Лаб.пр.2 - Камышинский технологический институт

С. Ю. Бойко
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
по технологии ткачества
Часть II
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ГОУ ВПО «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
С. Ю. Бойко
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
по технологии ткачества
Часть II
Учебное пособие
Волгоград
2010
1
УДК 677.024(075.8)
Б 77
Рецензенты: ОАО «Росконтракт-Камышин»; генеральный директор
ООО «ТК КХБК» И. В. Скрипкин
Бойко, С. Ю. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ТЕХНОЛОГИИ ТКАЧЕСТВА:
учеб. пособие. В 2 ч. / С. Ю. Бойко; ВолгГТУ, – Волгоград, 2010.
ISBN 978-5-9948-0093-5
Ч. 2: ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ТЕХНОЛОГИИ ТКАЧЕСТВА: учеб.
пособие / С. Ю. Бойко. – 116 с.
ISBN 978-5-9948-0592-3
Состоит из двух частей. Вторая часть содержит методические указания по проведению лабораторных работ по технологии ткачества по разделам: введение уточной нити в зев; прибой утка к опушке ткани и формирование нового элемента ткани; питание ткацкого станка утком и многочелночные механизмы; предохранительные механизмы и приспособления; привод ткацкого станка и его производительность. Предлагается
необходимая справочная информация, технологические и кинематические схемы оборудования, узлов и механизмов ткацких станков. По каждой теме занятий приведены контрольные вопросы. Дается общий список
использованной литературы.
Предназначено для студентов специальностей ВПО 260704.65 и СПО
260704.51 «Технология текстильных изделий».
Ил. 58.
Табл. 8.
Библиогр.: 14 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета

ISBN 978-5-9948-0592-3 (ч. 2)
ISBN 978-5-9948-0093-5
2
Волгоградский
государственный
технический
университет, 2010
ВВЕДЕНИЕ
Легкая промышленность России обладает мощным потенциалом, который можно эффективно использовать для динамичного экономического и социального развития страны. В последнее время ситуацию в отрасли усугубил мировой финансовый кризис. В условиях кризиса даже те
предприятия, которые за последние годы добились положительных результатов в инновационном развитии, уделяя значительное внимание
модернизации производства, вынуждены сокращать объемы производства и отказываться от долгосрочных вложений.
Реализация одобренного Правительством Российской Федерации
"Плана мероприятий по развитию легкой промышленности на 2006–2008
годы" оказала положительное влияние на результаты работы легкой и
текстильной промышленности.
Представленный Минпромторгом России проект плана мероприятий
по развитию отрасли на 2009–2011 годы, разработан с учетом Поручений
Президента Российской Федерации по итогам заседания Президиума
Государственного Совета и является, по существу, первым этапом плана
мероприятий по реализации разработанной стратегии развития легкой
промышленности на период до 2020 года. План отражает основные
направления развития отрасли на период до 2011 года, содержит необходимый инструментарий для достижения показателей, предусмотренных в
программе развития экономики России на этот период.
Ключевые задачи, стоящие перед отраслью в настоящее время – это
ускоренная и качественная модернизация отрасли и поддерживающих ее
инфраструктур на основе инновационного развития с использованием
кластерных подходов, широкого применения лучших мировых и отечественных достижений в области техники и технологии текстильного,
швейного, мехового и кожевенно-обувного производства, в том числе
нанотехнологий и нанопродуктов; преодоление технологической отсталости российского производства, повышение производительности и
улучшение условий труда, обеспечение существенного роста заработной
платы; доведение объемов отечественной продукции отрасли в объемах
до не менее 50 % емкости российского товарного рынка; а также целенаправленная работа по повышению прозрачности ввоза товаров отрасли на
российскую территорию, борьба с контрабандой и контрафактом, продуманная таможенно-тарифная политика.
Одно из направлений стратегии развития отрасли, разработанной
Минэкономразвития РФ, должно происходить с учетом региональных
Программ, концепций и кластеров развития текстильной и легкой промышленности.
По итогам заседания Президиума Государственного Совета Российской Федерации от 20 июня 2008 года «О мерах поддержки легкой про3
мышленности» проект организации текстильного кластера на базе Камышинского хлопчатобумажного комбината вошел в пятерку пилотных и
был рекомендован Правительством РФ к финансированию из средств
Федерального инвестиционного фонда и Государственной корпорации
«Внешэкономбанк».
Общая стоимость проекта – 10 млрд. рублей, а срок окупаемости
проекта – 5–7 лет. Реализация проекта позволит дополнительно создать
порядка 4 тысяч рабочих мест, существенно улучшить условия труда,
внедрить новейшие технологии и системы контроля качества выпускаемой продукции. Кроме того, предполагается создание новых производств: смесовой сорочечной ткани; махровых тканей и изделий; технических тканей, обладающих специальными защитными свойствами;
кольцевой кардной и гребенной ткацкой и трикотажной пряжи и других.
В лабораторные работы данного издания включается материал по
изучению основных вопросов технологического процесса образования
ткани и конструкции современных ткацких станков.
Построение лабораторных работ имеет некоторые особенности, которые состоят в том, что изучение процесса ткачества и конструкции
ткацких станков проводится по отдельным механизмам одного и того же
назначения, но установленным на различных ткацких станках. Поэтому
перед изучением того или иного механизма на станке предварительно
целесообразно ознакомиться с его технической характеристикой и областью применения с учетом специфических особенностей в зависимости
от назначения ткацкого станка.
Приступая к выполнению лабораторных работ по ткачеству, необходимо четко уяснить понятие – образование и формирование ткани на
ткацком станке, их сущность и различие.
Организация проведения лабораторных занятий
Перед лабораторными занятиями студенты должны:
1) повторить теоретический материал по конспекту лекций;
2) подробно ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе;
3) ознакомиться с оборудованием и средствами исследования, необходимыми для определения различных параметров;
4) ознакомиться с техническими характеристиками и назначением
оборудования, используемого в лабораторной работе;
5) ознакомиться с инструкциями по технике безопасности.
Результаты измерений, исследований и расчетов служат основным
материалом при составлении отчета по лабораторным работам.
Основные правила техники безопасности
В избежание случаев травматизма при выполнении лабораторных
работ студенты обязаны хорошо знать и соблюдать следующие правила
4
техники безопасности:
1) изучать механизмы машин и измерять параметры нужно при остановленном и обесточенном оборудовании;
2) пуск машин возможен лишь с разрешения руководителя занятий
или учебного мастера;
3) перед проведением лабораторных занятий необходимо пройти инструктаж с подписью в журнале по технике безопасности;
4) в лаборатория кафедры студенты должны работать в халатах и косынках.
5
1. ВВЕДЕНИЕ УТОЧНОЙ НИТИ В ЗЕВ
В процессе образования ткани на ткацком станке для переплетения
нитей основы с утком необходимо в образовавшийся из нитей основы зев
проложить уточную нить, а затем эту нить переместить в заранее определенном положении по отношению к предыдущей уточной нити. Следовательно необходимо совершить две технологические операции: прокладывание уточной нити в зев и перемещение ее вдоль основы.
1.1. Способы введения уточной нити в зев
Процесс введения уточной нити в зев и механизмы, осуществляющие его, подвергались наибольшему совершенствованию. На основе
многих научно-исследовательских и конструкторских работ ткацкие
станки были оснащены принципиально новыми механизмами для введения уточной нити в зев, что позволило значительно увеличить скоростные режимы ткацких станков, повысить производительность оборудования и труда в ткачестве.
Способы введения утка в зев делятся на челночный и бесчелночные.
При челночном способе уток прокладывается в зев челноком. Челнок
в зеве совершает свободный полет, в процессе которого уточная нить
сматывается с паковки, размещенной в челноке. Запас уточной нити на
паковке может быть значительной длины или равен длине нити на одну
уточную прокидку, как, например, на многозевных ткацких машинах.
Бесчелночные способы включают в себя несколько способов:
– прокладывание утка прокладчиком, не несущим уточной паковки.
Прокладчик утка захватывает конец уточной нити, помещенной вне зева
на неподвижной паковке, и протаскивает ее через зев;
– прокладывание уточной нити с помощью гибких, жестких и. телескопических рапир, имеющих захваты, с неподвижной паковки, расположенной вне зева. Ввод в зев уточной нити осуществляется петлей или
за конец;
– пневматический способ, который заключается в следующем: уточная нить, предварительно отмеренная с неподвижной паковки, вдувается
в зев сжатым воздухом;
– гидравлический способ – уточная нить, предварительно отмеренная с неподвижной паковки, прокладывается струей воды;
– пневморапирный способ – уточная нить с неподвижной паковки
сматывается принудительно с постоянной скоростью, подается в правую
рапиру. С левой стороны станка навстречу правой рапире выдвигается
левая. По каналам рапиры нить продвигается сжатым воздухом. Пневморапирный способ является комбинацией рапирного и пневматического
способов.
В зависимости от способа введения утка в зев уток прокладывается в
виде бесконечной нити или в виде отдельных отрезков, длина которых
6
несколько больше ширины ткани. Прокладывание утка отдельными отрезками влияет на условия формирования ткани по ее ширине и на вид и
строение кромок ткани.
Уточная нить может вводиться в зев периодически или непрерывно
в процессе работы ткацкого станка. При периодическом процессе введение уточной нити в зев осуществляется в течение определенного периода
цикла работы станка, обычно равного 90–150° оборота главного вала.
При непрерывном процессе уточная нить вводится в зев в течение всего
цикла работы, например на круглых ткацких машинах.
1.2. Преимущества и недостатки различных способов
прокладывания утка
Челночный способ. Основными преимуществами челночного способа прокладывания утка являются хороший внешний вид и высокое качество тканей.
Челночный способ прокладывания утка имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются:
1. Незначительная длина нити на уточной паковке. Это требует дополнительного штата вспомогательных рабочих – заряжальщиц.
2. Небольшая скорость прокладывания утка (12–18 м/с).
3. Периодичность введения уточной нити в зев.
4. Неустойчивость движения челнока при его свободном полете в зеве.
5. Значительный расход энергии на разгон челнока и необходимость
гашения остаточной энергии челнока.
Прокладывание утка малогабаритным прокладчиком. Этот способ
имеет следующие преимущества:
1.. Малые масса до 40 г и размеры до 90 × 14 × 6 мм микропрокладчика.
2. Устойчивость движения прокладчика на всем пути его перемещения.
3. Снижены затраты энергии на прокидку прокладчика.
4. Практически неограниченный запас уточной пряжи на станке (за
рубежом используются бобины массой до 5 кг).
5. Скорость движения прокладчика достигает 23–25 м/с и не зависит
от частоты вращения главного вала.
К недостаткам этого способа следует отнести следующие:
1. Прерывность введения уточной нити в зев.
2. Сложность конструкции отдельных механизмов увеличивает стоимость станка.
3. Повышенный расход утка за счет концов, заправляемых в кромку
ткани.
Рапирный способ. Этот способ имеет следующие преимущества:
1. Меньшая стоимость станка по сравнению с ткацкими станками с
малогабаритными прокладчиками.
7
2. Меньший уровень шума и вибрации по сравнению с челночным и
микрочелночным способами прокладывания.
3. Практически неограниченный запас утка.
4. Возможность использования утка различного вида (до 8 видов).
К недостаткам этого способа следует отнести небольшую производительность ткацкого станка.
Пневматический способ. Этот способ имеет следующие преимущества:
1. Отсутствие челнока или какого-либо иного прокладчика утка,
имеющего возвратно-поступательное движение.
2. Практически неограниченный запас утка.
3. Снижение шума в ткацких цехах.
4. Скорость перемещения нити в зеве может быть до 50 м/с.
Однако пневматический способ имеет и существенные недостатки:
1. Применение сжатого воздуха требует размещения в ткацких цехах
коммуникаций для подачи сжатого воздуха к станкам, а также установок
для подготовки и очистки воздуха.
2. Из-за неустойчивости движения уточной нити в конфузоре возможны недолеты нити до противоположного края.
3. За счет концов утка, находящихся за пределами кромки ткани,
увеличен расход уточной пряжи.
4. Сохраняется периодичность введения утка в зев.
5. Наблюдается повышенная запыленность воздуха в ткацком цехе.
Гидравлический способ. Гирдравлический способ имеет те же преимущества и недостатки, что и пневматический, но обеспечивает большую надежность прокладывания уточной нити. К дополнительным недостаткам этих станков можно отнести более ограниченную область их
применения: вследствие применения воды уток, основа и ткань имеют
высокую влажность, поэтому эти станки применяют для изготовления
тканей из синтетических нитей.
Пневморапирный способ. Пневморапирный способ прокладывания
утка имеет следующие преимущества:
1. Большая устойчивость движения уточной нити в канале рапиры
по сравнению с пневматическим способом прокладывания утка.
2.. Применение для перемещения нити сжатого воздуха, подаваемого
компрессором, установленным на станке, более низкого давления по
сравнению с пневматическим способом. Такое решение позволяет исключить установку коммуникаций для подачи воздуха к станкам.
3. Практически неограниченный запас утка на станке.
4. Скорость прокладывания утка до 18–20 м/с при частоте вращения
главного вала 400 мин-1.
К недостаткам этого способа можно отнести:
1. Прокладывание утка осуществляется двумя рапирами, возвратнопоступательное движение которых создает тяжелые динамические условия.
8
2. Сохраняется прерывный способ прокладывания утка.
3. Повышенный расход утка за счет использования закладной кромки.
4. Возможны недолеты утка, что снижает качество вырабатываемых
тканей.
1.3. Классификация механизмов введения уточной нити в зев
В зависимости от способа введения (прокладывания) уточной нити
в зев механизмы ввода утка можно подразделить на следующие группы
(рис. 1).
Механизмы прокладывания
уточной нити в зев
Пневморапирные
Гидравлические
Пневматические
Кривошипные
Кривошипные
Рапирные
Механизмы
верхнего
боя
Механизмы для перемещения
уточной нити
Кулачковые
Пружинные
Механизмы
среднего
боя
Кривошипные
Кулачковые
Механизмы
нижнего
боя
Боевые механизмы для
перемещения челноков
Рис. 1. Схема деления механизмов введения уточной нити в зев.
Механизмы первой группы – боевые механизмы – применяются на
челночных ткацких станках и станках с малым челноком – прокладчиком
утка. Боевые механизмы в определенный момент цикла работы станка
сообщают челноку необходимую скорость и направление для движения
через зев.
Наибольшее распространение получили кулачковые боевые механизмы среднего боя. Этими механизмами оснащено большинство автоматических челночных ткацких станков. Станки с малым челноком, не
несущим уточной паковки (станки типа СТБ), оснащены кулачковым
боевым механизмом оригинальной конструкции. Механизмы второй
группы – механизмы для движения уточной нити – применяются на
бесчелночных станках. Ниже приведено краткое описание устройства,
работы и наладки механизмов введения уточной нити в зев основных
типов.
9
1.4. Лабораторная работа № 12
Введение уточной нити в зев на ткацких станках
различных конструкций
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться (под руководством преподавателя) с различными
способами введения уточной нити в зев на ткацких станках, имеющихся в
лаборатории института.
Указать преимущества, недостатки, область применения и перспективность каждого способа, а также на ассортиментные возможности
станков, работающих на различных принципах введения утка в зев.
2. Изучить устройство и работу следующих механизмов введения
уточной нити в зев:
а) боевых механизмов на ткацких станках типа AT, СТБ и т. д.;
б) механизмов отмеривания и введения утка в зев на пневматическом
и гидравлическом станках;
в) механизмов подачи и введения утка на пневморапирном станке.
Указать способы регулирования параметров процесса введения утка
в зев (начала боя, силы боя, длины отмериваемой уточной нити).
3. Получить цикловые (круговые) диаграммы работы боевых механизмов на станках типа AT и механизмов введения уточной нити на
пневморапирном станке. На диаграммах отметить начало и конец перемещения погонялки на станке типа AT и перемещения рапир и компенсатора на пневморапирном станке.
4. Расчетным путем определить среднюю скорость движения челнока, прокладчика и рапир в зеве. Необходимые к расчету данные получить
непосредственным замером их на станке.
5. Получить кривую изменения натяжения уточной нити при введении ее в зев. Для записи кривой натяжения использовать тот или иной
тип преобразователей (датчиков), имеющихся в ткацкой лаборатории
института. Описать характер изменения натяжения уточной нити, определить величину натяжения в различные периоды введения утка.
Приборы и оборудование: ткацкие станки с различными способами
прокладывания, прибор для записи натяжения уточной нити при введении ее в зев, линейки с миллиметровыми делениями.
Основные сведения
1.4.1. Прокладывание утка на челночных ткацких станках
Скорость перемещения уточной нити в зеве зависит от ширины
станка – длины пути движения прокладчика утка и времени, отводимого
на процесс прокладывания утка в цикле работы станка. Так как каждый
способ введения утка в зев имеет предельные значения скорости, то при
10
увеличении заправочной ширины станка необходимо увеличивать время
прокладывания уточной нити в зеве за счет снижения частоты вращения
главного вала. Новые способы введения уточной нити в зев позволили
значительно повысить скорость работы станка и его производительность
по сравнению с челночными станками той же заправочной ширины.
На челночных ткацких станках и станках с прокладчиками утка других типов определяют скорость движения челнока или прокладчика утка
в зеве, а на пневматических, гидравлических и пневморапирных станках
– скорость прокладывания уточной нити. Скорость прокладывания уточной нити в зеве можно определить как расчетным, так и опытным путем.
Несмотря на бурное внедрение бесчелночных ткацких станков, в мире используется еще большое количество челночных ткацких станков.
Это объясняется невысокой ценой на эти станки, возможностью вырабатывать на них самый разнообразный ассортимент и получать высококачественные ткани. Ткани, изготовленные на челночных ткацких станках,
имеют прочные кромки, хороший внешний вид. В процессе работы ткацкого станка челнок совершает сложное движение: относительное поступательное вдоль батана и переносное качательное вместе с батаном. Траектория движения какой-либо точки челнока представляет собой кривую
линию на цилиндрической поверхности. На рис. 2 представлен график
изменения относительной скорости челнока.
Рис. 2. Изменение относительной скорости челнока
В точке А челнок неподвижен в челночной коробке (VA = 0), в точке
В челнок отрывается от гонка (VB = Vmax) и до точки С происходит начало
торможения челнока (Vc< VB), точка D соответствует концу торможения
челнока (VD = 0).
Устройство челнока. Конструкция и размеры челнока зависят от
вида перерабатываемой нити, формы уточной паковки, конструкции
ткацкого станка, обусловливающей способ смены уточной паковки, и
характера перемещения челнока в зеве.
К челноку предъявляют следующие требования:
11
– прочность его должна быть достаточной, так как он работает в
сложных динамических условиях;
– размеры должны быть такими, чтобы в челноке размещалось максимально возможное количество утка, так как это повышает производительность труда и оборудования и сокращает отходы;
– в челноке должно быть приспособление, создающее определенное
натяжение уточной нити в процессе прокладывания;
– поверхность челнока должна быть хорошо обработана, в противном случае повысится обрывность основных и уточных нитей в процессе
ткачества.
Общее натяжение уточной нити при выходе из прорези челнока
складывается из натяжения, образующегося от баллонирования нити при
сматывании с початка, натяжения от трения нити о вклеенный мех или
щетину, детали и стенки прорези челнока.
Условия прокладывания. Считают, что силы сопротивления при движении челнока постоянны, а движение челнока в зеве равнозамедленное.
Если бы скорость челнока была необходима только для преодоления сил
сопротивления при свободном движении, то ее можно было бы значительно уменьшить. В этом случае изменение скорости можно было бы
осуществить так, как показано на рис. 2 пунктирной линией, т. е. с меньшими затратами энергии на движение челнока. Однако в действительности наибольшая скорость челнока определяется не силами сопротивления
его движения, а возможной продолжительностью движения в зеве, которое определяется частотой вращения главного вала, условиями движения
батана, процессом зевообразования и действием других механизмов.
В связи с переносным движением батана челнок можно направлять в
зев только тогда, когда силы инерции прижимают его к берду. Среднюю
скорость свободного движения челнока через зев можно определить по
формуле
S
VСР  ,
t
где S – длина пути свободного движения челнока в зеве, м; t – время
движения челнока в зеве, с.
 60  , S  L  l ,
t
360n

Б
6n
Ч
где а – угол поворота главного вала, соответствующий времени движения челнока в зеве, град; п – частота вращения главного вала, мин-1; LБ
– ширина проборки нити в бердо, м; lЧ – длина челнока, м.
В то же время
v  v2  ,
v  1
ср
2
12
где v1 – скорость челнока в начале свободного движения через зев, м/с;
v2 – скорость челнока в конце свободного движения через зев, м/с.
v2  v1  at ,
где а – абсолютная величина ускорения челнока, м/с2.
Кроме того,
v 2  2v ср  v1 
12nS
 v1 .

