯紗具有良好的控制能力。片梭對緯紗的夾持和釋放是在兩側梭箱中于靜態的條件下進行的，因此片梭引緯的故障少，引緯質量好，緯紗在引入梭口之后，它的張力受到精確的調節。這些性能都十分有利于高檔產品的加工。
由于片梭對緯紗具有良好的夾持能力，因此用于片梭引緯的紗線范圍很廣，包括各種天然纖維和化學纖維的純紡和混紡短纖紗、天然纖維長絲、化學纖維長絲、玻璃纖維長絲、金屬絲以及各種花式紗線。但是，片梭在起動時的加速度很大（1200×9.8m/s2），約為劍桿引緯的10～20倍，因此對于經弱捻紗、強度很低的紗線作為緯紗的織物加工來說，片梭引緯顯然是不適宜的，緯紗容易斷裂。
片梭引緯具有2～6色的任意換緯功能，可以進行固定混緯比1∶1的混緯和4～6色的選色。換緯時，選色機構的動作和慣性比較大，在非相鄰片梭更換時，這種缺點比較明顯。
片梭織機的幅寬很大，當織機轉速為470r/min時，入緯率可達1400m/min，表現出低速高產的特點，顯然對提高織物成品質量，減少織機磨損和機械故障有重要意義。
片梭織機的幅寬范圍為190cm～540cm。能織制單幅或同時織制多幅不同幅寬的織物。在單幅加工時，移動制梭箱的位置，可以方便地調整織物的加工幅寬。在多幅織造時，最窄的織物上機筘幅為33cm，幾乎能滿足所有的織物加工幅寬要求。加工特寬織物和篩網織物，則是片梭引緯的特色。
片梭引緯能配合多臂開口機構或提花開口機構，加工一些高附加值的裝飾用織物和高檔毛織物，如床上用品、窗幔、高級家具織物、提花毛巾被、精紡薄花呢、提花毛毯等。

片梭引緯通常采用折入邊，因此布邊是光邊，在無梭織機各類布邊中，屬于經、緯紗回絲損失最少的一種。在加工毛織物時，如加裝邊字提花裝置，還可織制織物邊字。織入邊容易產生布邊緯密過大、邊織物過厚的缺點，因此，布邊的經紗密度和

鋼筘穿入數要適當減少。