Решая совместно два последних уравнения, получим
6 Sn a .
v1 

 12n
При экспериментальном исследовании движения челнока на ткацком
станке АТ-100, работающем с частотой вращения главного вала 200
об/мин, с помощью скоростной киносъемки были получены следующие
данные (табл. 1):
Таблица 1
Периоды прокладывания
Период разгона челнока в челночной коробке
Период свободного полета челнока
Период торможения челнока в челночной коробке
Период покоя челнока в челночной коробке
град
47
124
25
164
с
0,038
0,102
0,02
0,135
Из приведенных данных видно, что челнок перемещается на ткацком
станке со значительной скоростью, а продолжительность его перемещения очень мала (0,102 с), что при значительной массе челнока создает
весьма напряженные условия работы механизма сообщающего движение
челноку (боевого механизма).
Натяжение уточной нити на челночном ткацком станке
Натяжение уточной нити, проложенной в зев, является таким же
важным параметром формирования ткани, как и натяжение основы. При
челночном способе прокладывания уточной нити в зев ее натяжение удается регулировать лишь в незначительных пределах. На ткацких станках
новых конструкций, особенно на станках типа СТБ, а также на многозевных ткацких машинах натяжение нити утка, проложенной в зев,
можно изменять в широких пределах.
Очень важно обеспечить постоянство натяжения уточной нити за
период срабатывания уточной паковки. При челночном способе прокладывания утка невозможно удовлетворить это требование, так как натяжение уточной нити на выходе из челнока зависит от положения точки сматывания нити по длине шпули. Исследования показали, что натяжение
уточной нити по мере ее сматывания со шпули возрастает. Так, при сматывании со шпули уточной пряжи линейной плотности 71,4 текс со скоростью 13,1 м/с натяжение нити возрастает в три раза при смещении точки
сматывания по длине шпули с 25 до 130 мм, а при сматывании пряжи ли13
нейной плотности 15,4 текс с той же скоростью натяжение нити возрастает
в 2,8 раза при смещении точки сматывания на ту же величину. С изменением скорости сматывания нити натяжение ее также будет изменяться.
При изучении колебаний натяжения уточной нити следует выделить
две его величины: натяжение уточной нити на выходе из челнока при его
перемещении в зеве и натяжение уточной нити в момент ее зажима нитями основы. Первая величина характеризует условия сматывания уточной
нити с паковки и напряжения, возникающие в ней при прокладывании ее
в зев, вторая величина – условия формирования ткани и фазу ее строения.
Для определения величины и характера колебания натяжения уточной нити используют различные приборы:
– приборы для определения натяжения уточной нити на выходе из
челнока и при неподвижном челноке;
– приборы для определения натяжения нити, проложенной в зеве.
На рис. 3 представлена кривая изменения натяжения утка за один
оборот главного вала. На этой кривой можно выделить характерные периоды: разгон челнока (I); свободный полет челнока в зеве (II); торможение челнока (III). Остальное время челнок находится в челночной коробке.
Натяжение уточной нити может оказать влияние на правильность
полета челнока в зеве. При выработке тканей из толстых нитей и особенно при мгновенном закреплении такой нити, из-за наличия дефектов на
ней, натяжение утка значительно возрастает, и челнок может отклониться
от нормальной траектории полета и даже вылететь из зева. Если натяжение нити утка больше временного сопротивления нити разрыву, она оборвется. Натяжение тонких нитей утка сравнительно невелико, поэтому
оно и не оказывает существенного влияния на полет челнока.
На рис. 4 представлены схемы действия сил натяжения уточной нити
и тяжести челнока.
Рис. 3. Кривая изменения
натяжения уточной нити
Рис. 4. Схемы действия сил натяжения
уточной нити и тяжести челнока
Силу F можно разложить на две составляющие:
Fx = Fcosa, Fy = Fsma.
Сила Fx вызывает дополнительное сопротивление движению в зеве,
сила Fy может отклонять передний или задний конец челнока.
14
Движение челнока в зеве является очень сложным и в самом принципе его движения заложены возможности отклонения от линии полета.
Правильность разгона челнока при этом имеет большое значение. Челнок
разгоняется от действия гонка. Он должен входить в зев с максимальной
скоростью, которая определяется в зависимости от величины пути и сопротивления его движению. При условии равноускоренного движения
гонка в момент разгона путь челнока определится уравнением
v v
S1  0 1 t1 ,
2
где v0 – начальная скорость движения челнока при разгоне, м/с; v1 –
конечная скорость движения челнока при разгоне, м/с; t1 – время разгона
челнока, с.
Время разгона челнока
 ,
t1 
Gn
где β – угол поворота главного вала станка во время разгона, град;
G – сила тяжести челнока с уточной паковкой, н; n – частота вращения
главного вала, мин-1;
G  mg ,
где m – масса челнока с уточной паковкой, кг; g – ускорение свободного падения, g = 9,81м/с2.
Величина пути S1 характеризует силу боя, которая зависит от частоты вращения главного вала.
Разгон челнока на ткацких станках осуществляют боевые механизмы. По расположению деталей на станке боевые механизмы подразделяются на механизмы нижнего, среднего и верхнего боя. По очередности
боя они подразделяются на механизмы последовательного и произвольного боя, по принципу действия – на кулачковые, кривошипные, пружинные
и пневматические.
Разгон челнока и боевые механизмы
Как отмечалось выше, в относительном движении челнока различают три периода: разгон челнока, свободное движение через зев и торможение. Общая продолжительность движения челнока складывается также
из трех составляющих: времени разгона, времени свободного движения и
времени торможения.
Боевые механизмы сообщают челноку необходимую скорость и
направление для движения через зев. Во время разгона на челнок действует деталь боевого механизма – гонок. Чтобы гонки не повреждали
полированных поверхностей мысков, их изготовляют из прессованной
кожи или из текстильного материала. Направление движения челнока в
период разгона определяется направляющими плоскостями стенок челночной коробки, чугунным склизом и направлением движения гонка.
15
Как уже отмечалось выше, задняя стенка челночной коробки и металлический склиз имеют небольшой наклон, благодаря которому гарантируется прижим челнока к берду и деревянному склизу бруса батана.
Чтобы гонок действовал на челнок точно вдоль оси, в гонке обычно делают коническую лунку. Центр лунки должен быть на одном уровне с
центром мыска или не сколько выше. В последнем случае обеспечивается
увеличение прижима к склизу передней части челнока. Если лунка ниже
центра мыска, гонок будет приподнимать переднюю часть челнока. Прямолинейное движение центра лунки гонка, параллельное плоскости чугунного склиза, обеспечивается конструкцией боевого механизма.
Закономерность движения гонка определяется сложным взаимодействием кинематики боевого механизма и динамики процесса разгона челнока. Для статических условий характер движения гонка вполне определяется кинематикой боевого механизма. При работе же ткацкого станка в
момент разгона челнока возникают значительные силы сопротивления:
сила трения челнока о стенки челночной коробки, силы инерции челнока
и звеньев боевого механизма. Под действием сил сопротивления происходит значительная деформация звеньев боевого механизма.
Вследствие этого перемещение челнока в динамических условиях
имеет совершенно другие закономерности, чем в статических условиях.
Кроме того, кинематика боевого механизма изменяется вследствие износа звеньев и искажается во многих случаях при регулировке. Таким образом, разгон челнока представляет сложный динамический процесс, и регулирование его производится опытным путем. При регулировании процесса разгона челнока устанавливают начало движения челнока и силу
боя. Под силой боя понимается величина скорости, сообщаемой челноку
в период разгона. Но на практике сила боя характеризуется величиной
перемещения гонка в период разгона челнока. С увеличением величины
перемещения гонка сила боя возрастает. Однако прямой пропорциональности между величиной перемещения и скоростью челнока нет. Оба параметра боя (начало и сила) устанавливаются в статических условиях.
У станков различных конструкций время разгона челнока соответствует
10–30° оборота главного вала. Начальная скорость свободного движения
челнока равна 9–16 м/сек и зависит от числа оборотов главного вала и
ширины ткацкого станка.
На ткацких станках применяются боевые механизмы различных конструкций. По принципу действия боевые механизмы бывают кулачковые
(эксцентриковые), кривошипные, пружинные, пневматические. Наиболее
широко применяются кулачковые боевые механизмы. В различных конструкциях этих механизмов кулачок используется как ведущий орган и
как ведомый.
По расположению деталей на станке боевые механизмы разделяются
на три вида, нижнего боя, среднего боя и верхнего боя.
16
При выработке тканей на станках с многочелночными механизмами
в отдельных случаях возникает необходимость производить бой не поочередно с каждой стороны, а в более сложной последовательности. В
боевых механизмах отдельных конструкций имеются приспособления, с
помощью которых можно устанавливать более сложную очередность
боя. По очередности боя боевые механизмы разделяются на механизмы
последовательного боя и механизмы произвольного боя.
Механизм нижнего боя
Боевой механизм (рис. 5) ткацкого ворсового станка относится к механизмам нижнего боя. Особенность его заключается в том, что горка 1
свободно помещена на полозках 2, закрепленных на горизонтальном деревянном рычаге – вальке 3 и имеющих с левой стороны выступ. При
нормальной работе станка боевой каточек 4 прижимает горку 1 к выступу
полозков 2 и отклоняет валек 3 для прокидки челнока. Но при обратном
ходе станка во время искания раза каточек нажимает на горку, отклоняет
ее в сторону от выступа и проходит мимо, не отжимая валька, отчего
челноки остаются в покое. В рабочее положение горка возвращается
пружиной 5.
Рис. 5. Боевой механизм нижнего боя ткацкого станка ТВ-160-ШЛ2
Движение валька 3 через ременный хомут 6, укрепленный в башмаке
погонялки 7, передается последней и через нее – обоим челнокам. После
боя погонялку возвращает в исходное положение оттяжная пружина 8;
встречу челнока осуществляет ремень 9, а буфером служит свернутый
спиральный ремень 10.
Несмотря на то, что механизм действует по принципу нижнего боя,
наличие ременного хомута сообщает плавность началу движения челноков.
17
Силу боя регулируют главным образом изменением длины хомута 6,
начало боя – перестановкой боевого каточка в прорези кривошипа 11,
укрепленного на среднем валу 12. Для нормальной работы механизма
боевая горка должна быть установлена так, чтобы отвес, опущенный со
среднего вала в сторону батана, попадал на центр выступа горки. Начало
боя должно происходить при нижнем положении колена главного вала.
Механизм среднего боя
Рассмотрим боевой механизм станка АТ-100-5М, это кулачковый
боевой механизм среднего боя (рис. 6).
На среднем валу 1 закреплен боевой кулачок 2, к котором прижимается боевой каточек 3, вращающийся на оси, прикрепленной к веретену 4.
К приливу веретена прикреплено стремя 14, с проушиной которого соединен короткий хомут 13. К хомуту прикреплен один конец деревянного
бруса 12, а другой его конец соединен с длинным хомутом 9, надетым на
погонялку 8. Хомут удерживается на погонялке планками 10. Нижний
конец погонялки вставлен в прорезь башмака 11, который обеспечивает прямолинейное движение
челнока во время его разгона. К
верхнему концу погонялки шурупом прикреплен гонок 6. Начало
боя регулируют повертыванием
боевого кулачка на валу. Силу боя
регулируют следующими способами: перемещая стремя на веретене, перемещая планку 10 на погонялке, изменяя зазор между хомутом и погонялкой. После полета
через зев челнок тормозится клапанами челночных коробок и кожаными петлями 7, имеющимися
на каждой стороне станка и соедиРис. 6. Механизм среднего боя ткацкого
ненными с подбатанным ремнем 5.
станка АТ-100-5М
Начало боя зависит от строения вырабатываемой ткани. В момент
начала боя колена главного вала не должны доходить до нижнего положения на 10–15°. Для получения более раннего боя боевой кулачок повертывают в сторону вращения среднего вала, а для получения позднего боя
кулачок повертывают в противоположную сторону.
Перемещение гонка характеризует силу боя, которая обеспечивает
необходимую скорость движения челнока через зев.
18
Скорость должна быть такой, чтобы челнок успел пролететь через
зев, до того как нити основы при закрытии зева начнут препятствовать
его перемещению, и своевременно влететь в противоположную коробку,
отжать клапан и поднять упорные языки замочного механизма.
Необходимо устанавливать на станке небольшую силу боя, (так как
в этом случае детали боевого механизма меньше изнашиваются и не требуется частая наладка механизма. При чрезмерной силе боя приходится
усиливать торможение челнока в коробке, что приводит к быстрому износу челнока и звеньев боевого механизма.
Перемещение гонка без учета приведенной деформации
 xl
l
S1   2  y  3 ,
 l1
 l4
где х – вертикальное отклонение центра касания ролика под действием мыска кулачка; l1 – длина рычага боевого ролика; l2 – длина рычага; у – холостой ход хомутика; l3 – длина погонялки от основания башмака до линии центра отверстия гонка; l4 – длина погонялки от основания
башмака до середины хомута.
Кулачковый боевой механизм произвольного боя
Рассмотрим боевой механизм произвольного боя, который установлен на ткацком станке фирмы «Текстима» (рис. 7).
В отличие от рассмотренного выше механизма кулачок располагается на главном валу и обслуживает обе стороны
ткацкого станка. К поверхности кулачка
прилегает ролик, ось вращения которого
закреплена на коромысле. Коромысло
тягой 1 шарнирно соединено с плечом 2
боевого сектора 3.
Рис. 7. Боевой механизм
Сектор вращается на оси 4, на которой свопроизвольного боя
бодно сидит фигурный рычаг 5. Фигурный рычаг имеет собачку 6 и соединен хомутом 7 с погонялкой 8. Такое же устройство имеется на другой стороне станка. Боевые сектора шарнирно соединены тягой 9.
При возникновении каких-либо сопротивлений, ограничивающих
перемещение погонялки, неизбежны поломки ее и других деталей боевого механизма, поэтому в конструкции боевого механизма предусмотрены
шарнирные соединения. Например, ось вращения погонялки помещена в
кулисе и удерживается пружиной, соединяющей ее с осью погонялки.
Регулирование начала и силы боя осуществляется так же и в боевом
механизме среднего боя.
Кулачковые боевые механизмы отличаются прочностью конструкции и возможностью создания достаточно большой силы боя. Боевой
19
механизм произвольного боя устанавливается на многочелночных ткацких станках. Здесь осуществляется произвольное движение челноков, т. е.
прокладывание несколькими челноками уточных нитей различного цвета
или качества с четным или нечетным количеством прокидок. При этом
челноки могут прокидываться не только поочередно, то из правой, левой
челночных коробок, но и несколько раз подряд из челночной коробки с
одной стороны станка. При использовании таких механизмов можно получить практически любой манёвр цвета уточных нитей в ткани.
1.4.2. Ткацкие станки с бесчелночным способом
прокладывания уточной нити в зев
Прокладывание утка малогабаритными микропрокладчиками
Принцип прокладывания уточной нити на ткацких станка типа СТБ
отличается от принципа прокладывания утка на челночных ткацких станках. На ткацких станках типа СТБ в прокладывании утка участвует несколько механизмов, которые можно разделить на две группы в зависимости от места их расположения.
В уточной боевой коробке размещены следующие механизмы: в заднем ее отсеке – боевой механизм, подъемник прокладчиков утка, раскрыватель пружины прокладчиков утка, раскрыватель пружины возвратчика
утка; в верхнем переднем отсеке – механизм передачи движения возвратчику, левые ножницы и центрирующее устройство, левый уточный контролер.
В приемной коробке – механизмы торможения прокладчиков утка,
возврата прокладчиков утка, раскрыватель пружины прокладчиков утка,
правый уточный контролер, контролер посадки прокладчиков утка,
укладчик прокладчиков утка на конвейер. К механизмам, участвующим в
прокладывании утка, относятся также масляный насос-пульверизатор;
конвейер обратной подачи прокладчиков утка; бобинодержатель, тормоз
и компенсатор уточной нити; механизм смены цвета утка; накопитель
уточной нити (на тех станках, где это необходимо).
Схема прокладывания утка. На ткацких станках типа СТБ прокладывание уточной нити осуществляется малогабаритными прокладчиками
с неподвижных бобин крестовой намотки, расположенных с левой стороны станка. Прокладчики утка (рис. 8) представляют собой стальную пластину с захватом для уточной нити. Корпус прокладчика утка полый,
имеющий в сечении форму неравносторонней восьмигранной призмы.
Конусообразный мысок прокладчика улучшает условия полета прокладчика по направляющей гребенке. Внутри корпуса с помощью заклепок
закреплена стальная пружина, оканчивающаяся в задней части губками
для захвата и удержания уточной нити. Для открывания губок пружины в
отверстие прокладчика, при нахождении его в боевой коробке, входят
пружина возвратчика утка и зуб раскрывателя пружины для передачи
20
нити прокладчику. В приемной коробке зуб раскрывает пружину освобождения нити и передачи ее нитеуловителю.
Рис. 8. Вид прокладчика утка ткацкого станка типа СТБ
Прокладывание утка на станках с малогабаритными прокладчиками
осуществляется следующим образом (рис. 9). Уточная нить с бобины 1
проходит через глазок 2, нитенакопитель 3, глазок 4, уточный тормоз 5,
направляющий глазок 6, глаз компенсатора 7, направляющий глазок 8 и
удерживается губками возвратчика утка 9. После передачи уточной нити
от возвратчика к прокладчику утка 10 она прокладывается в зеве. Центрирующее устройство 11 располагает уточную нить по центру по отношению к возвратчику утка. Улавливатели (зажимы) 12 подходят к кромкам каждого полотна и зажимают выходящие из кромок кончики утка.
Ножницы 13 служат для отрезания нити. Иногда между бобиной и нитенакопителем устанавливается дополнительный натяжной прибор.
Рис. 9. Схема прокладывания утка на станке СТБ
Введение нитей утка в зев осуществляется малогабаритным прокладчиком утка следующих размеров: длина 90 мм, ширина – 14 мм, высота – 6
мм и масса – 40 г.
Корпус 1 прокладчика (рис. 10)
утка представляет собой сваренную из двух половинок или цельнотянутую сплюснутую трубку с
приваренным мыском, имеющую
в сечении форму неравносторонней восьмигранной призмы.
Передний конец корпуса – мысок 6 – выполнен в виде закругленного конуса.
Рис. 10. Прокладчик утка
Внутри корпуса заклепками 7 прикреплена плоская пружина 2, заканчивающаяся захватами 5 в виде двух губок.
21
Для открывания захватов пружины в определенный момент (согласно цикловой диаграмме) в корпусе прокладчика утка имеются вырез 4, в
который входит раскрыватель пружины прокладчиков утка приемной
коробки, и отверстие 3, в которое входит раскрыватель пружины прокладчиков утка уточной боевой коробки.
Сила сжатия губок захватов прокладчиков зависит от вида и линейной плотности перерабатываемой пряжи.
Условия прокладывания. Боевой механизм ткацких станков типа СТБ
по конструкции и материалу, из которого он изготовлен, существенно
отличается от боевых механизмов челночных станков. Разгон челнока –
прокладчика утка осуществляется за счет упругого момента закрученного
торсионного вала. Величина угла закручивания этого вала определяет
силу боя. Детали боевого механизма изготовлены из легированной стали,
что обеспечивает его долговечную и четкую работу.
Боевые кулачки на узких и широких станках типа СТБ одинаковы.
Увеличение продолжительности пролета прокладчика утка на широких
станках на 400 объясняется заправочной шириной станка и обеспечивается смещением начала боя. Скорость движения челнока - прокладчика
утка на узких и широких станках примерно одинакова.
Периоды работы боевых механизмов ткацких станков типа СТБ приведены в табл. 2.
Таблица 2
Марка
станка
СТБ-2175
СТБ-216
СТБ-2216
СТБ-2330
СТБ-4330
Закручивание торсионного
вала, град
Начало
боя,
град
Прилет
прокладчика
утка
в приемную
коробку, не
позже, град
Период
пролета
прокладчика
утка через зев,
град
Начало
работы
Конец
работы
Период
работы
161
71
270
140+3
295
155
126
36
270
105+3
300
195
Скорость, необходимая для пролёта челнока через зев сообщается
боевым механизмом, работа которого основана на использовании потенциальной энергии закрученного валика. Схема боевого механизма станка
фирмы «Зульцер» не отличается от конструкции боевого механизма
ткацкого станка типа СТБ.
Торсионный валик в зависимости от угла закручивания и его упругих
свойств через соответствующие рычаги сообщает движение прокладчику утка,
22
уравнение движения которого с достаточной степенью приближения можно
представить в виде
l
1 2
Fy  T  Q dt ,
m 0
где v1 – начальная скорость прокладчика утка при свободном полете, м/с;
v2 – конечная скорость прокладчика утка при свободном полете, м/с; Fy –
натяжение прокладываемой уточной нити, Н; Т – приведенная сила трения прокладчика утка о направляющие зубья канала, Н; Q – сила лобового
сопротивления воздуха при движении прокладчика утка в зеве, Н.
Приняв движение прокладчика равнозамедленным, а действующие силы в
процессе прокладывания утка постоянными, получим:
v2  v1 
v1  v2 
1
Fy  T  Q  t 2 ,
m
где t2 – время свободного полета прокладчика утка, с.
Боевой механизм дает прокладчику утка максимальную скорость при полете в зеве. Эта скорость при прокладывании уменьшается за счет действия вышеперечисленных сил.
Сила лобового сопротивления воздуха может быть определена по формуле
Q  Wsv 2 ср p ,
где W – коэффициент лобового сопротивления воздуха; S – лобовая
площадь прокладчика утка, м2; vср – средняя скорость прокладчика утка
про свободном полете, м/с; р – плотность воздуха, кг/м3.
Расчеты показывают, что сила сопротивления воздуха составляет несколько сантиньютонов.
Прокладчик утка за период движения через зев испытывает трение о
направляющие зубья. Приведенная сила трения прокладчика может быть
определена по формуле
T  f пр G  P  ,
где fпр – приведенный коэффициент трения прокладчика утка о
направляющие зубья канала; G – масса прокладчика утка, кг; Р – нормальная составляющая силы инерции прокладчика утка, Н.
Расчеты показывают, что и эта сила небольшая, поэтому на замедление
прокладчика в зеве в наибольшей степени влияет натяжение утка.
Натяжение уточной нити на ткацком станке типа СТБ
Нить утка на ткацком станке типа СТБ подвергается различным
нагрузкам, переменным по величине, направлению и времени воздействия. Суммарная растягивающая сила находится в многофакторной зависимости от кинематических параметров движения нити, ее длины, поперечных геометрических размеров, состава и структуры, предваритель23
натяжение, сН
ного натяжения на паковке, угла обхвата направляющих элементов, коэффициента трения скольжения между нитью и нитенаправителями и т.
д.
Кривая натяжения утка показана на рис. 11.
Кривая натяжения характеризуется наличием шести характерных
участков:
1 – начинается с момента разгона прокладчика утка (примерно
105°), заканчивается после того, как прокладчик получит максимальную
скорость и, пролетая в зеве, полностью выберет "слабину" уточной нити;
2 – начинается с момента начала сматывания нити с бобины и продолжается до момента начала торможения утка лапкой механизма уточного тормоза;
3 – соответствует периоду действия уточного тормоза во время прокладывания утка и продолжается до момента влета прокладчика в приемную коробку;
4 – соответствует процессу торможения прокладчика в приемной
коробке и продолжается до начала возврата прокладчика;
5 – характеризуется наличием участка постоянного натяжения, продолжается до момента захвата отцентрированной уточной нити губками
возвратчика;
6 – продолжается до отвода конца нити возвратчиком утка в исходное положение для передачи ее прокладчику.
угол поворота главного вала, град
Рис. 11. Кривая натяжения утка на ткацком станке типа СТБ
При своем движении в зев нить утка огибает ряд направляющих
глазков, в результате чего ее натяжение Fн на едущем конце увеличивается. Это натяжение можно определить по формуле Е. Д. Ефремова:
Fн  F0  v 2  a   e  f d  e f  v 2 ,
где μ – масса единицы длины нити, кг/м; v – скорость движения нити,
м/с; a – ускорения движения нити, м/с2; ρ – радиус нитепроводника, м;
f – приведенный коэффициент трения нити о направляющие поверхности;
ψ – суммарный угол обхвата нитью направляющих, рад; Fo – натяжение
нити до направляющих, Н.


24
Если принять, что поверхность соприкосновения глазков с нитью
имеет вид цилиндра с радиусом R = 2 мм, можно упростить формулу:
Fн  v 2  Fo  v 2 e f  aR / f e f  1 .
Натяжение утка на ведомом конце нити создается сопротивлением
сматыванию.
Во время сматывания нити с паковки вокруг последней образуется
вращающийся баллон нити. Для оценки максимального натяжения нити в
баллоне Fб, которое возникает в вершине баллона, воспользуемся формулой Н. П. Исакова:
v 2
Fб  F1  н ,




2
где F1 – натяжение нити в точке отделения ее от бобины, Н;  н = ωRб
– линейная скорость сматывания нити, м/с;
1 sin 

v – угловая скорость вращения баллона;
Rб 1  cos 
где γ – угол элемента нити с образующей паковки, рад; ν – осевая скорость сматывания нити, м/с; Rб – радиус бобины в точке отрыва от нее нити, м.
Формула выведена при условии постоянства осевой скорости сматывания нити с неподвижной паковки.
 2 ,
F1  Fo ef   
1  cos 
где Fo – натяжение нити на участке первоначального равновесия нити на паковке, Н; f´– максимальный коэффициент трения сцепления нити
на паковке; ψ´– угол обхвата подвижного участка нити на паковке, рад.
Натяжение свободного сматывания сохраняется в нити до момента
воздействия на нее тормозной лапки, которая прижимает уток к гибкой
подпружиненной пластине.
Среднее натяжение нити утка в период действия уточного тормоза
равно
Fср  Fб  Fт   2 e f   2  Q ,


где Fт – сила трения в уточном тормозе, Н.
Сила трения в уточном тормозе зависит от величины коэффициентов
трения о поверхности пластины f1, лапки f2 и силы нормального давления
N пластины на нить (рис. 12)
25
Fт   f 1  f 2 N ,
f  f1  f 2 ,
l1 ,

N 4
L
Pпр
l2
где ∆ – прогиб ленты
тормоза, м; L – длина
пластины тормоза утка, м; l1 и l2 – длины
плеч рычагов в уточном тормозе, м.
Рис. 12. Схема уточного тормоза ткацкого станка типа СТБ
Сила предварительного натяжения пружины
Pпр  z  z 1  0  ,
где z – коэффициент жесткости пружины уточного тормоза (24
сН/мм); λ0 – величина предварительной затяжки пружины, м; λ1 = 2∆l1/L –
деформация пружины в период действия уточного тормоза, м.
На рис. 13 представлена осциллограмма натяжения утка на ткацком
станке типа СТБ при выработке ткани со средней плотностью по утку.
Период I начинается с момента
разгона прокладчика, а конец его
соответствует моменту получения
прокладчиком максимальной скорости при полете в зеве.
Период II соответствует прокладыванию утка в зеве, при этом
происходит сматывание нити с
бобины.
Рис. 13. Осциллограмма натяжения
уточной нити на ткацком станке типа
СТБ
Период III соответствует времени действия уточного тормоза при
полете прокладчика в зеве.
Период IV соответствует торможению прокладчика в приемной коробке, при этом возвратчик утка начинает движение в обратную сторону.
Период V соответствует действию тормоза и компенсатора, при этом
натяжение достигает определенной величины, которая необходима для
формирования ткани.
Период VI начинается в момент, когда отцентрированную уточную
нить захватывают губки возвратчика утка; в этот период происходит отвод конца уточины возвратчиком в исходное положение для передачи его
прокладчику.
26
На ткацких станках типа СТБ установлены компенсаторы утка, которые вытягивают излишнюю длину нити из зева и отпускают недостающую длину в зев в процессе прокладывания. Эти устройства необходимы для поддержания постоянных условий прокладывания нити. Работа
компенсатора в значительной степени определяет характер изменения
натяжения утка при прокладывании его в зеве. Основными величинами,
определяющими геометрические и кинематические характеристики компенсатора, являются относительное перемещение S0 и относительная скорость v0 нити утка (относительно перемещения и скорости компенсатора).
S 0  S H  S Г ; v0  v H  v Г ,
где Sн и vн – перемещение, м, и скорость нити утка, м/с, равные соответственно перемещению и скорости прокладчика; SГ и vГ – перемещение
и скорость нити утка при подходе к глазку компенсатора.
Для оптимальной работы компенсатора необходимо, чтобы его угловая скорость и относительное перемещение стремились к нулю.
Боевой механизм ткацкого станка типа СТБ
Рассмотрим работу устройств, обеспечивающих прокладывание утка
на бесчелночных станках. При прокладывании утка принято выделять
десять периодов (рис. 14).
Период I. Прокладчик с раскрытыми зажимами направляется к возвратчику утка, который держит кончик нити. Тормоз зажимает нить, а
компенсатор находится в верхнем положении.
Период II. Прокладчик поступает на линию полета и боя, его зажимы
раскрыты и располагаются за зажимами возвратчика утка, который еще
держит нить.
Период III. Зажимы возвратчика утка открываются, а зажимы прокладчика закрываются, нить передается прокладчику, который подготовлен
к полету. Тормоз утка начинает открываться, компенсатор – опускаться.
27
Рис. 14. Основные периоды прокладывания уточной нити на ткацком станке типа СТБ
Период IV. Происходит бой, в результате которого прокладчик с зажатой уточной нитью, сматывающейся с бобины, пролетает через зев в
приемную коробку. Тормоз утка полностью раскрыт, компенсатор опущен.
Период V. Для уменьшения кончика уточной нити, выступающего за
край ткани справа, прокладчик немного перемещается назад к правой
кромке ткани. Тормоз утка закрывается, а компенсатор поднимается и
удаляет из зева избыточную длину нити, образовавшуюся при возврате
прокладчика к кромке. Возвратчик утка подошел к кромке ткани, зажимы
его начинают закрываться.
Период VI. Центрирующее устройство, находящееся около левой
кромки, подходит к уточной нити и располагает ее по центру зажимов возвратчика утка, которые затем закрываются и захватывают нить. К кромкам
каждого полотна подходят нитедержатели и зажимают выступающие из
кромки кончики утка.
Период VII. Раскрытые ножницы подходят к уточной нити, прокладчик, находящийся в приемной коробке, раскрывает зажимы и освобождает нить.
Период VIII. Уточная нить разрезается ножницами около боевой коробки и между полотнами. Подъемник поднимает очередной прокладчик
и перемещает его к боевой коробке, прокладчик в приемной коробке
начинает движение к транспортеру.
28
Период IX. Возвратчик утка перемещается влево, компенсатор поднимается и выбирает излишек нити, бердо и нитедержатели перемещаются к опушке ткани, уточная нить прибивается к опушке ткани; ножницы к
этому времени отходят в исходное положение.
Период X. Возвратчик утка отходит в крайнее левое положение,
компенсатор заканчивает выбирать нить и приходит в крайнее верхнее
положение. Концы уточной нити от нитедержателей переходят к иглам
кромкообразователей и закладываются в зев. С учетом десяти периодов
осуществляют наладку этих устройств. Причем при выработке различного ассортимента тканей наладка будет различной.
Боевой механизм ткацкого станка типа СТБ предназначен для обеспечения прокладывания прокладчика утка через зев на всю заправочную
ширину станка. Направление движения прокладчиков утка в период разгона определяется направляющей уточной боевой коробки и каналом
направляющей гребенки батана. Начальная скорость прокладчиков утка
не зависит от скорости станка и определяется потенциальной энергией
закрученного торсионного вала.
Боевой механизм имеет следующее устройство (рис. 15,а). На поперечном валу 2 к трехпазовому эксцентрику жестко прикреплен двумя
болтами боевой кулачок 1, который вместе с валом вращается по часовой
стрелке. На неподвижной оси 19 свободно качается трехплечий рычаг 18,
состоящий из соединенных между собой двух параллельных пластин.
Между этими пластинами на оси 21 вращается ролик 20, который
соприкасается с кулачком 1. Верхнее плечо трехплечего рычага 18 через
шарнирное звено 17 соединено с проушинами 16 полого вала 15. На конце этого вала зажимными болтами 3 закреплена погонялка 4. Верхний
конец погонялки серьгой 5 соединен с гонком 7, который перемещается
по направляющей уточно-боевой коробки и выступом 8 пробрасывает
прокладчик утка 6 через зев.
Внутри полого вала 15 помещен торсионный вал 14, один конец которого шлицами соединен со шлицами полого вала, а другой – тоже шлицами связан с заводной муфтой 10, прикрепленной к кожуху 13 болтом 11.
Кожух крепится к уточной боевой коробке тремя болтами 29 (рис. 15,б).
В прилив кожуха ввернут нажимной болт 12 (см. рис. 15,а), который
при завертывании может давить на палец 9, закрепленный в муфте 10. На
другом приливе кожуха 13 двумя болтами 31 (см. рис. 15,б) закреплена
шкала 30 с градуировкой от 00 до 32°.
29
Рис. 15. Боевой механизм
На заводной муфте имеется риска, по которой можно определить
положение муфты относительно кожуха (относительно закручивания
торсионного вала).
В систему боевого механизма входит также амортизирующее
устройство в виде масляного тормоза, которое состоит из шатуна 26 (см.
рис. 15,а), шарнирно соединенного с нижним плечом трехплечего рычага
18, поршня 25, цилиндра 22, маслоотводных каналов и регулировочного
болта (иглы) 23. Все детали масляного тормоза расположены в корпусе
24, который шестью болтами крепится к корпусу боевой коробки.
30
Назначение масляного тормоза – погасить кинетическую энергию подвижных частей боевого механизма после отрыва прокладчика утка от гонка.
При вращении поперечного вала 2 по часовой стрелке кулачок 1 давит на ролик 20 трехплечего рычага 18 и поворачивает его. Верхний конец трехплечего рычага 18 давит на шарнирное звено 17, а последнее – на
проушины 16 полого вала 15, поворачивая его. Полый вал 15, жестко связанный через шлицы с торсионным валом, будет закручивать его, отчего
в последнем возникают силы упругости, так как другой конец торсионного вала неподвижно закреплен в заводной муфте 10. Погонялка 4, вращаясь вместе с полым валом против часовой стрелки, отводит гонок 7 в заднее, исходное для боя, положение. Поворот трехплечего рычага 18 и закручивание торсионного вала будут продолжаться до тех пор, пока оси
рычага, шарнирного звена и проушин полого вала не выйдут за мертвое положение, а ось ролика 20 не отклонится от этого положения на 0,1–0,2 мм.
При дальнейшем вращении кулачка 1 спусковые ролики 28, расположенные по обеим сторонам, коснутся среднего плеча рычага 18 и надавят на него. В результате этого рычаг повернется против часовой стрелки
и, как только он пройдет мертвое положение, начнется раскручивание
торсионного вала. В итоге полый вал 15 повернется вместе с погонялкой
по часовой стрелке, и гонок 7 своим выступом 8 пробросит прокладчик
утка через зев. После боя торсионный вал полностью раскручивается.
Торможение узлов боевого механизма в период боя осуществляется
следующим образом.
При повороте верхнего плеча трехплечего рычага против часовой
стрелки, нижнее его плечо движется по часовой стрелке, заставляя поршень 25 войти в цилиндр 22. При этом движении поршень резко затормозится, так как масло начнет выходить из цилиндра через кольцевой зазор
между поршнем и цилиндром и через кольцевой зазор в регулировочной
игле. Зазор между поршнем и цилиндром остается в процессе работы
постоянным, так как он определяется конструктивными размерами этих
деталей, а зазор в регулировочной игле может изменяться.
Сила боя, создаваемая торсионным валом, зависит от степени его закручивания. Угол закручивания торсионного вала, который может изменяться от 27 до 32°, определяет скорость прокладчика утка и зависит от
ширины заправки станка по берду и линейной плотности нити утка. Для
изменения угла закручивания торсионного вала необходимо произвести
следующее. Главный вал устанавливают повернутым на узких станках на
85°, на широких – на 50°, после чего совмещают нулевые отметки заводной муфты и шкалы. Ослабив болт 11, путем ввинчивания регулировочного болта 12, устанавливают торсионный вал на угол закручивания 30°
(излишняя заводка может привести к выходу из строя как торсионного
вала, так и других деталей станка) при угле поворота главного вала на
31
широких станках – 110°, на узких – 150°. После этого пускают станок в
работу и касаются пальцем тормоза щупа механизма контроля времени
прилета прокладчика утка в приемную коробку. Ощущение сильных ударов указывает на то, что прокладчик утка влетает в приемную коробку с
опозданием. Запоздание прокладчика утка может быть устранено путем
увеличения угла закручивания торсионного вала, а при максимальном
угле закручивания и правильной наладке всех механизмов, влияющих на
прокладывание уточной нити, – путем снижения частоты вращения главного вала станка. Если на щупе приемной коробки не ощущается никаких
ударов, значит, прокладчик утка влетел в приемную коробку слишком
рано. В этом случае нужно угол закручивания уменьшать до тех пор, пока палец будет отчетливо ощущать отдельные легкие удары. Добившись
этого, необходимо угол закручивания увеличить на 1°.
Начало боя, которое должно составлять 105° на широких станках и
140° – на узких (с допустимым отклонением +3 и – 2°), устанавливают,
изменяя положение боевого эксцентрика (кулачка) на поперечном валу,
для чего удаляют все прокладчики утка и освобождают торсионный вал.
Затем главный вал устанавливают в положение 90 и 125° соответственно
для станков с углом боя 105 и 140° и открывают боевую крышку с левой
стороны боевой коробки. Через открытое окно боевой коробки ослабляют болты, крепящие боевой кулачок 1 к трехпазовому эксцентрику, и
поворачивают кулачок в необходимом направлении. При повороте его по
направлению вращения наступит более раннее начало боя, а при повороте против направления вращения – более позднее начало боя. Затем закрепляют боевой кулачок, заводят торсионный вал и проверяют начало
боя по корректорной шкале, осторожно поворачивая главный вал станка с
помощью ручного маховика и осуществляя пробный бой. После этого
устанавливают на место боковую крышку с левой стороны боевой коробки.
Пневматический способ прокладывания уточной нити
Широкое распространение получили пневматические ткацкие станки, выпуск которых налажен многими ведущими зарубежными фирмами.
Отличительной особенностью ткацких станков этого типа является высокая производительность. Увеличение производительности достигнуто не
только за счет увеличения числа прокидок, но и за счет увеличения рабочей ширины ткацкого станка. Поэтому увеличение их производительности не повлекло за собой такого же увеличение съема продукции с единицы производственной площади, что является немаловажным фактором.
Общая схема заправки и введения утка в зев показана на рис. 16.
Уточная нить, сматываясь с бобины 1, проходит тормозной устройство 2
и с помощью подающего ролика 3 отмеривается для одной прокидки
устройством 4 ротационного типа, после чего заправляется в сопло 6.
32
Струя воздуха, выходящая из сопла, переносит уточную нить в канале
конфузора 8 на другую сторону основы. После прокидки уточная нить
отрезается ножницами 7 и ее конец фиксируется зажимом 5 от вытягивания из сопла 6. Для надежности прокладки уточной нити конец ее с правой стороны отсасывается в канал 9.
Работа механизма отмеривания уточной нити является наиболее ответственной операцией в процессе прокладывания утка в зев. Механизм
отмеривания должен подавать нить необходимой длины на одну уточную
прокидку. Продолжительность периода отмеривания нити влияет на ее
натяжение при сматывании с бобины.
Рис. 16. Схема введения уточной нити в зев на пневматическом ткацком станке
На пневматическом ткацком станке при свободной подаче нити в
воздушном потоке ее перемещение происходит в сложных динамических
условиях.
На условия прокладывания нити в воздушном потоке влияют следующие факторы: сопротивление движению нити; вид пряжи и род волокна; инерционные свойства нити; аэродинамические параметры воздушного потока и др.
33
На рис. 17 представлен график изменения скоростей
движения воздуха и отрезка
нити по мере их удаления от
сопла. На участке сильного
разгона АВ относительная
скорость имеет небольшую
величину. На участке слабого разгона ВС скорость медленно растет до тех пор,
пока не станет равной скорости движения воздуха. В
Рис. 17. Графики изменения скорости воздуха и
точке С скорость имеет макнити
симальное значение.
Далее нить движется по инерции, теряя скорость движения от сопротивления воздуха. Для увеличения ширины заправки пневматических
ткацких станков целесообразно устанавливать промежуточные устройства поддува, а в конце конфузора – устройства подсоса воздуха.
Наиболее отвественным элементом пневмосистемы станка является
форсунка. Поток, формирующийся в форсунке пневматического ткацкого
станка, имеет сложную структуру, от которой зависит не только скорость
на оси струи, но и характер взаимодействия нити и потока, выражающийся, прежде всего в форме и интенсивности колебаний нити.
Гибкая текстильная нить, внесенная в турбулентный воздушный поток, всегда совершает колебания, которые имеют в основном случайный
характер. Сила, приложенная к нити при продольном обтекании ее воздушным потоком, существенно зависит от формы и интенсивности этих
колебаний. Современные модификации форсунок пневмосистемы отличаются главным образом способом дросселирования: на станках используют форсунки «решеткой» (рис. 18,а) и с кольцевой щелью (рис. 18,б).
Сжатый воздух через штуцер поступает в проточную камеру 1 форсунки
2, откуда через дроссель проходит в камеру смешения 3. В процессе
дросселирования давление в активном потоке падает и в начале камеры
смешения давление всегда ниже атмосферного, что необходимо для создания перепада давлений в уточной трубке 4.
Важными показателями качества форсунки являются ее расходная
характеристика и дальнобойность, на которую влияют условия истечения
воздуха. Доказано, что высокая эжекция снижает дальнобойность форсунки, поэтому необходимо чтобы эжекция форсунки была минимальной, а турбулентность ее воздушного потока – наименьшей.
34
Рис. 18. Схемы форсунок
Натяжение утка на пневматическом ткацком станке
Натяжение уточной нити можно определить при помощи уравнения
Дарси для жидкостного трения в трубках с турбулентным потоком воздуха. Отношение движущейся силы F, действующей на элемент уточной
нити, к длине элемента L нити равно:
dFу d 2 v 2 f
,

dL
2d
где ρ – плотность воздуха, г/мм3; d – диаметр уточной нити, мм; v –
разность скоростей движения воздуха и нити в данной точке, м/с; f – коэффициент трения.
Обозначим πf/2 через k, тогда
dFу
dL
 kdv2 .
Установлено, что нить расположена вдоль оси воздушного потока, а
изменение скорости движения воздуха на расстоянии L от участка постоянной скорости идет по экспоненте:
v L  vo e  L / C ,
где С – постоянная, зависящая от вида волокна.
Сила, действующая на нить в стационарной свободной струе,
F  F1  F2 ,
где F1 – сила, действующая на расстоянии L от сопла; F2 – сила, действующая на нить на участке постоянной скорости, длина которого l
примерно равна 8-ми диаметрам нити.
35
Тогда
dFу
dL
 kdvL2  kdv02 e 2 L / C ;


C 
F1  kdv02  e 2 L / C dL  kdv02   1  e 2 L / C ;
2
o
F2  kdv02 l ;
L
 C

F  kdv02 l  1  e 2 L / C  .
2


Натяжение уточной нити по ширине заправки ткацкого станка неодинаково. Следовательно, строение ткани по ее ширине также будет
неодинаково. Для устранения этого необходимо по ширине заправки
устанавливать системы дополнительного подсоса воздуха.
Гидравлический способ прокладывания уточной нити
На рис. 19 показана принципиальная схема прокладывания утка на
гидравлическом ткацком станке. Уточная нить 15 с бобины поступает в
ограничитель баллона 14, а оттуда в игольчатый натяжной прибор магнитного действия 13, нитепроводник 1 и попадает под действие водила
10, на пути которого устанавливается еще дополнительный нитенатяжитель. Водило 10 получает возвратно-поступательное движение и периодически направляет нить под прижимной ролик 9, после чего она через
нитепроводники 7 и 8 поступает в отмеривающий барабан 2. Далее нить
проходит ушко диска 6 и поступает под придерживающую петлю 3, опирающуюся на ребристую площадку 5, и в отверстие форсунки 4. Петля 3,
получая принудительное движение, отпускает нить в момент перемещения ее в зев и зажимает, когда происходит отмеривание в барабане, тем
самым не давая нити выпасть из отверстия форсунки. Вода из трубопровода очищается фильтром 12, а затем насосом 11 п о трубопроводу, который на рисунке не показан, подается к форсунке 4.
Рис. 19. Схема прокладывания утка на гидравлическом ткацком станке
36
Важным элементом в гидравлической системе прокладывания утка
являются форсунки. На рис. 20,а изображена схема форсунки, применяемой на станках PN (бывшая Чехословакия). Она состоит из корпуса 9, к
которому присоединен штуцер 1, и втулки 8, соединенной винтами 6 с
соплом 7.
Рис. 20. Форсунки гидравлического ткацкого станка
Перекрывающий клапан 5 прижат с помощью фланца 3 и резинового
кольца 4 к наружной конической поверхности сопла. Давление может
регулироваться винтовой крышкой 2.
На станках фирмы «Ниссан Мотор» используют форсунки, которые
не имеют движущихся звеньев, так называемые открытые форсунки (рис.
20,б). Внутреннее сопло 1 ввинчивается в корпус 3, который соединен с
помощью гайки 2 с корпусом 4. Достоинством форсунок такого типа является простота устройства, их недостатки – сильно увеличенный расход
воды и растекание воды в периоды между прокидками.
Процесс прокладывания нити на гидравлических ткацких станках
можно разделить на три периода: движение жидкости под действием
поршня, включая впрыскивание в форсунку; формирование струи, выходящей из сопла; движение свободной струи. Свободная струя жидкости
разделяется на три зоны: сплошная, расщепленная, капельная. Наиболее
подходящей для прокладывания нити является сплошная струя, менее
пригодна расщепленная. Попытки теоретического определения закона
сопротивления, создаваемого сформированной струей, до сих пор были
безуспешны.
Для объяснения сущности прокладывания утка введем понятия
«фронт струи» и «фронт нити». Вначале фронт струи обгоняет фронт
нити на 30–60 мм, но к концу он замедляет движение и уточная нить,
37
имеющая определенный запас кинетической энергии, догоняет фронт
струи. На расстоянии 15 см от среза сопла водяная струя начинает расщепляться, на расстоянии 52 см фронт нити отстает от фронта струи на 6
см, струя воды переходит в капельную зону, т. е. состоит из отдельных
капель, а на расстоянии 153 см фронт нити приближается к фронту струи
на 4 см. На расстоянии 170 см и выше в зависимости от условий прокладывания нити уточная нить затормаживается. Жидкость выходит из зева
полностью диспергированной.
При использовании воды в качестве рабочей жидкости для перемещения уточной нити требуется выполнение следующих условий:
– металлические детали (бердо, шпарутки, галева ремизок и др.),
контактирующие с влажной основой и тканью, а также все детали в ткацкой секции станка должны иметь антикоррозионное покрытие;
– влажная ткань должна быть отжата и перед навивкой на товарный
валик хотя бы частично высушена;
– станок должен иметь укрытие для уменьшения разбрызгивания воды и водосборник для стекающей воды.
В тканях из синтетических волокон, которые вырабатываются на
гидравлических ткацких станках, после отжима или отсасывания остается еще около 30 % воды; эту воду за короткий промежуток времени нельзя удалить механически, поэтому требуется досушка ткани.
Вода для гидравлического ткацкого станка должна быть соответствующим образом подготовлена и не должна содержать добавок, способных образовывать осадок. От железа и магния воду очищают механическим путем, от кальция и силиция – путем осаждения, механические
загрязнения устраняются при помощи фильтрации. Вода должна быть
безвредной в биологическом и гигиеническом отношениях. Расход воды
на один станок составляет от 20 до 40 л в час в зависимости от ширины
станка. Трубопроводы изготовляют из пластмассы, стекла, меди, латуни
или оцинкованной латуни.
Рапирный способ прокладывания уточной нити
В последние годы повышенное внимание в ткачестве привлекают
рапирные ткацкие станки. Классификацию рапирных ткацких станков
можно провести по четырем признакам: виду рапир, их числу, размещению механизма прокладывания уточной нити и способу введения уточной нити в зев.
Ткацкие станки могут быть с жесткими, гибкими и телескопическими рапирами. Жесткие рапиры представляют собой тонкостенные трубы
диаметром от 10 до 15 мм или реже пустотелые стержни прямоугольного
сечения. При использовании жестких рапир в зеве нет направляющих, а
головки рапир скользят по нитям основы. Недостатком станков с жест38
кими рапирами является увеличение производственной площади, занимаемой станками. Телескопические рапиры состоят из набора жестких
штанг, которые входят одна в другую. По мере необходимости при прокладывании утка штанги выходят наружу и обеспечивают прокладывание
утка на необходимую ширину. Гибкие рапиры имеют ленты прямоугольного сечения, изготовленные из пружинной стали или пластика специального назначения, для их движения необходимо устанавливать направляющие в зеве. Поскольку при выходе из зева ленты гибких рапир навиваются на колесо или укладываются полукругом, производственные
площади сокращаются.
Ткацкие рапирные станки могут иметь одну или две рапиры. При
использовании одной рапиры, если уточная нить прокладывается в одну
сторону, формируется одно полотно; если уток прокладывается двумя
противоположными концами рапиры, получают два полотна. Если в первом зеве, допустим слева, происходит прокладывание нити, то в правом
зеве в это время происходит прибой утка, и процессы тканеобразования
при этом смещены на 180°. Ткацкие станки с двумя рапирами можно
также разделить на две группы: с введением утка в зев с одной стороны,
т. е. левая рапира прокладывает нить до середины, правая ее принимает; с
введением утка в зев с обеих сторон (обе рапиры служат для передачи и
приема нити).
По размещению механизма прокладывания нити рапирные станки
делятся на станки с механизмом, жестко закрепленным на раме станка, и
с механизмом, совершающим качательное движение вместе с батаном.
Для станков первого вида необходим выстой в заднем положении в течение всего времени прокладывания нити, как на станках с малогабаритными прокладчиками.
По способу введения уточной нити в зев различают систему Dewas –
в зев втягивается прямая нить, передача нити происходит за конец и систему Gabler – уточная нить вводится в зев петлей, которая потом для
большинства конструкций ткацких станков распрямляется.
Прокладывание гибкими рапирами
Особенности прокладывания утка гибкими рапирами рассмотрим на
примере станка фирмы «Нуово Пиньоне» (Италия). Система захватов на
гибких лентах смонтирована на батане. В последних моделях станков
предусмотрена намотка обеих лент на соответствующие упорные зубчатые колеса под углом 180°. Это способствует улучшению работы зубчатой передачи и дает возможность использовать новые материалы, которые облегчают массу несущих деталей, уменьшают инерционные усилия
и позволяют сократить габариты станка.
Привод рапир включает эпициклоидальные зубчатые колеса с осью,
совпадающей с осью колебания батана, что позволяет резко сократить
39
инерцию конструктивных элементов станка, сведя до минимума неуравновешанные в работе силы в пользу стабильности машины. Экспериментальные исследования показали, что при частоте вращения главного вала
ткацкого станка 450 мин-1 максимальная скорость движения рапиры составляет более 28 м/с (рис. 21). Такая значительная скорость потребовала
применения специальных конструкционных материалов и легких сплавов: алюминия, углеродных волокон и др.
Рис. 21. График изменения скорости рапиры
Станок ТР 500 оснащен последними новинками электроники. При
помощи электронного управления имеется возможность синхронизировать и автоматизировать функции всего станка. Станок оснащен восьмицветным уточным прибором, у которого чередование цвета произвольное, а смена цвета осуществляется с помощью перфоленты.
На станках установлен уточный тормоз стационарного действия.
Степень торможения нити регулируется и устанавливается в зависимости
от линейной плотности перерабатываемых нитей.
В случае синусоидального закона движения рапир кинематические
уравнения будут иметь следующий вид:
S  L / 21  cos   ,
V  L / 2 cos   ,


a  L / 2  2 cos  ,
где L – максимальное перемещение рапиры, см; φ – угол поворота
главного вала, град.
Плавное изменение кинематических характеристик позволяет вырабатывать на станке самый разнообразный ассортимент из нитей различного волокнистого состава и различной линейной плотности.
40
Производительность станков составляет 1000 метроуточин в минуту.
Для сравнения отметим, что отечественные рапирные ткацкие станки
СТР с гибкими рапирами имеют производительность не более 450 метроуточин в минуту.
Прокладывание жесткими рапирами
Рассмотрим подробнее этот способ прокладывания утка на станке
фирмы SACM (Франция). Передача нити от одной рапиры к другой происходит за конец в середине полотна.
Привод рапир на этом станке осуществляется так называемым механизмом погоняльного типа, который установлен на батане. Он имеет одно звено, которое напоминает погонялку обычного челночного ткацкого
станка. Механизм погоняльного типа обычно получает движение от главного вала.
На рис. 22 представлена схема механизма привода жестких рапир
станка MAV фирмы SACM. Погонялка 1, закрепленная на батане, верхним концом шарнирно соединена с жесткой рапирой 2, нижний ее конец
находится в пазу направляющей 10, которая также укреплена на батане.
Двуплечий рычаг 12, имеющий ось вращения в точке 3, шарнирно соединен с погонялкой в точке 11. При вращении двуплечего рычага 12 верхний конец погонялки вместе с рапирой движется почти по прямой линии.
Движение рычага 12 осуществляется от главного вала 5 через кулачок 6,
толкатель 9 и тягу 7, которая соответствующими кинематическими парами 4 и 8 соединена с рычагом и толкателем.
Механизм привода рапир размещен в двух плоскостях. В одной плоскости расположен батан,
рапира, рычаг 12 и погонялка, а в
перпендикулярной – кулачок с
толкателем.
Жесткие рапиры представляют собой, как правило, цилиндрические трубки со сменными
захватами, которые можно быстро заменить. При прокладывании
утка нить в зеве не раскручивается, натяжение ее практически
остается без изменения, а конец
нити надежно удерживается до
Рис. 22. Схема привода жестких рапир
момента закрепления утка нитяткацкого станка MAV
ми основы.
Правая рапира захватывает конец нити, который сматывается с бобины, прокладывает ее до середины и передает левой рапире, захват ко41
торой входит в правую. При обратном движении захват левой рапиры
удерживает нить, полученную от правой рапиры, и прокладывает ее
дальше до края полотна. При выходе из зева захват встречает упор и отпускает конец нити за кромкой.
Жесткие рапиры движутся в зеве без направляющих. При относительно небольшом ходе батана (117 мм) и небольшой высоте зева (65 мм)
создаются довольно благоприятные условия для процесса формирования
ткани на станке.
Рапира начинает свое движение при угле поворота главного вала
станка 60°, захватывает нить при 75° и входит в зев при 80°. Передача
нити от одной рапиры другой происходит примерно при 190°, выход рапир из зева – при 300°. Максимальная скорость рапир на станке 12 м/с.
Скорость движения рапиры и уточной нити в ней изменяется плавно. На
станке устанавливают шестицветный уточный прибор.
Фирма «Заурер» (Франция) первой в мире, в 1979 г. начала выпускать двухфазные ткацкие станки с введением утка жесткой рапирой.
Преимуществом данной конструкции станка является возможность изготовления одновременно двух полотен тканей, можно и совершенно различных. Подача основы, отвод ткани и зевообразование для каждой стороны станка осуществляются независимо друг от друга.
Введение уточной нити, как уже отмечалось, происходит при помощи жесткой рапиры, изготовленной с использованием графитовых волокон. Масса одной рапиры всего 125 г. Рапира, приводимая в движение с
помощью шестерни, установленной в середине станка, вводит уточные
нити попеременно в левый и правый зев. Рапира имеет направляющую по
всей траектории своего движения.
Прокладывание утка на станке Заурер 500 осуществляется следующим образом. Уточная нить 5 сматывается с бобины 1 и через питающую
воронку и тормоз попадает к непрерывно вращающимся транспортным
роликам 2 (рис. 23,а). Пневматический накопитель уточной нити 3 принимает уточную нить и накапливает ее в форме петли. Тормоз 4 предотвращает опережение уточной нити в фазе торможения рапиры и обеспечивает регулируемое необходимое натяжение уточной нити. Рапира забирает поданную возвратчиком утка 6 уточную нить (рис. 23,б) и протягивает ее с небольшим натяжением из накопителя уточной нити, а при
рабочем ходе и через зев.
При окончании введения уточной нити (рис. 23,в) нажимной ролик
отводится от транспортного ролика и подача уточной нити заканчивается. К этому времени исчерпан также запас уточной нити в накопителе, а
скорость рапиры соответствует окружной скорости транспортных роликов. Для оставшегося хода рапиры недостающая уточная нить (около 45
мм) сматывается непосредственно с бобины крестовой намотки.
42
Рис. 23. Прокладывание утка на ткацком станке Заурер 500
При достижении левой мертвой точки перемещения рапиры (рис. 23,г)
открытый съемный захват 7 забирает конец уточной нити. При этом зажим рапиры механически открывается и очищается потоком отсасываемого воздуха. Затем рапира перемещается назад, захватывает уточную
нить на правой стороне и вводит ее в правый зев (рис. 23,д). Как только
рапира покидает левый зев (рис. 23,е), происходит прибой уточной нити
к опушке ткани бердом 8.
43
Съемный захват уточной нити 7 перемещается синхронно с бердом и
проталкивает уточную нить после срабатывания нитенаблюдателя в зажим кромки 9. После этого уточная нить обрезается ножницами 10 между зажимом кромки и съемным захватом. Закладная кромка получается
на станке за счет действия на нить иглы.
В правое полотно ткани уточная нить вводится таким же способом,
но со смещением по фазе на 180°.
Благодаря синусоидальному движению рапиры ускорение, несмотря
на высокую производительность станка (1036–1184 метроуточин в минуту), находится в диапазоне 1100–1400 м/с2. Соответственно скорость рапиры составляет 37–42 м/с.
Прокладывание утка на двухфазном ткацком станке имеет следующие особенности:
– снижена скорость сматывания уточной нити с питающих паковок
вдвое по сравнению с однофазными ткацкими станками, имеющими такую же ширину;
– сматывание уточной нити происходит непрерывно благодаря
пневматическому накопителю;
– движение рапиры происходит по синусоиде, плавно;
– мала удельная нагрузка на уточную нить;
– прокладывание утка происходит при большой скорости.
Прокладывание телескопическими рапирами
На рапирных станках широко используются телескопические рапиры. Их применение позволяет уменьшить площадь, занимаемую станком.
Ткацкие рапирные станки с телескопическими рапирами выпускаются
фирмой «Заурер». Передача нити на станке может осуществляться как за
конец, так и петлей.
При передаче нити за конец введение утка происходит с правой стороны с бобин крестовой намотки. Уточная нить схватывается зажимом и
вводится до середины зева, где ее принимает левая рапира и прокладывает до кромки ткани. Эта система хорошо подходит для выработки тканей
из фасонной пряжи (букле, фламме и др.), из пряжи высокой крутки
(креп, вуаль), а также из пряжи с малой разрывной нагрузкой.
При введении нити петлей ее питание происходит также с правой
стороны машины. Нить подается правым захватом, который прокладывает ее до середины зева в форме петли. Эту систему хорошо использовать
для выработки тканей из гладких и прочных нитей.
Привод телескопических рапир показан на рис. 24. Телескопические
рапиры составлены из двух рапир (внешней и внутренней), которые соединены эластичной лентой. Рапиры перемещаются в зеве без направляющих элементов. При использовании телескопических рапир приходится
несколько увеличить размеры зева. Перед началом прокладывания утка
44
внутренняя рапира размещается во внешней (рис. 24,а), затем внутренняя
рапира с помощью привода выдвигается и прокладывает нить до середины зева (рис. 24,6).
1 – шатуннокривошипный
механизм;
2 – приводной механизм
рапир;
3 – внешняя рапира;
4 – приводные салазки
рапир;
5 – приводной меч;
6 – внутренняя рапира.
Рис. 24. Привод телескопических рапир
Пневморапирный способ прокладывания уточной нити
Схема прокладывания. На рис. 25 дана схема прокладывания утка на
пневморапирном ткацком станке АТПР. С бобины 1 нить 2 через систему
направляющих глазков 3 и тормозное устройство (вытяжной прибор) 4
поступает в отмеривающее устройство, состоящее из конусного шкива 6
и прижимного ролика 5. Из отмеривающего устройства уточная нить подается с постоянной скоростью в механизм компенсатора 7, который за
каждый цикл работы станка сначала накапливает некоторую длину нити
в виде петли, а затем освобождает ее, и нить поступает в правую рапиру
(нагнетающую) 9 и вместе с ней вводится в зев.
С левой стороны станка навстречу правой рапире перемещается левая (отсасывающая) рапира, в канале которой уточная нить прокладывается в левой половине зева.
Скорость поступления нити в правую рапиру определяется закономерностью перемещения глазка 8 компенсатора и равна сумме скоростей
отмеривания нити и подачи нити компенсатора.
В зависимости от ширины вырабатываемой ткани и вида проборки
нитей основы в бердо длина уточной нити, подаваемая отмеривающим
45
механизмом, должна быть различной. Необходимая длина уточной нити
достигается установкой прижимного ролика 5 на соответствующий диаметр конусного шкива 6, одновременно устанавливается и величина размаха компенсатора.
Рис. 25. Схема прокладывания утка на ткацком станке типа АТПР.
Привод рапир осуществляется при помощи планетарного механизма.
Рапиры представляют собой полые трубки, к которым посредством отверстий в шпинделе, водиле и рычаге планетарного механизма подводится от компрессора сжатый воздух. Давление в рапирах можно регулировать с помощью ниппелей.
Пневмосистема станка обеспечивает постоянную подачу воздуха в
нагнетающую рапиру и отсос воздуха из всасывающей рапиры. Скорость
движения воздуха в рапирах 50–70 м/с. Силу тяги, создаваемую воздушной струей, можно определить по формуле Н. Е. Жуковского:
1
FВ  с х lv 2 ,
2
где сх – коэффициент сопротивления пряжи; ρ – плотность воздуха, г/м3;
d – диаметр нити, м; l – длина участка нити, находящегося в рапире, м;
v – скорость воздушного потока относительно участка нити в рапире, м/с.
Процесс прокладывания уточной нити на пневморапирном ткацком
станке можно разбить на четыре этапа:
– прокладывание уточной нити правой рапирой;
– передача нити от правой рапиры (нагнетающей) к левой (всасывающей);
– прокладывание уточной нити левой рапирой;
– вытягивание нити компенсатором для обеспечения необходимого
натяжения для формирования ткани.
При прокладывании утка правая рапира перемещается в зеве с выходящим из нее участком нити длиной около 35 мм.
Величина этого участка несколько меньше ядра струи и потому его не
нужно при дальнейшем движении убирать внутрь рапиры.
46
Наиболее ответственным этапом является процесс передачи нити от
нагнетающей рапиры к всасывающей, после которого нить во всасывающей
рапире должна двигаться с максимальной скоростью, чтобы процесс прокладывания утка в левой части зева осуществлялся как бы в замкнутом цилиндрическом пространстве, и левая рапира только освобождала участок нити при
своем движении.
Экспериментальные исследования показали, что для правильной передачи
уточной нити из правой рапиры в левую при работе ткацкого станка АТПР
должны выполняться следующие условия:
– в момент встречи рапиры должны быть соосны – нарушение соосности
на 0,5 мм уменьшает вероятность передачи нити на 3 %, а нарушение соосности рапир на 3 мм – на 13 %;
– воздух, вышедший в единицу времени из правой рапиры, должен
полностью войти в левую рапиру;
– площадь поперечного сечения струи воздуха, выходящей из правой рапиры в момент подхода конца уточной нити к левой рапире, должна быть
меньше площади поперечного сечения левой рапиры.
Скорость движения нити, м/с, через зев можно определить по формуле
Vн  V р  Vн . р . ,
где Vр – скорость движения рапиры; Vн.р. – скорость движения нити относительно движения рапиры.
На рис. 26 представлена схема привода рапир. Перемещение, скорость и
ускорение рапир зависит от величин О А и АВ, которые равны между собой, и
угла поворота главного вала. Перемещение Sp, скорость Vр и ускорение рапиры
ар определяют по формулам:
S р  2 R1  cos   ,
V р  2 R sin  ,
a р  2 R 2 cos  ,
где R – радиус поводка планетарного механизма привода рапир, мм;
α – угол поворота главного вала, град; ω – угловая скорость главного вала.
Vн  Vн.о  Vн.к. ,
где Vн.о – скорость движения рапиры; Vн.к. – скорость
движения нити относительно
движения рапиры.
Рис. 26. Схема привода рапир
Частота вращения конусного шкива отмеривающего механизма
nш  in ,
47
где i – передаточное отношение между главным валом и валом шкива отмеривающего механизма; n – частота вращения главного вала, мин-1.
Скорость отмеривания нити
Vот  R ш nш / 30  inRш / 30  iRш ,
где Rш – радиус шкива в точке касания нажимного валика, мм.
Рис. 27. Графики перемещения (а), скорости (б) и ускорения (в) нити
На рис. 27 представлены графики перемещения, скорости и ускорения нити относительно компенсатора (кривая 1), нити относительно отмеривающего механизма (кривая 2), рапиры (кривая 3), нити относительно рапиры (кривая 4), Анализ графиков показывает, что для правильной
передачи нити из одной рапиры в другую необходимо, чтобы правая и
левая рапиры близко подошли друг к другу. Если расстояние между рапирами будет велико, то при действии турбулентных потоков воздуха
нить может изгибаться, колебаться, закручиваться, что будет приводить к
недолетам утка.
48
Рис. 28. Графики скорости нити на
ткацком станке типа АТПР
На рис. 28 приведены графики скорости движения нити
на ткацком станке АТПР в
зависимости от угла поворота главного вала: расчетной
(кривая 1) и фактической
(кривая 2). Фактическая скорость движения нити после
180° поворота главного вала
уменьшается более резко,
так как действует компенсатор, вытягивающий излишек
нити из зева.
На рис. 29 даны сечения правой и левой рапир ткацкого станка типа
АТПР. Всасывающий поток воздуха в левой рапире создается за счет
эжекции. У входа в левую рапиру создается поток (струя) воздуха, который имеет существенную разницу со струей воздуха у нагнетательного
отверстия. У этого отверстия струя постепенно теряет свои динамические
параметры и распространяется далеко от выхода из него. Таким образом
поток воздуха, выходящий из рапиры, продолжает взаимодействовать с
уточной нитью и оказывает влияние на воздушный поток у всасывающего отверстия.
Рис. 29. Сечение правой (а) и левой (б) рапир ткацкого станка типа АТПР
Основной порок тканей на пневморапирных ткацких станках – недолеты утка, поэтому большое внимание следует уделять конструкциям рапир.
Недолеты вызываются следующими причинами: неправильная передача нити из правой рапиры в левую, засоренность левой рапиры, плохой
отсос в рапире, засоренность правой рапиры, разладки компенсаторов,
ножниц, отмеривающего механизма. Недолеты утка возникают вследствие
недостаточной величины кинетической энергии уточины, незначительного
натяжения и неустойчивого движения ее в процессе прокладывания.
В процессе ткачества снижаются прочностные показатели утка, так
как воздушный поток раскручивает нить и уменьшает связность между
волокнами.
49
На станках АТПР используют рапиры следующих конструкций:
1. Серийные.
2. Правая рапира имеет зауженный уточный канал, минимальный
размер канала 3,3 мм, во время прокладывания утка левой рапирой увеличивается скорость движения воздуха (разработана в ЦНИХВИ).
3. Левая рапира имеет скос, который параллелен скосу правой рапиры (используется на Тверском хлопчатобумажном комбинате).
4. Правая рапира выполнена с волнообразным внутренним каналом,
благодаря чему стабилизируется поток возуха.
5. Левая рапира имеет струйный эжектор с внешней трубкой без
уменьшения диаметра, на конце которого имеется втулка с конусообразным входным отверстием.
6. Рапиры с винтовой нарезкой по всей длине внутренней трубки.
7. Рапиры со сменными наконечниками.
8. Рапира принимающая, в которой тройник перенесен к входному
отверстию, а поток воздуха во внутреннюю часть рапиры поступает у ее
начала. Воздух проходит между трубками рапиры в направлении, противоположном прокладыванию утка (используется на Московской хлопчатобумажной фабрике «Даниловская мануфактура»).
9. Рапиры, в которых имеются внутренняя и внешняя трубки, соосно
(коаксиально) расположенные друг относительно друга. Во внутренней
трубке по всей длине и периметру имеются отверстия под острым углом
к оси прокладывания нити, благодаря чему по всей длине и по всему периметру имеется постоянный дополнительный подсос воздуха. Это способствует параллелизации нити в трубке, дает возможность создать
натяжение (разработана на кафедре ткачества Московской государственной текстильной академии им. А. Н. Косыгина).
10. Рапиры, в которых осуществляется дополнительное скручивание
нитей за счет использования механизма ложной крутки разработаны на
кафедрах ткачества Московской государственной текстильной академии
им. А. Н. Косыгина и Ивановской государственной текстильной академии им. М. В. Фрунзе.
Натяжение утка на пневморапирном ткацком станке
При прокладывании утка на пневморапирном ткацком станке уточная нить находится в равновесии. Уравнение равновесия сил, действующих на уточную нить, имеет вид:
Fв  Fн  Fp  0 ,
где Fв – сила тяги воздуха внутри рапиры, Н; Fн – натяжение утка, Н;
Fр – реактивная сила, Н.
F p  ma ,
50
где m – масса нити от отмеривающего механизма до конца проложенной нити, кг; а – ускорение движения нити, м/с2.
m  TУ l / 1000 q ,
где Ту – линейная плотность утка, текс; l – длина нити от отмеривающего механизма до конца проложенной нити, м; q – ускорение свободного падения, q = 9.81 м/с2.
Знак «плюс» берется при реактивной силе на участке от 80 0 до 2600.
Длина прокладывания нити может быть определена по формуле
l  K1 1  cos    K 2 sin 2  .
Ускорение нити при прокладывании
a  K 1 2 cos   K 3 cos 2  .
Тогда
l  K 1 1  cos    K 2 sin 2   lo
Fp  min
Т у K 1 2 cos   K 3 cos 2 ,
1000q
где lmin – длина постоянного участка нити до правой кромки от отмеривающего механизма, м; lo – длина нити в трубке рапиры, м; К1, К2, К3 –
коэффициенты, зависящие от размера плеч компенсатора, причем
K1  2Lr /  ; K 2  r / 2 p ;
K3  r / p ,
где L – длина компенсатора, м; r – радиус кривошипа компенсатора, м;
λ – расстояние от оси качения компенсатора до точки соединения его с
поводком, м; р – длина поводка компенсатора, м; ω – угловая скорость
вращения главного вала ткацкого станка, рад.
Сила тяги воздушного потока, если конец нити закреплен, рассчитывается по формуле Н. Е. Жуковского
1
Fв  Сm dlv в2 ,
2
если конец нити движется внутри рапиры




Fв 
1
2
С m dl vв  vн  ,
2
где Сm – эмпирический коэффициент; ρ – плотность воздуха, г/м3; l –
длина нити, подвергаемая деформированию, м; vв – скорость воздуха, м/с;
vн – скорость нити, м/с.
Скорость движения нити
vн  iRш  K1 sin   K 2 sin 2  ,
где Rш – радиус шкива отмеривающего механизма, м; ω – угловая
скорость главного вала, рад.
Тогда
1
1
2
2
Fв  C m dl vв  vн   C m dlvв  iRш  K 1 sin   K 2 sin 2  .
2
2
51
Натяжение нити в рапире равно
1
2
Fв  C m dlvв  iRш  K 1 sin 2  
2
Tу K 1 2

l min  K 1 1  cos    K 2 sin 2   lo cos   K 3 cos 2  .
1000 q
На рис. 30,а представлены кривые изменения уточной нити в правой
рапире: теоретическая (кривая 1) и фактичная (кривая 2). На рис. 30,б
показаны кривые изменения натяжения уточной нити в левой рапире:
теоретическая (кривая 1) и фактическая (кривая 2).


 
Рис. 30. Кривые натяжения уточной нити на ткацком станке типа АТПР
Анализ натяжения уточной нити на ткацких станках различных конструкций показывает (рис. 31), что максимальное натяжение нить имеет
на челночном ткацком станке, чуть меньшее натяжение – на ткацком
станке типа СТБ и пневматическом, а минимальное – на пневморапирном. Натяжение же основы на бесчелночных ткацких станках в 1,3–1,6
раза больше, чем на челночных. Следовательно, соотношение натяжений
утка и основы на ткацких станках различных конструкций разное и при
одних и тех же заправках на различных станках получаются ткани различного строения, а это надо учитывать при выборе оборудования.
52
Рис. 31. Натяжение утка на различных
ткацких станках:
1 – челночном; 2 – бесчелночном (типа СТБ);
3 – пневматическом; 4 – пневморапирном
Натяжение утка на пневморапирном ткацком станке
небольшое. На станке АТПР
установлен натяжной прибор, но он практически не
используется. При увеличении натяжения наблюдаются недолеты утка, которые
являются основным недостатком
пневморапирного
тка-чества, а без натяжения
утка, как известно, выработать
высококачественные
ткани нельзя.
1.4.3. Прокладывание утка на многозевных ткацких машинах
В настоящее время три фирмы в мире изготавливают многозевные
ткацкие машины: фирма «Нуово Пиньоне» (Италия), которая выпускает
машину TCP; объединение «Стройимпорт» (бывшая Чехословакия), которое выпускает машину Контис, и объединение «Климовсктекмаш»
(Россия), совместно с фирмой «Текстима» выпускающее машину ТММ.
Производительность этих машин достигла 2000 метроуточин в минуту.
На многозевных ткацких машинах ткань формируется за счет прокладывания в волнообразных зевах сразу нескольких уточин. На рис. 32
представлена схема прокладывания утка на многозевной ткацкой машине. В каждом зеве 1 (рис. 32,а) движется челнок 2 с утком. Многозевные машины отличаются от обычных ткацких станков тем, что в зеве
одновременно находится несколько микрочелноков на определенном
расстоянии друг от друга. Прибой осуществляется прибойными вращающимися пластинами 3 (рис. 32,б), набранными на вал 4. Вращающиеся
пластины подводят уточные нити 5 к опушке ткани имеющимися в них
направляющими канавками.
53
Рис. 32. Схема прокладывания утка на многозевной машине
В табл. 3 даны показатели работы многозевных машин ТММ-360.
Таблица 3
Параметры работы
Частота вращения главного вала, мин-1
Производительность, метроуточин в минуту
Обрывность по основе, обрывов на 1000 прокидок
Обрывность по утку, обрывов на 1000 прокидок
Плановые
показатели
500
1800
0,18
0,05
Фактические
показатели
519,4
1843
0,085
0,043
Использование многозевных ткацких машин позволило повысить
производительность оборудования и труда, снизить расход энергии,
улучшить условия переработки пряжи, уменьшить нагрузки на уточные
нити, обеспечить непрерывность питания станка утком, повысить удобства в обслуживании, снизить уровень шумa на 20 % по сравнению с
классическими ткацкими станками, довести долю тканей 1-го сорта до 97 %.
Контрольные вопросы
1. Какие существуют способы прокладывания утка?
2. Устройство и работа боевого механизма челночных и бесчелночных
ткацких станков.
3. Какие факторы в наибольшей степени определяют скорость прокладывания утка на ткацких станках различных конструкций?
4. Какими условиями определяется установка начала боя, каким образом регулируется?
5. Какие факторы определяют необходимую силу боя?
6. Какие требования предъявляются к челноку, прокладчику?
54
7. Каким образом регулируют силу боя на челночных и бесчелночных
ткацких станках?
8. Какое влияние на силу боя оказывает частота вращения главного
вала станка, вес челнока?
9. Как влияет способ прокладывания утка на качество ткани?
10. Какие основные периоды прокладывания утка на станках типа СТБ?
11. Какие основные этапы прокладывания утка на ткацких станках типа
АТПР?
12. Какие условия должны быть соблюдены для правильной передачи
нити утка из правой рапиры в левую?
13. Какие конструкции рапир используют на ткацких станках типа
АТПР?
14. Преимущества и недостатки различных способов прокладывания
утка.
15. Каким образом регулируется длина отмериваемой уточины на станке АТПР?
16. По каким признакам классифицируются рапирные ткацкие станки?
17. Назначение компенсатора утка.
18. Как изменить натяжение утка на станках с различными способами
прокладывания?
19. Как обеспечивается разная продолжительность пролета прокладчика на узких и широких станках?
20. Какие пороки ткани возникают из-за разладок механизмов прокладывания?
21. По каким причинам может произойти вылет челнока и прокладчика
из зева?
22. Как изменить натяжения утка на ткацких станках с различными
способами прокладывания утка?
23. Особенности формирования ткани на многозевных ткацких машинах.
55
2. ПРИБОЙ УТКА К ОПУШКЕ ТКАНИ
2.1. Лабораторная работа № 13
Сравнительный анализ кинематических диаграмм движения
батанных механизмов ткацких станков различных конструкций
Порядок выполнения работы
1. Изучить устройство и работу батанных механизмов:
– кривошипно-шатунного на ткацких станках типа АТ, ТВ;
– кулачкового на ткацких станках типа СТБ, АТПР и др.
2. Методом графического дифференцирования построить графики
перемещения, скорости и ускорения батанного механизма (берда) ткацкого станка (по указанию руководителя занятий).
3. Определить абсолютные значения скорости и ускорения батанных
механизмов в различных положениях.
4. Из анализа графиков дать оценку движения батанного механизма
(берда) с точки зрения удовлетворения технологическим требованиям.
Приборы, оборудование: ткацкие станки различных типов, линейка,
калькулятор.
Методические рекомендации.
При выполнении данной лабораторной работы необходимо воспользоваться рекомендациями, изложенными в лабораторной работе № 8.
За начало отсчета (нулевое положение) принимается начало движения батана из заднего положения в переднее. Построение графика пути
проводить за период движения батана. При построении графика S = S(t)
рекомендуется использовать масштаб: М 1:1.
Основные сведения
Под прибоем следует понимать процесс формирования нового элемента ткани в результате перемещения к опушке ткани проложенной в
зев уточины, силового и фрикционного взаимодействия этой уточины с
нитями основы и придания нитям основы и утка волнообразной формы.
Линию перехода основных нитей в ткань называют опушкой ткани.
Формирование ткани не заканчивается на прибивании одной уточной нити, так как прибитая уточина после прибоя может отойти в сторону зева на определенное расстояние, зависящее от ряда факторов, в том
числе от натяжения основных нитей и угла раскрытия зева при прибое,
который определяется величиной заступа и высотой зева. Такая возможность остается вероятной до тех пор, пока взаимное положение основных
и уточных нитей не стабилизируется. Этот момент и определяет зону
формирования ткани.
Зоной формирования ткани называется участок постепенно образующейся ткани, в котором уточные и основные нити сохраняют способность перемещаться друг относительно друга и изменять свое положение.
56
Следует отметить, что кроме относительных перемещений уточин и
изменения изгиба обеих систем нитей в зоне формирования ткани, на
ткань действуют растягивающие усилия как в продольном, так и в поперечном направлении; поэтому равновесное состояние ткань получает после снятия со станка и релаксации. Однако решающим фактором, определяющим строение формируемой ткани, является взаимодействие нитей
основы и утка в процессе прибоя.
Различают три способа прибоя уточной нити к опушке ткани –
фронтальный, секционный, точечный.
Фронтальный способ прибоя применяется на большинстве конструкций ткацких станков, где уток прокладывается периодически и периодически прибивается к опушке ткани. В качестве прибивающего органа используется бердо. Кроме того, фронтальный прибой может быть
вибрационным и ротационным.
Секционный способ прибоя применяется на секционных ткацких станках, где ткань формируется не по всей ширине, а по отдельным секциям.
Точечный способ прибоя применяется в основном на многозевных и
круглоткацких машинах.
Механизмы, осуществляющие фронтальный прибой
Прибой утка на ткацких станках осуществляют батанные механизмы. Кроме прибоя, на ряде станков батанные механизмы служат направляющей для прокладывания утка, а на челночных ткацких станках еще
удерживают челноки в челночных коробках и прибое, а также распределяют с помощью берда основные нити по ширине ткани, определяя этим
заданные ее ширину и плотность по основе. Батанные механизмы ткацких станков типа СТБ, АТПР и др. выполняют те же функции, что и механизм челночного станка, но отличаются конструктивно.
К батанному механизму предъявляются следующие требования:
– размах качания батана должен быть умеренным во избежание
сильного трения между основой и бердом и уменьшения расшатывающего действия большой массы батана;
– прибой уточины должен сопровождаться плавным движением, а не
ударом; масса батана должна быть умеренной, но достаточной для выполнения всех технологических и технических функций механизма;
– механизм должен иметь достаточную прочность, простую конструкцию, быть удобным для обслуживания и безопасным для рабочих.
По типу привода в движение батанные механизмы разделяются:
– кривошипные;
– кулачковые.
Батанный механизм ткацких станков типа СТБ и АПТР
На ткацких станках типа СТБ и АТПР используются кулачковые батанные механизмы. Циклограмма механизмов имеет три периода:
57
– движение батана из заднего положения в переднее;
– движение батана из переднего положения в заднее;
– выстой батана в заднем положении.
Для узких ткацких станков СТБ движение батана в переднее и заднее
положения проходит в течение 70° оборота главного вала. На широких
станках батан движется из заднего положения в переднее на 50о, а из переднего положения в заднее на 55° оборота главного вала.
Законы движения батана приближаются к синусоидальным, поэтому
уравнения движения имеют следующий вид:
B
180  B 
6n  ,
S б  1  cos
   1  cos
t
2
  2
 
nB  180 180
3nB
6n ,
vб 
sin

sin
t
30  2



2
 n 180  B
180
18 2 n 2 B
6n ,

aб  
cos

cos
t
2



 30   2
где В – максимальный путь точек берда, лежащих на уровне основы,
мм; п – частота вращения главного вала, мин-1; φ – угол поворота главного вала за время перемещения батана из одного крайнего положения в
другое, град; t – текущее время, с; α – угол поворота главного вала, град.
На пневморапирных ткацких станках типа АТПР батан совершает
движение из одного крайнего положения в другое за 60° оборота главного вала.
Особенностью работы батанных механизмов ткацких станков типа
СТБ и АТПР является наличие выстоя батана, необходимого для прокладывания утка. В табл. 4 даны периоды движения батана станков типа
АТПР и СТБ с различной шириной заправки.
Таблица 4
Периоды движения
Движение вперед
Движение назад
Прибой утка
Выстой батана
Тип ткацкого станка
СТБ-180
0 – 70
70 – 140
70
140 – 360
АТПР
300 – 360
0 – 60
0
60 – 300
СТБ-250, СТБ-330
0 – 50
50 – 105
50
105 – 360
Схема батанного механизма ткацкого станка типа СТБ приведена на
рис. 33. Брус батана 1 имеет продольный паз для крепления берда 2.
К брусу прикреплена гребенчатая направляющая 3 для прокладчика 4,
состоящая из отдельных пластин. Брус батана закреплен на лопастях 5, а
лопасти на батанном валу 6.
Батанный механизм получает движение со сдвоенных кулачков 7,
закрепленных на главном валу 8. Движение от кулачков передается посредством роликов 9, помещенных на двуплечих рычагах 10, которые
58
жестко закреплены на батанном
валу 6. Кулачки с механизмом
передачи движения батанному
валу помещаются в коробке 11
и работают в масляной ванне.
Ход батана на ткацких станках
типа СТБ составляет 78,5 мм.
Рис. 33. Батанный механизм станка типа СТБ
На рис. 34 даны графики перемещения S, скорости v и ускорения а
батана ткацкого станка типа СТБ за один оборот главного вала.
Кулачки батанного механизма имеют такой профиль, что во время движения прокладчика через зев
батан имеет выступ в заднем положении. Батанный
механизм ткацкого станка
типа СТБ значительно легче батана челночного станка, так как не имеет челночных коробок и механизма, предупреждающего отрыв основных нитей
при зажиме челнока.
Рис. 34. Графики перемещения, скорости и ускорения
батана ткацкого станка типа СТБ
По сравнению с батанным механизмом челночного ткацкого станка
батанный механизм ткацких станков СТБ имеет ряд преимуществ:
– сила инерции батана обеспечивает прибой при выработке тканей с
достаточно высоким наполнением ткани волокнистым материалом;
– меньшие размеры и масса звеньев, компактная конструкция;
– центр тяжести механизма размещен около оси качания батана;
– центр удара приближен к опушке ткани.
К недостаткам батанного механизма ткацких станков типа СТБ относится продолжительный выстой батана в заднем положении, что приводит к высоким скоростям и ускорениям батана, ограничивающим скорость главного вала.
59
Аналогичным батанным механизмом оснащены пневморапирные
ткацкие станки типа АТПР.
Батанный механизм пневматического ткацкого станка
На рис. 35 представлена схема батанного механизма пневматического
ткацкого станка. Уточная нить 1 прибивается бердом 2, соединяющим
верхние части лопастей батанного механизма. По конструкции правая и
левая лопасти батана несколько отличаются друг от друга. Правая лопасть имеет ось вращения на консольном пальце, укрепленном в кронштейне рамы станка. Левая лопасть 3 представляет собой изогнутый рычаг, конец которого шарнирно установлен на валу 6 привода станка.
Пластина, соединяющая лопасти батана и выполняющая роль бруса батана, на данном станке отсутствует. Для прокладывания утка в верхней
части батана имеется специальное приспособление 14 с открытым каналом, предназначенным для выхода уточной нити в зев.
При установке батанного механизма необходимо следить,
чтобы струя воздуха из сопла
была направлена точно по центру канала, в противном случае
уточная нить не может быть
правильно проложена.
Батанный механизм получает
движение от пазового кулачка 5,
жестко скрепленного с шестерней z1 = 140 зуб. Шестерня получает вращательное движение от
электродвигателя 8 через клиноременную передачу 9, фрикционную муфту 7 и шестерню z2 = 6
зуб., закрепленную на приводном валу 6.
Рис. 35. Батанный механизм
пневматического ткацкого станка
В паз кулачка 5 входит ролик 4, связанней с тягой 13, второй конец
которой шарнирно соединен с угловым рычагом 12. Последний закреплен на подбатанном валу 11, который представляет собой полую трубу.
При вращении пазового кулачка подбатанный вал получает качательное
движение. Второе плечо рычага 12 через тягу 10 передает качательное
движение лопасти 3 батана.
Кулачок батанного механизма имеет такой профиль, что в период
прокладывания уточной нити батанный механизм имеет выстой, равный
1/4 оборота главного вала станка.
60
Батанный механизм челночных ткацких станков
Батанный механизм челночного ткацкого станка АТ-100-5М представляет собой кривошипно-шатунный четырехзвенный механизм, звеньями которого являются: кривошип, поводок, лопасть батана и рама станка, определяющая постоянство расстояния между осями вращения кривошипа и лопасти батана. Кинематическая схема механизма дана на рис. 36.
В зависимости от положения оси вращения кривошипа батанные механизмы разделяются на аксиальные и дезаксиальные. В
аксиальном батанном механизме хорда В0В6, соединяющая крайние положения пальца лопасти, пересекает ось вращения кривошипа. В дезаксиальных
батанных механизмах ось
вращения кривошипа смеРис. 36. Кинематическая схема батанного
щена в сторону от хорды
механизма челночного станка
В0В6 вверх или вниз.
Определим закон движения аксиального батанного механизма. При
этом принимаем, что палец лопасти батана перемещается не по дуге, а по
прямой, так как лопасть батана имеет большую длину и небольшой угол
качания.
Перемещение пальца лопасти батана
S  OA0  A0 B0  ON  NBi  r  l  r cos   l 2  r 2 sin 2  ,
где r – радиус кривошипа, мм; l – длина поводка, мм; α – угол поворота кривошипа от переднего нулевого положения, град.
Движение батанного механизма можно исследовать аналитическим
и графическим методами.
При аналитическом методе исследования выявляется зависимость
перемещения, скорости и ускорения оси пальца лопасти батана или любой другой точки от угла поворота кривошипа. В аксиальном батанном
механизме, если движение оси пальца лопасти батана принять прямолинейным, эта зависимость выражается следующими уравнениями:
2
– уравнение перемещения: S  r 1  cos    r sin 2  ;
2l
r


– уравнение скорости:
V  r  sin   sin 2  ;

61
2l

– уравнение ускорения:    2 r  cos   r cos 2  .
l


В дезаксиальном батанном механизме скорость и ускорение оси
пальца лопасти батана определяются по следующим уравнениям:
– уравнение скорости: V  r  sin   r sin 2  b cos   ;

2l

l
– уравнение ускорения:    2 r  cos   r cos 2  b sin   ;

l
l

где b – величина дезаксиала, см; ω – угловая скорость кривошипа,
рад/с.
Задаваясь величиной угла поворота а кривошипа, можно построить
графики перемещения, скорости и ускорения пальца лопасти батана.
При графическом методе исследования движения батана для построения графика перемещения используют метод засечек, а графики скорости и ускорения строят методом графического дифференцирования.
Анализ формул показывает, что характер движения батана зависит
от соотношения радиуса кривошипа r и длины поводка l. По этим показателям батанные механизмы подразделяют на три группы:
r/1 > 1/3 – механизмы с коротким поводком;
r/l = 1/3... 1/6 – механизмы с нормальным поводком;
r/1 < 1/6 – механизмы с длинным поводком.
Чем больше отношение r/l, тем выше скорость и ускорение пальца
лопасти батана, симметричность движения нарушается, а плавность
снижается. На рис. 37 представлены графики перемещения, скорости и
ускорения пальца лопасти батана аксиального механизма с нормальным
(сплошные линии) и коротким (пунктирные линии) поводками за один
оборот главного вала станка. Обычно батанные механизмы с короткими
поводками применяют на широких ткацких станках.
Рис. 37. Графики перемещения, скорости и ускорения пальца лопасти
батана челночного станка
62
Для выработки плотных тканей (ковров, технических тканей, тяжелых сукон и др.) одного прибоя батана для прибивания уточной нити
бывает недостаточно. На ткацких станках для выработки таких тканей
применяют батаны с двойным прибоем.
Для изготовления махровых тканей используют также батанный механизм специальной конструкции. Петли определенной высоты на поверхности махровых тканей образуются следующим образом. Две или
три уточные нити, последовательно введенные в зев, при прибое не доводятся до опушки ткани за счет осуществления так называемого мягкого прибоя. После введения в зев третьей или четвертой уточины вся
группа уточных нитей подводится вплотную к опушке ткани – происходит жесткий прибой. Прибиваемые уточные нити скользят относительно
сильно натянутых нитей грунтовой основы, а в это время подается ворсовая основа, натяжение которой сравнительно невелико: поэтому в момент осуществления жесткого прибоя из ворсовой основы образуются
петли. Эти петли закрепляются жестким прибоем нескольких уточин.
Высота петель определяется расстоянием по основе между двумя соседними положениями жесткого прибоя. Для выработки махровых тканей
требуется периодическое изменение положения берда в момент прибоя.
Периодичность мягкого и жесткого прибоев на ткацком станке
можно изменять в зависимости от используемого переплетения ткани.
Эта периодичность определяется профилем кулачка.
2.1.1. Прибой утка на многозевных ткацких машинах
На некоторых многозевных машинах применяют тканеформирующие механизмы, которые обеспечивают одновременно выполнение двух
технологических операций процесса образования ткани: перемещение
челноков, в результате чего в зеве основы прокладывается уточная нить;
подвод проложенных уточных нитей к опушке ткани и их точечный прибой.
На рис. 38 представлен тканеформирующий диск, осуществляющий точечный прибой на
многозевной машине. На валу
1 набраны тканеформирующие
диски 2 таким образом, что их
выступы I, II и III образуют
спиральную поверхность с шагом, равным расстоянию между микрочелноками. Выступы
I дисков приводят в движение
микрочелноки и обеспечивают
подвод проложенной уточной
Рис. 38. Тканеформирующий диск
многозевной машины
нити к опушке.
63
Выступами II уточная нить начинает перемещаться в зоне формирования
ткани в условиях взаимодействия основных и уточных нитей. Окончательно прибиваются уточные нити и формируется элемент ткани выступами III при максимально раскрытом зеве.
Уточные нити в каждой зоне прибиваются последовательно выступами дисков. Так как последние смещены на некоторый угол один относительно другого, с опушкой ткани соприкасается выступ только одного
диска. Величину смещения одного диска относительно другого можно
рассчитать по формуле
l  2r / nT  20rn /(lP0 ) ,
где r – радиус выступа дисков, мин; nT – число тканеформирующих
дисков.
nT  lP0 /(10n) ,
где I – шаг винта, мм; P0 – плотность ткани по основе, нитей на 1 см;
n – число нитей, пробранных между тканеформирующими дисками.
Разность радиусов выступов III и I и их смещений Δl равна размеру
зоны формирования тканей различных плотностей. В процессе взаимодействия профилированных дисков с тканью нормаль N (см. рис. 38),
восстановленная к профилю дисков, составляет с направлением ткани
угол φ, поэтому особое значение приобретает обеспечение равновесия
опушки ткани при выработке тканей различной структуры.
2.2. Взаимодействие основных и уточных нитей
при фронтальном прибое
В процессе прибоя уточной нити к опушке ткани возникает сила
прибоя, которая зависит от строения вырабатываемой ткани и реологических свойств нитей основы и утка. В результате активного силового взаимодействия основные и уточные нити испытывают большие технологические нагрузки, которые для большинства вырабатываемых тканей и для
большинства современных ткацких станков являются максимальными за
время оборота главного вала станка, что хорошо видно из осциллограммы натяжения основных нитей, представленной на рис. 39,а.
При прибое утка на ткацких станках можно выделить четыре основных периода:
1) от омента встречи берда с прибиваемой уточной нитью до момента начала силового взаимодействия уточины с нитями основы;
2) от начала силового взаимодействия нитей двух систем до момента встречи берда с опушкой ткани;
3) движение опушки ткани под действием берда;
4) обратное движение берда от опушки ткани и выталкивание прибитой уточины в сторону зева.
64
Рис. 39. Осциллограммы натяжения нитей основы и ткани
В течение первого периода перемещение прибиваемой уточной нити,
движущейся к опушке ткани бердом, идет относительно свободно по
нижней плоскости еще незакрытого зева. Начало второго периода обычно совпадает с моментом заступа. В этот момент времени, во-первых,
происходит фиксация длины прибиваемой уточины и, во-вторых, начинается воздействие на уточину более натянутых основных нитей. В результате силового точечного давления прибиваемая уточина начинает изгибаться, принимая волнообразную форму. При этом в первый момент времени изгиб уточины на небольшой угол происходит относительно свободно, так как длина проложенной в зев уточной нити превышает ширину опушки ткани в среднем на 0,5–1 %, но после выбора этого небольшого участка свободной длины, т. е. после достижения определенного угла
изгиба прибиваемой уточины, начинается обратное явление – силовое
действие прибиваемой уточины на нити основы и изгиб последних.
65
В результате такого силового взаимодействия, сопровождающегося
большими деформациями изгиба, смятия и растяжения двух систем нитей, а также в результате одновременного перемещения уточины к опушке ткани, связанного с фрикционным взаимодействием нитей основы и
утка, прибиваемая уточина и основные нити принимают волнообразную
форму, образуя новый элемент ткани. Однако движение берда при этом
не заканчивается. В третьем периоде бердо движется вместе с опушкой в
сторону грудницы, натяжение ткани резко падает, что хорошо видно из
осциллограммы, представленной на рис. 39,б.
Натяжение основы в течение второго и третьего периодов прибоя
уравновешивается силой прибоя и натяжением ткани, поэтому во время
третьего периода прибоя перемещение ткани к груднице под действием
берда происходит на величину прибойной полоски. Деформация основных нитей и величина прибойной полоски при прибое находятся в прямо
пропорциональной зависимости от силы прибоя и обратно пропорциональной зависимости от жесткости основы и ткани. Четвертый период
прибоя характеризуется обратным ходом прибитой уточины под действием упругих сил со стороны перекрещенных нитей основы.
Сопротивление движению прибиваемой уточной нити в первый и
второй периоды прибоя и сопротивление движению ткани в третий период преодолевается внешней активной силой, называемой силой прибоя.
Сила прибоя действует на прибиваемую уточину со стороны прибивающего органа – берда. Эта сила, изменяясь в процессе прибоя от нуля до
максимальной величины, зависит от строения вырабатываемой ткани,
реологических свойств нитей основы и утка, а также первоначального
натяжения нитей двух систем.
Перемещение опушки ткани в третий период прибоя называется
прибойной полоской. Это перемещение опушки ткани осуществляется
вместе с бердом и под его воздействием.
Величина прибойной полоски зависит от параметров строения ткани
и от параметров заправки и выработки ткани на станке, для различных
тканей она изменяется в широких пределах. Величина прибойной полоски изменяется обратно пропорционально натяжению основы, т. е. чем
больше натяжение основы, тем меньше прибойная полоска, и наоборот.
При недостаточном натяжении основы возникает достаточно большая
прибойная полоска. Кроме того, прибойная полоска может служить видимым ориентиром правильности протекания процесса ткачества. Изменение силы прибоя и величины прибойной полоски имеет сложную
функциональную зависимость от параметров строения ткани и технологических параметров ее выработки.
Сила прибоя, действующая на формируемый элемент ткани в процессе прибоя, намного превышает силы инерции самих нитей. Пренебре66
гая силами инерции нитей и используя принцип Даламбера, получаем возможность описывать движение нитей равенствами, формально совпадающими с уравнениями равновесия. Однако в отличие от истинного равновесия, когда нить не меняет своей конфигурации, в данном случае нить будет
двигаться, но при этом действующие на нить силы уравновешиваются. Поэтому в дальнейшем будем говорить о равновесии, понимая под этим как
равновесное положение, так и движение в указанном выше смысле.
Рассмотрим взаимодействие нитей основы и утка от момента начала
движения уточины к опушке ткани под действием внешней активной силы
до момента прибоя уточины, при котором достигается минимальное расстояние между прибиваемой и неподвижной прибитой уточинами, и силовое взаимодействие нитей в послеприбойный период, т. е. в момент снятия
внешней активной силы. На рис. 40 представлена схема действия сил на
основу и уток при фронтальном прибое. Считаем, что нити гибкие и растяжимые согласно закону Гука. На рис. 40 даны следующие обозначения:
F0 и F`о – натяжение основы с внешней стороны от прибиваемой
уточины и на отрезке между прибиваемой и прибитой уточинами,
сН/нить:
Fy – натяжение прибиваемой нити утка, сН/нить;
в – расстояние между центрами прибиваемой и прибитой уточин, мм;
а – расстояние между осями соседних основных нитей, мм;
ψ и θ – углы наклона нити основы к горизонтальной плоскости соответственно с внешней стороны от прибиваемой уточины между прибиваемой и прибитой нитями утка, град;
β – угол наклона прибиваемой нити утка к горизонтальной плоскости, град.
Рис. 40. Схема действия сил на основу и уток при фронтальном прибое
Рассмотрим равновесие системы, состоящей из элементов нитей основы и утка, находящихся в соприкосновении. Сумма проекций действующих сил на оси X и Z будет равна:
P  F0 cos   F0 cos  0 ;
2Fy sin   F0 sin   F0 sin   0 .
67
Третье уравнение получаем, связав натяжение основы с внешней
стороны от прибиваемой уточины и между прибиваемой и ранее прибитой уточинами.
F0  F0 e  f    ,
где f – коэффициент трения основных и уточных нитей.
Решая совместно приведенные уравнения, получим
P  F0 cos  e  f    cos   ;


F0  2Fy sin  / sin   e  f    sin  .
Сила трения, действующая при скольжении утка по основе,
TTP  F0  F0  F0 1  e  f    .


Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том,
что сила прибоя, натяжение основы и натяжение утка взаимообусловлены и влияют друг на друга.
После прибоя, т. е. после снятия внешней активной силы (силы прибоя проложенной уточной нити к опушке ткани), уравнения равновесия
примут вид
F0 cos   F0 cos  0 ;
2 Fy sin   F0 sin   F0 sin   0 .
Так как сила трения изменила направление,
F0  F0 e f    .
Следовательно,
e f    cos   cos ;
2Fy sin   F0 sin   e f    sin    0 ;
F0  2 Fy sin  cos  / sin     .
Анализ полученных зависимостей позволяет установить:
1) непрерывно уменьшающееся в процессе прибоя расстояние между
прибитой и прибиваемой уточинами достигает своего минимального значения в конце прибоя, после отхода берда уточина выталкивается обратно;
2) от момента начала прибоя до момента, когда Fy = F0, наблюдается
более или менее плавное изменение основных сил, действующих в формируемом элементе ткани; начиная с этого момента резко увеличиваются
F0 и Р и за короткий промежуток времени они достигают экстремальных
значений;
3) натяжение основной нити F`0 внутри формируемого элемента ткани непрерывно падает, причем наиболее резкое падение наблюдается в
конце прибоя;
68
4) натяжение прибиваемой уточины Fy в процессе фронтального прибоя резко возрастает; отход же берда от опушки ткани способствует
уменьшению силы Fy;
5) сила прибоя в начальной стадии возрастает плавно, в конечной
стадии увеличивается резко и достигает своего максимального значения
при минимальном расстоянии между уточинами;
6) сила трения Ттр между прибиваемой уточиной и основной нитью
увеличивается более плавно, чем сила прибоя, причем вначале сила прибоя затрачивается на преодоление силы трения, развиваемой на контакте.
В конечной же стадии прибоя большая часть силы прибоя затрачивается
на изгиб нитей;
7) угол изгиба уточины β изменяется примерно по такому же закону,
что и натяжение утка.
В табл. 5 приведены данные о продолжительности процесса прибоя
на ткацких станках типа СТБ различной заправочной ширины.
Таблица 5
Заправочная ширина
станка по берду, см
189
216
250
330
389
469
545
Частота вращения
главного вала, мин -1
400
350
340
330
325
260
190
Продолжительность
прибоя, с
0,00417
0,00476
0,00490
0,00505
0,00513
0,00641
0,00877
Малая продолжительность прибоя и большие динамические нагрузки, возникающие в нитях, усложняют процесс регулирования, поэтому к
прибою предъявляются повышенные требования. От правильного протекания этого процесса во многом зависят уровень обрывности нитей, качество выпускаемой ткани и рациональное ее строение.
2.3. Расчет параметров процесса прибоя
Основными параметрами процесса прибоя уточины к опушке ткани
являются сила прибоя и величина прибойной полоски. Опыт работы
ткацких станков показал, что величина прибойной полоски и сила прибоя
определяются заправочным натяжением нитей основы, причем с увеличением заправочного натяжения основы сила прибоя возрастает, а величина прибойной полоски уменьшается.
Установим связь между силой прибоя и величиной прибойной полоски. Как известно, опушка ткани находится в момент прибоя в равновесии за счет силы прибоя, натяжения основы и ткани:
P  F0 cos   FT ,
где α – половина угла раскрытия зева при прибое, град.
Так как угол α мал, cos α ≈ 1.
69
Натяжение основы в момент прибоя
F0  F  C0   C0  0 ,
где F – натяжение основы до прибоя, сН; λ – величина прибойной
полоски, мм; Δ0 – дополнительная деформация основы в момент прибоя
от процесса зевообразования, мм; С0 – коэффициент жесткости основы в
заправке ткацкого станка, сН/мм.
Натяжение ткани в момент прибоя
FT  F   CT   CT T ,
где F´ – натяжение ткани до прибоя (F/ = F), сН; CТ – коэффициент
жесткости ткани в заправке ткацкого станка, сН/мм; ΔТ – дополнительная
деформация ткани в момент прибоя от процесса зевообразования, мм.
На основании этого сила прибоя
P  F0  FT   C0  CT    0 C0   T CT .
Если принять, что ∆0С0 = ∆Т СТ, то Р = (С0 + СТ)λ.
Если выявить влияние на жесткость основы и ткани натяжения нитей
основы, то оказывается, что увеличение натяжения нитей основы обязательно приводит к изменению жесткости основы и ткани. Величину прибойной полоски можно определить по формуле
  P / C0  CT  .
В результате экспериментальных исследований В. Н. Васильченко
получил следующее выражение для расчета натяжения основы у опушки
ткани в момент прибоя при выработке хлопчатобумажных тканей полотняного переплетения:


F0  0,04T0 l 6 ЗП  1 K 1K 2 K 3 K 4 K 5 ,
где Т0 – линейная плотность основы, текс; 3П – коэффициент поверхностного заполнения ткани; К1 – коэффициент, учитывающий влияние поверхностной плотности ткани; К2 – коэффициент, учитывающий
отношение заполнения ткани по основе к заполнению ткани по утку; К3 –
коэффициент, учитывающий отношение линейной плотности основы к
линейной плотности утка; К4 – коэффициент, учитывающий разнонатянутость нитей зева; К5 – коэффициент, учитывающий влияние заступа.
При расчете натяжения основы при прибое представляет интерес учет
релаксационных свойств нитей основы. Натяжение основы при прибое
Fпр  F  Fпр ,
где F – натяжение основы до прибоя, сН; ΔFnp – приращение натяжения основы в процессе прибоя, сН.
Приращение натяжения основы в процессе прибоя можно рассчитать, используя наследственную теорию вязкоупругости БольцманаВольтерра:
  Fпр / S ;
t
 пр     ;   E  E T t    d ,

0
70
где σ – напряжение основы до прибоя, Па; Δσ – приращение напряжения основы в процессе прибоя, Па; S – площадь поперечного сечения
нити, м2; ε – деформация основы в процессе прибоя; Е – модуль упругости
нити, Па; T(t – τ) – функция влияния.
В качестве функции влияния целесообразно выбирать функцию, которая хорошо описывает процесс, продолжительность которого близка к
нулю, когда при постоянной деформации скорость распространения (релаксации) напряжения будет стремиться к минус бесконечности. Такие
функции называют слабосингулярными.
Контрольные вопросы
1. Что называют прибоем утка?
2. Что называют зоной формирования ткани?
3. Какие различают способы прибоя?
4. Преимущества и недостатки различных способов прибоя уточной
нити к опушке ткани.
5. Перечислите основные периоды фронтального прибоя утка. Дайте
характеристику каждому из этих периодов.
6. Какие существуют механизмы, осуществляющие прибой уточной
нити к опушке ткани?
7. Какие требования предъявляют к батанным механизмам?
8. Что называют прибойной полоской, силой прибоя?
9. Классификация кривошипно-шатунных батанных механизмов в
зависимости от соотношения радиуса кривошипа и длины поводка.
10. Какие кривошипно-шатунные батанные механизмы называются
аксиальными, а какие дизаксиальными?
11. Как изменить силу прибоя и величину прибойной полоски на
ткацких станках различных конструкций?
12. Какие функции выполняют батанные механизмы различных
ткацких станков?
13. Причина возникновения прибойной полоски на ткацком станке.
14. Как отличается натяжение утка при прокладывании в зеве и при
формировании элемента ткани?
15. Что представляет собой взаимосвязь между натяжением основы
и натяжением утка?
16. От каких технологических параметров, заправки ткацкого станка
зависит строение вырабатываемой ткани?
17. Почему одна и та же заправка ткани на различных ткацких станках дает различие параметров строения вырабатываемых тканей?
18. От чего зависит разрушение нитей на ткацком станке?
19. Особенности прибоя на многозевной машине.
20. Какие преимущества батанного механизма ткацких станков типа
СТБ по сравнению с батанным механизмом челночного ткацкого станка?
71
3. ПИТАНИЕ ТКАЦКИХ СТАНКОВ УТКОМ.
МНОГОЧЕЛНОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И МНОГОУТОЧНЫЕ
ПРИБОРЫ
Для выработки некоторых тканей применяют уточную пряжу различных цвета, линейной плотности, крутки, волокнистого состава и др.
Так, в хлопчатобумажном, шерстяном и шелковом производствах часто
вырабатывают ткани из утка различного цвета (шотландка, шелковые
клетчатые полотна, шерстяные костюмные ткани и др.). При выработке
многослойных тканей (пикейные одеяла, драпы, пледы и др.) в хлопчатобумажном и шерстяном производствах часто используют уточную пряжу
различной линейной плотности. В шелковом производстве вырабатывают
различные виды крепов, для которых применяют пряжу различной крутки.
Для выработки этих тканей на челночных ткацких станках используют не один челнок, а несколько, причем в каждом челноке помещается
уточная пряжа определенного вида. Для размещения нескольких челноков на ткацком станке и подачи их в определенной последовательности
на уровень склиза батана применяют многочелночные механизмы.
На бесчелночных ткацких станках для выработки ткани из различной уточной пряжи используются многоцветные механизмы. Они позволяют в определенной последовательности подавать уток определенного
цвета, линейной плотности, крутки и различного волокнистого состава,
который затем прокладывается в зев.
3.1. Классификация многочелночных механизмов
и многоцветных приборов
Существует большое количество различных конструкций многочелночных механизмов и многоцветных приборов. Для изучения их целесообразно сгруппировать по определенным признакам и дать классификацию.
Задача многочелночных механизмов и многоцветных приборов –
обеспечить прокладывание утка строго последовательно в соответствии с
заданным манером цвета или рисунка.
Для размещения челноков на станке и подачи их в определенной последовательности на уровень склиза батана применяют многочелночные
механизмы. Челноки с пряжей различного вида размещаются в челночнице по вертикали один над другим или по окружности челночницыбарабана. На ткацких станках типа СТБ уточная пряжа различных видов
размещается сбоку ткацкого станка на специальных держателях уточных
паковок – бобин. Смена вида вводимого в зев утка осуществляется специальным устройством, называемым многоуточным прибором. Управление
порядком чередования смены утка, в соответствии с заданным раппортом
цвета ткани по утку, осуществляется с помощью картона.
72
На челночных ткацких станках применяются многочелночные механизмы различных конструкций. По некоторым характерным признакам их
можно разделить на следующие группы:
1. В зависимости от расположения челночниц – на односторонние и
двухсторонние.
В односторонних механизмах имеется одна челночница, на противоположной стороне батана расположена обычная челночная коробка; в
двусторонних механизмах имеются две челночницы, расположенные на
каждой стороне батана.
2. В зависимости от максимального числа используемых челноков –
двух-, трех-, пяти- и семичелночные.
3. В зависимости от характера движения челночницы и расположения в ней челноков – на механизмы с поступательным и вращательным
движением челночницы. В первом случае челночница перемещается поступательно вверх или вниз, подавая на уровень склиза батана нужную
челночную коробку, во втором случае челночница вращается, подавая к
склизу необходимый челнок.
4. По величине пути перемещений челночницы – на механизмы с
последовательной и произвольной сменой челночных коробок. В механизмах с последовательной сменой челночных коробок челночница перемещается на высоту одной коробки, устанавливая на уровень склиза
соседнюю с ней коробку В механизмах с произвольной сменой челночных коробок челночница может перемещаться на несколько коробок,
устанавливая на уровень склиза батана любую из коробок челночницы.
Многочелночные механизмы различных групп имеют неодинаковые
возможности чередования челноков с различным утком. Так, при использовании односторонних многочелночных механизмов можно воспроизвести раппорт цвета только с четным числом прокидок. Наибольшие возможности чередования челноков с различным утком имеют двусторонние
механизмы с произвольной сменой коробок. Наибольшее применение
имеют односторонние четырехчелночные и двусторонние семичелночные механизмы с произвольной сменой челночных коробок. На ткацких
станках типа СТБ устанавливаются многоуточные приборы на два, четыре и т. д. утка различного вида.
3.2. Разгон челноков
Разгон челноков – это графическое изображение размещения челноков в челночных коробках и порядка смены коробок для получения заданного уточного раппорта цвета (уточного манера).
Согласно рисунку ткани цветной раппорт по утку может иметь
различное число уточных прокидок каждого цвета: четное, нечетное и
смешанное. Например, цветной раппорт по утку состоит из 12 прокидок
утка красного цвета, 18 прокидок утка коричневого цвета, 6 прокидок
73
утка черного цвета, 20 прокидок утка зеленого цвета. Все цвета (челноки)
имеют четное число прокидок. Или цветной раппорт по утку состоит из
11 прокидок утка красного цвета, 15 прокидок утка коричневого цвета, 7
прокидок утка зеленого цвета, 17 прокидок утка черного цвета. Все цвета
(челноки) имеют нечетное число прокидок. И третий пример, цветной
раппорт по утку состоит из 12 прокидок утка красного цвета,. 15 прокидок утка коричневого цвета, 6 прокидок утка зеленого цвета, 17 прокидок
утка черного цвета. Цвета (челноки) имеют четное и нечетное число прокидок (в этом случае принято называть раппорт со смешанным числом
прокидок).
Следует также различать понятия «полный раппорт» и «сокращенный раппорт». Полный раппорт включает полное число уточных прокидок каждого цвета. В сокращенном раппорте четное число прокидок заменяется числом 2 – первым четным числом, нечетное число прокидок –
числом 1 – первым нечетным числом. Например (табл. 6):
Таблица 6
Полный раппорт
8 прокидок красного цвета
17 прокидок зеленого цвета
12 прокидок черного цвета
9 прокидок коричневого цвета
Сокращенный раппорт
2 прокидки красного цвета
1 прокидки зеленого цвета
2 прокидки черного цвета
1 прокидки коричневого цвета
Разгон челноков выполняется по сокращенному раппорту цвета. В
дальнейшем для сокращения записей и удобства графического оформления разгона челноков уточную пряжу различного вида будем обозначать
буквами.
Разгон челноков для цветного раппорта по утку с четным числом
прокидок не представляет затруднений. В этом случае каждый челнок
перед сменой коробок возвращается в челночницу (в свою челночную
коробку). Возможность выполнения цветного раппорта с нечетным или
смешанным числом прокидок утка зависит от числа свободных коробок
после размещения челноков в челночницах двустороннего многочелночного прибора с произвольной сменой коробок.
В общем виде зависимость между числом челноков и общим числом
челночных коробок можно выразить равенством
п = К – т,
где п – число челноков с утком различного вида; К – общее число
коробок в челночницах; т – число свободных челночных коробок.
В зависимости от числа свободных коробок (т) рассмотрим три
случая разгона челноков.
1. Если после размещения челноков в челночных коробках остались
три свободные челночные коробки – две в одной челночнице и одна – в
противоположной, т. е. п = К – 3, то в этом случае возможен разгон чел74
ноков для любого цветного раппорта с четным, нечетным или смешанным числом прокидок каждого цвета.
2. Если после размещения челноков остались две свободные челночные коробки – по одной в каждой челночнице, т. е. п = К – 2, то разгон челноков возможен в следующих случаях:
а) челноки каждого цвета имеют четное или нечетное число прокидок
(например, 2а, 2б, 2в, 2г, 2д, 2е – все челноки имеют четное число прокидок; 1а, 1б, 1в, 1г, 1д, 1e – все челноки имеют нечетное число прокидок);
б) четное число челноков с четным и нечетным числом прокидок
располагается последовательно или попарно (например, 2а, 2б, 2в, 2г, 1д,
1е или 2а, 2б, 1в, 1г, 2д, 2е);
в) один челнок имеет четное число прокидок, а число челноков с нечетным числом прокидок также нечетное (например, 2а, 1б, 1в, 1г, 1д, 1е).
3. Если после размещения челноков осталась одна свободная коробка, т. е. п = К – 1, то разгон челноков возможен лишь для цветных раппортов с нечетным числом прокидок каждого цвета; число цветов также
нечетное (например, 1а, 1б, 1в).
При размещении челноков в челночницах необходимо соблюдать
следующие правила:
– размещать челноки последовательно в левую и правую челночницы, начиная с верхних (первых) коробок;
– челноки с четным и нечетным числом прокидок в смешанном раппорте цвета размещают равномерно в обе челночницы;
– размещение челноков должно исключать большие перемещения
челночниц (на три и четыре челночные коробки).
Раппортом разгона называется число уточных прокидок, после которого челноки и челночные коробки занимают первоначальное положение и при этом выработан один или несколько раппортов цвета.
При разгоне челноков желательно заранее определить раппорт разгона. Это предупреждает возможные ошибки и ускоряет выполнение разгона. Раппорт разгона зависит от раппорта цвета, общего числа коробок и
числа свободных коробок. Для различных раппортов цвета Rц раппорт
разгона R определяют по следующим соотношениям.
1. Для цветного уточного раппорта с четным числом прокидок каждого цвета:
R = Rц.
2. Для цветного уточного раппорта с нечетным числом прокидок
каждого цвета при:
R  Rц K ;
m=1
K
;
2
K
R  Rц  ,
3
R  Rц 
m=2
m=3
75
K.
m
При подсчете раппорта разгона выражение К/т принимается ближайшим большим четным числом. Например, если К = 8 и т = 3, то К/т = 8/3
= 2,6. Принимаем это выражение равным – 4.
3. Для цветного уточного раппорта со смешанным числом прокидок
K  Sч
,
R  Rц 
m
где Sч – число челноков с четным числом прокидок.
или в общем виде:
R  Rц 
Выражение K  Sч также принимается ближайшим большим четным
m
числом.
Например: Произведем разгон челноков и подготовим картон для
следующего раппорта цвета: 8 нитей цвета а, 12 нитей цвета б, 4 нити
цвета в, 7 нитей цвета г, 11 нитей цвета д. Раппорт имеет смешанное число
прокидок каждого цвета. Сокращенный раппорт: 2а, 2б, 2в, 1г, 1д. Необходимое число челноков равно 5. Заданный раппорт цвета можно выполнить
на станке с двухсторонним семичелночным механизмом с произвольной
сменой челночных коробок. Раппорт цвета Rц = 2 + 2 + 2 + 1 + 1 = 8. Число свободных коробок равно 3.
Определим раппорт разгона
K  Sч
83;
R  Rц 
 8
m
3
R  8  2  16 прокидок.
Выражение
83
 1,66 ; принимаем его равным ближайшему боль-
3
шему четному числу, т. е. 2.
Размещение челноков в челночнице и схема разгона челноков показаны на рис. 41. По типовым картам для левой и правой челночниц набираем картон в соответствии со схемой разгона.
На челночных ткацких станках с многочелночными механизмами
для выработки тканей с цветным раппортом по утку с нечетным и смешанным числом уточных прокидок часто возникает необходимость осуществлять прокидку нескольких челноков из одной и той же челночницы.
В этих случаях на ткацких станках устанавливают боевые механизмы
произвольного боя.
76
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
а
→
а
2
в
3
д
4
б
→
→
в
г
→
→
а
б
→
→
в
→
д
4
→
←
←
→
→
←
←
→
→
←
←
→
→
←
→
←
3
2
г
1
б
а
←
←
б
в
←
←
д
а
←
←
б
в
←
г
←
Рис. 41. Схема разгона челноков для раппорта цвета со смешанным числом прокидок
утка и тремя свободными челночными коробками
3.3. Лабораторная работа № 14
Набор картона многоуточного механизма для изготовления
ткани по заданному раппорту цвета утка
Порядок выполнения
1. Ознакомиться с устройством и работой многоуточного механизма ткацкого станка типа СТБ.
2. Снять цикловую диаграмму работы механизма (возвратчиков утка, устройства для фиксации положения возвратчиков утка, тормоза и
компенсатора уточной нити).
3. На работающем станке определить раппорт цвета по набору пластин программоносителя.
4. По образцу ткани определить раппорт цвета. Составить схему
набора картона с фиксирующей шайбой и без неё.
5. Указать ассортиментные возможности данного механизма.
Приборы и оборудование: ткацкий станок типа СТБ, набор пластин
картона цвета, образцы тканей с утком различного вида, шило, ткацкая лупа.
Основные сведения
Многоуточные приборы. На бесчелночных ткацких станках последовательность подачи и число прокидок утка различного вида обеспечиваются многоуточными приборами. Наличие многоуточных приборов на
бесчелночных ткацких станках не требует увеличения числа прокладчиков
утка, но изменяет число подавателей утка.
Ткацкие станки типа СТБ оснащаются многоуточными приборами на
два и четыре вида утка.
77
Двухцветный механизм. Устройство данного механизма одинаково
для узких и широких станков. В двух продольных пазах кронштейна 3
(рис. 42), закрепленного болтами на коническом зубчатом секторе 2, расположены два возвратчика утка 5. Этими же болтами на секторе закреплен фиксатор 1. Кронштейн 3 соединен с кронштейном 9. Для фиксации
возвратчиков при передаче уточной нити прокладчику утка в пазы фиксатора 1 входит ролик 34, сидящий на эксцентрической оси. Ось гайкой
закреплена в кронштейне 33, который разъемной тягой 4 соединен с
трехплечим рычагом верхнего отсека боевой коробки.
Рис. 42. Двухцветный механизм
Кронштейн 3, конический зубчатый сектор 2 и фиксатор 1 клином
закреплены на валике 32. Клин проходит через отверстие и вырез в валике 32. На левом конце валика, который качается в бронзовых втулках,
болтом закреплен рычаг 8, на нижнем конце которого находятся ось 6 и
тяга 7, управляющая включением соответствующих компенсатора и тормоза уточной нити при смене цвета.
78
Конический зубчатый сектор 2 постоянно зацеплен с зубьями сектора 31, закрепленного болтом 30 на валике 29. Последний имеет упругое
звено, состоящее из двух муфт. Муфта 26 свободно надета на валик и
имеет два выступа. Муфта 27, напротив, имеет две выемки и соединена с
валиком шлицами, а к муфте 26 прижимается пружиной 28.
В муфте 26 предусмотрены две проушины 10, которые осью 36 соединены с вилкой 37 фиксатора картона. На оси 36 вращается ролик 35,
который через вилку 37 фиксатора и надетую на ее палец 24 пружину 23,
прижимается к картону 22.
Картон 22, представляющий собой набор пластин разного профиля,
соединенных между собой с помощью втулок в одну общую цепь, управляет сменой цветов или видов утка.
Цепь картона получает движение от продольного вала 14 станка, на
котором посажена ведущая звездочка 13 цепной передачи. Ведомая звездочка 18 соединена со звездочкой 13 ведущей цепью 12. Для натяжения
последней предусмотрена еще одна звездочка 15, сидящая на эксцентрической оси. На боковой плоскости ведомой звездочки 18 имеются четыре
ролика 17.
Данная звездочка состоит из двух частей – венца и ступицы, которые
соединены между собой двумя накладками 16. Рядом с нею расположен
четырехугольный мальтийский крест 19, на одной оси с которым закреплена шестерня 20, входящая в зацепление с шестерней 21. На одной оси с
последней болтами укреплена шайба 11, на которую и надевается картон 22.
При вращении продольного вала 14 посредством звездочки 13 и цепи 12 вращение получает звездочка 18. Находящиеся на ней ролики 17,
перемещаясь вместе со звездочкой по окружности, входят поочередно в
пазы мальтийского креста 19 и периодически поворачивают его. Вращение креста через шестерни 20 и 21 передается картону 22.
При вращении механизма картона по направлению движения часовой стрелки под ролик 35 подаются пластины разной ширины, вследствие
чего ролик или остается на месте (если подошла узкая пластина), или
отжимается вправо (если подошла широкая пластина). Так как ролик через упругое звено связан проушиной с валиком 29, при перемещении ролика поворачивается и валик, и связанный с ним зубчатый сектор 31.
Данный сектор через конический сектор 2 поворачивает фиксатор 1, связанный с кронштейном 3. В результате этого то один, то другой возвратчики утка 5 встают в исходное положение для передачи уточной нити
прокладчику утка: при подходе под ролик узкой пластины встает первый
(нижний) возвратчик утка, при подходе широкой пластины в исходное
положение – второй (верхний) возвратчик утка. Переключение возвратчиков происходит в тот момент, когда ролик 34 фиксатора полностью
вышел из паза фиксатора.
79
Смена цвета происходит при повороте главного вала на угол 55–58°
(на широких станках) или 85° (на узких станках). В этот момент мальтийский крест 19 занимает такое положение, при котором два его паза и два
ролика 17 находятся на одной прямой линии.
При передаче нити от возвратчика к прокладчику утка ролик 34
находится в пазу фиксатора 1, не давая нити перемещаться по вертикали.
При розыске раза картон вращается в обратном направлении. Если
розыск раза производится сразу после переключения возвратчиков утка,
упругое звено механизма смены цвета утка разъединяется. Чтобы детали
механизма успели занять рабочее положение при пуске станка, последний имеет механизм самоостанова, который срабатывает при положении
главного вала 55–60° (на широких станках) или 85–88° (на узких станках).
Четырехцветный механизм. Принцип работы четырехцветного механизма с раздельными компенсаторами аналогичен принципу работы
двухцветного механизма. В отличие от двухцветного механизма четырехцветный механизм имеет четыре экрана, четыре возвратчика, по четыре
компенсатора и тормоза уточной нити. Кроме того, в этом механизме
изменена передача движения от возвратчиков утка к спаренному эксцентрику компенсаторов и тормозов и имеется переключатель с многоцветной работы на одноцветную.
В механизме с раздельными компенсаторами возвратчики утка расположены в четырех продольных пазах кронштейна 10 (рис. 43), который
укреплен на коническом зубчатом секторе 1. На секторе закреплен фиксатор 9 с четырьмя пазами, в которые входит ролик 7. Кронштейн 10,
зубчатый сектор 1 и фиксатор 9 расположены на валике 2, который качается в бронзовой втулке (подшипнике).
Конический сектор 1 находится в постоянном зацеплении с зубьями
сектора 8, который винтом 6 закреплен на валике 5. На секторе в свою
очередь закреплен рычаг 4, который пальцем 3 соединен с водилкой 48,
имеющей на конце зубья. Валик 37, вращающийся в двух подшипниках,
изготовлен как одно целое с двумя шестернями 40 и 31, расположенными
на его концах. С шестерней 40 связана через зубья водилка 48. Вторая
шестерня 31 соединена с ползуном 32, который имеет вилку 30, входящую в кольцевой паз втулки 25 с кулачками; втулка сидит на шлицах оси
валика верхнего отсека боевой коробки. Левым кулачком втулка 25 может действовать на один из роликов 33, 34, 29 или 24, соответственно
сидящих на двуплечих рычагах 36, 35, 28 и 23, через тяги и двуплечие
рычаги 42, 39, 43 и 27, связанные с тормозными лапками 41, 38, 44 и 26.
Правым кулачком втулка 25 может воздействовать на один из роликов 22, 18, 19 или 15, соответственно сидящих на двуплечих рычагах 21,
20, 17 или 16, которые связаны через тяги 47, 14, 49 или 11 с компенсаторами 45, 12, 46 или 13.
80
Рис. 43. Четырехцветный механизм
Каждый из возвратчиков утка связан с определенными тормозом утка и компенсатором: первый (нижний) возвратчик связан с тормозной
лапкой 41 и компенсатором 45, второй возвратчик – с лапкой 38 и компенсатором 12, третий – с лапкой 44 и компенсатором 46, четвертый – с
лапкой 26 и компенсатором 13.
Уточная нить, сматываясь с каждой из четырех бобин, проходит через свой направляющий глазок экрана. Из второго направляющего глазка
она попадает под лапку одного из четырех тормозов утка, затем через
третий направляющий глазок – в глазок рычага соответствующего компенсатора, а далее – в глазок шайбы. После этого нить зажимается губками зажимов возвратчиков утка.
Один из четырех возвратчиков утка всегда находится в рабочем положении. Он устанавливается на линию пролета прокладчика утка под
действием пластин цепи картона, имеющих разную ширину.
Картон цвета. Карты механизма смены цвета отличаются друг от
друга шириной и профилем. На станках, оснащенных двухцветным механизмом, используют пластины трех профилей (рис. 44): а-а шириной 13
мм, б-б шириной 17 мм и а-б с двумя размерами, один из которых соответствует ширине пластины а-а, а другой – ширине пластины б-б. На
концах каждой пластины имеются отверстия для соединения пластин в
одну общую цепь (картон).
81
На станках, оснащенных четырехцветным механизмом смены цвета
утка, применяют пластины девяти профилей: а-а, б-б, а-б, в-в, а-в, б-в, г-г,
б-г и в-г. Пластины для станков, оснащенных двух- и четырехцветным
механизмом смены цвета утка, невзаимозаменяемы.
Набор картона должен соответствовать заданному раппорту уточных нитей по цвету.
В любом случае набор должен
начинаться с комбинированной пластины (с учетом
направления движения наборной цепи).
Так, для манера цвета утка За + 3б + 5а + б чередование пластин в наборной цепи
Рис. 44. Профили пластин картона
возможно в двух вариантах.
прибора смены цвета ткацкого станка типа СТБ:
I – для 2-хцветного прибора;
II – для 4-хцветного прибора
I вариант – набор картона начинается с комбинированной пластины
а–б (рис. 45, а), действующей на ролик: (а-б) + (б-б) + (а-а);
II вариант – набор картона начинается с комбинированной пластины
б-а (рис. 45, б): (б-а) + (а-а) + (а-а) + (а-а) + (а-а) + (а-б) + (б-а) + (а-а)
+ (а-а) + (а-б) + (б-б) + (б-б).
Рис. 45. Схема набора картона
Набор пластин в общий картон осуществляют одинаково при четных
и нечетных прокидках утка. Каждой прокидке соответствует расстояние
между центрами пластин в картоне. Так, в первом варианте (см. рис. 45, а)
между центрами пластин а-б и б-б (между 1 и 2 пластинами) действует
участок б, между центрами 4 и 5 пластин – участок а и т. д.
Набор картона для четырехцветного механизма смены цвета утка в
принципе аналогичен набору картона для двухцветного механизма, одна82
ко, определение числа комбинированных пластин различных профилей,
входящих в общую цепь картона, весьма сложно из-за наличия большого
количества цветов в раппорте по цвету.
На станках, оснащенных двух- и четырехцветными механизмами
смены цвета утка, раппорт цвета может быть от 1/1 до 36/36. Наибольшее
количество нитей в раппорте равно 72.
С применением повторителя картона можно выработать ткани с более сложным и увеличенным раппортом по цвету.
Основной деталью повторителя (рис. 46) картона является фиксирующая шайба, которая может быть четырех профилей: с одним выступом,
занимающим 1/4 (рис. 46,I) или 1/2 (рис. 46,II) или 3/4 (рис. 46,III) окружности; с двумя выступами, расположенными один против другого (рис.
46,IV).
Чтобы включить повторитель в работу, необходимо одну из указанных шайб установить на ступицу звездочки 1, удалив перед этим с нее
столько роликов 2, сколько отверстий 5 на шайбе. В частности, при установке шайбы, изображенной на рис. 46,I, удаляют один ролик 2, а при
установке шайбы, показанной на рис. 46,II, – два ролика и т. д.
С использованием повторителя работа механизма смены цвета утка
происходит следующим образом.
Вместе со звездочкой 1 (см. рис. 46) вращается и шайба (предположим, I). В том месте, где на звездочке остались ролики 2, они будут входить в лучи 3 мальтийского креста 4 и на 1/4 оборота поворачивать его.
Там же, где ролики удалены и вместо них установлена шайба, вращения
мальтийского креста не произойдет, так как шайба, войдя в соприкосновение с крестом (между его лучами), будет лишь скользить по его поверхности. Крест, таким образом, выстаивает, а вместе с ним выстаивают
картон и весь узел переключения возвратчиков утка. В результате в зев
подается уток одного цвета.
Рис. 46. Повторитель картона
В случае применения шайбы I число одноцветных прокидок увеличивается на одну нить, при установке шайбы II - на две. При использовании шайбы IV получаются две дополнительные прокидки, расположенные через одну, а установка шайбы III ведет к увеличению числа одно83
цветных прокидок на три нити. Так, если установить картон для чередования цвета утка с манером 1:1, т. е. установить пластины аб и ба, при
использовании шайбы I раппорт по цвету составит восемь нитей, а чередование цветов в раппорте будет следующее: абаабабб. Указанное чередование цветов осуществляется следующим образом. Первый ролик,
приблизившись к мальтийскому кресту, повернет его на 1/4 оборота, т. е.
установит пластину для цвета а. Второй ролик установит пластину для
цвета б, третий – снова пластину для цвета а. На месте четвертого ролика
находится выступ шайбы, который остановит на 1/4 оборота мальтийский
крест и, следовательно, картон; в результате цвет а повторится. Далее
при действии первого ролика будет прокладываться уток цвета б, затем
цвета а и снова цвета б. Затем выступ шайбы остановит картон для повторения прокидки цвета б.
Подобным образом, используя простые чередования пластин в картоне, можно получить довольно сложные раппорты по цвету; при этом
раппорт по цвету увеличивается.
Пример 1. Предположим, раппорт по цвету 4а + 2б + 6а + б + 4а +
3б + 5а + б + 4а + 3б + 5а + 2б = 40. Прежде чем подобрать шайбу нужного профиля, этот раппорт необходимо разложить на составные части,
т. е. имеем ааааббаааааабаааабббаааабаааабббааааабб. Поскольку картон в этом случае рассчитан на четное и нечетное число прокидок, можно
использовать шайбу I или II.
Для определения исходного картона раппорт по цвету делят на группы (соответствующие раппорту шайбы), по четыре прокидки в каждой.
Для шайбы I через каждые три прокидки подчеркнем ту прокидку, которая осуществляется под действием повторителя: аааа — ббаа — аааа —
бааа — аббб — аааа — абаа — аабб — бааа — аабб. Если теперь исключить подчеркнутые прокидки, получим манер исходного картона: 3а + 2б
+ 4а + б + 3а + 2б + 4а + б + 3а + 2б + 4а + б. Как видим, здесь три раза
повторяется манер 3а + 2б + 4а + б. Это и будет исходный картон, раппорт которого равен 10 пластинам вместо 40 при работе без фиксирующей шайбы I.
Необходимо учесть, что наибольшее количество нитей в раппорте для
шайбы I не должно превышать 96.
Пример 2. Задан раппорт по цвету 4а + 5б + 4а + 7б = 20. Для выбора профиля шайб раскладывают раппорт на составные части, т. е.
аааабббббааааббббббб. Поскольку картон рассчитан на четное и нечетное число прокидок, можно использовать шайбу II.
Для определения исходного картона раппорт по цвету делят на группы, по четыре прокидки в каждой. Для шайбы II через каждые две прокидки подчеркнем прокидки, которые должны осуществляться под действием
повторителя: аааа — бббб — бааа — аббб — бббб. При исключении под84
черкнутых прокидок из манера цвета получим манер исходного картона:
2а + 3б + 2а + 3б. Как видим, два раза повторяется манер 2а + 3б. Это и
будет исходный картон, раппорт которого равен 5 пластинам вместо 20.
При выборе шайбы II надо учитывать, что количество нитей в раппорте обязательно должно быть кратно 4, а максимальное количество
нитей в раппорте 144. Количество нитей одного цвета в раппорте при
использовании шайбы II может быть любым, кроме ряда чисел, составляющих арифметическую прогрессию 2, 6, 10.
Предположим, задан раппорт по цвету 10а + 20б + 10а + 100б = 140.
Для выбора профиля шайбы раппорт раскладывают на составные части;
при этом, поскольку картон рассчитан только на четное число прокидок,
лучше использовать шайбу IV. Для данной шайбы через каждую прокидку подчеркнем прокидки, которые должны осуществляться под действием повторителя. Итак, имеем: ааааааааааббббббббббббббббббббаааааа
ааааббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббббб
бббббббббббббббббббббббббббббббббббббббб. При исключении подчеркнутых прокидок из манера цвета получается манер исходного картона: 5а + 10б + 5а + 50б = 70. В результате новый раппорт картона состоит из 70 пластин вместо 140.
При выборе шайбы IV нужно также учитывать, что количество нитей
одного цвета в раппорте должно быть кратно 2, а наибольшее количество
нитей в раппорте – 144.
Пример 3. Задан раппорт по цвету: 8а + 12б + 4а + 8б = 32. Для выбора профиля шайбы раппорт раскладывают на составные части. Так как
картон рассчитан только на четное число прокидок, можно использовать
шайбы III и IV. Для шайбы III через каждую прокидку подчеркнем три
прокидки, которые должны осуществляться под действием повторителя.
Имеем: ааааааааббббббббббббаааабббббббб. При исключении подчеркнутых прокидок из манера цвета получаем манер исходного картона:
2а + 3б + а + 2б = 8. Как видно из этой записи, раппорт картона состоит
из 8 пластин вместо 32.
При выборе шайбы III надо учитывать, что количество нитей в раппорте
не должно превышать 288.
Использование повторителя не всегда возможно, так как при разделении
заданного раппорта по цвету на части отдельные прокидки могут выпасть или
же перед прокидкой, соответствующей работе повторителя, будет находиться прокидка другого цвета.
Контрольные вопросы
1. Назначение многочелночных механизмов и многоцветных приборов.
2. Классификация многочелночных механизмов и многоцветных
приборов.
85
3. Что называется разгоном челноков? Как выполняется последовательность разгона челноков?
4. Что называется раппортом разгона? Как определяется раппорт
разгона?
5. Какие механизмы участвуют в работе при смене утка на ткацком
станке типа СТБ, каково их назначение?
6. Каково соответствие различных профилей пластин картона?
7. Какие разновидности профилей пластин картона прибора смены
цвета утка на ткацких станках типа СТБ?
8. Каковы основные правила набора картона при применении двух–
и четырехцветного механизма?
9. Чем ограничивается раппорт цвета по утку?
10. Каково назначение фиксирующей шайбы (повторителя)?
11. Каково назначение различных повторителей картона смены цвета?
12. Ассортиментные возможности различных повторителей.
86
4. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
4.1. Лабораторная работа № 15
Изучение работы предохранительных механизмов и
приспособлений, установленных на ткацких станках
Порядок выполнения
1. Изучить назначение, устройство, работу и наладку уточных
предохранительных механизмов:
– боковой уточной вилочки на ткацких станках типа АТ и ТВ;
– уточных предохранительных механизмов на ткацких станка типа
СТБ и АТПР;
– разоискателей на ткацких станка типа СТБ.
2. Изучить назначение, устройство, работу и наладку основных
предохранительных механизмов:
– ламельных основонаблюдателей механического и электрического
действия на ткацких станках) типа АТ, ТВ, СТБ и АТПР;
– механизмов предохраняющих основу от массового отрыва (замочный механизм на ткацких станках типа АТ, ТВ).
3. Ознакомиться с различными приспособлениями от вылета челнока из зева на челночных ткацких станках.
4. Выполнить схемы уточных и основных предохранительных механизмов ткацких станков (по указанию руководителя занитяий), указать
тип, дать краткое описание устройства и установки. Указать достоинства
и недостатки каждого механизма, регулирование параметров.
5. Указать пороки ткани, возникающие из-за разладок предохранительных механизмов.
Основные сведения
Предохранительные механизмы предназначены для предупреждения
образования пороков ткани при обрыве одиночных нитей основы и утка,
при массовом обрыве основных нитей, а также для предотвращения поломки деталей ткацкого станка при разладках отдельных механизмов.
Наряду с этим четкая работа предохранительных механизмов позволяет
повысить производительность труда за счет расширения зоны обслуживания ткача и улучшения условий труда.
Предохранительные механизмы подразделяются на уточные, основные и предохранители от вылета челнока или прокладчика из зева (рис. 47).
Уточные предохранители механического действия в виде вилочек,
щупов, прутков устанавливаются на большинстве челночных ткацких
станков, а также на бесчелночных станках типа СТБ и АТПР. В зависимости от вида перерабатываемого сырья на станке может быть один или
87
два контролера утка, установленных в середине (центральный контролер)
или у кромок ткани (боковой уточный контролер).
Предохранительные механизмы и приспособления
Комбинированный механизм
Замочный механизм
Механизмы от массового
отрыва нитей
Механизмы откидного берда
Электрические, электромагнитные,
фотоэлектрические и др.
Основонаблюдатели
Предохранители от
вылета челнока из зева
Безламельный
Автоматические
Механические обратного хода
Постоянного
наблюдения
Электрические, фотоэлектрические и др.
Центральный
уточный контролер
Дискретный
Механические
Боковой уточный
контролер
Разоискатели
Механические
Уточные
контролеры
Основные
предохранители
Ламельный
Уточные
предохранители
Рис. 47. Классификация предохранительных механизмов
На современных моделях рапирных ткацких станков широко используются уточные предохранители электрического, электромагнитного,
фотоэлектрического и других принципов действия. На ткацких станках
MAV-L и Акутис-203(223) с жесткими рапирами установлен электронный контролер, на станках СТР-8(4)-250 уточный электрический контролер с пьезодатчиком, на станках с гибкими рапирами ТР-2 – электромагнитное щупло. Пневматический способ прокладывания утка характеризуется наличием разнообразных контролеров утка: оптикоэлектрическими
88
контролерами недолетов уточной нити, контроля наличия утка в зеве,
контроля качества уточной нити и удаления ее дефектного участка.
Разоискатели – предохранительные механизмы, которые предназначены для выработки тканей без нарушения переплетения при обрыве
уточной нити. Некоторые из них выполнены как механизмы обратного
хода батана, работающие от сигнала уточного контролера. Современные
бесчелночные ткацкие станки оснащены автоматическими разоискателями, или механизмами, обеспечивающими останов станка в заданном положении главного вала, что исключает розыск раза.
Предохранительные механизмы, контролирующие наличие основных нитей на всей ширине заправки ткацкого станка, получили название
основонаблюдателей. Они могут быть как механического действия, что
характерно для большинства челночных станков типа АТ, так и электрического, электромагнитного, фотоэлектрического, как на станках типа
СТБ, АТПР, СТР и др. Конструктивно они представлены в виде ламельного или безламельного прибора.
При замине в зеве челнока, прокладчика или рапиры может произойти массовый обрыв основных нитей, который надолго выводит станок из
рабочего состояния. Чтобы этого не случилось, устанавливают механизм
откидного берда, замочный механизм или комбинированное приспособление. Предохранители от вылета челнока из зева служат для того, чтобы
изменить направление движения челнока или малогабаритного прокладчика в зеве, предупредить его выход за пределы батана и исключить
травмы на производстве. Подобные приспособления выполнены в виде
прутков, планок или гребенок и установлены на вершнике батана. Предохранители от вылета челнока должны обеспечивать безопасное обслуживание станка.
4.1.1. Уточные контролеры
Уточные контролеры на ткацких станках типа СТБ
Уточные контролеры автоматически останавливают станок, если
прекращается подача утка в зев, чтобы исключить появление пороков
ткани (недосеки, пролеты). На узких ткацких станках типа СТБ устанавливают один левый уточный контролер, на широких – два (у левой и
правой кромок второго полотна ткани). Контроль наличия уточной нити
11 (рис. 48) выполняет щуп 9 – легкий металлический пруток, соединенный хомутиком 8 с валиком О2. Щуп получает движение от кулачкового
вала О6 через сдвоенные кулачки 20, ролики 21, трехплечий рычаг 12,
имеющий ось О5, разъемную тягу, запорный кулачок 7.
При движении тяги 10 вправо запорный кулачок 7, поворачиваясь
относительно оси О4 по часовой стрелке, своим нижним выступом б давит на средний зуб г кулачка 6 и поворачивает его вместе с валиком О1
89
против часовой стрелки, сильнее закручивая пружину 26. От этого уточный щуп 9 отходит от линии расположения уточины, давая возможность
пролета прокладчику.
Рис. 48. Левый уточный контролер ткацкого станка типа СТБ
При движении тяги 10 влево запорный кулачок поворачивается против часовой стрелки, его выступ б освобождает средний зуб г и кулачок 6
вместе с валиком О1 поворачивается по часовой стрелке под действием
пружины 26. Если щуп 9 при своем отклонении встретит уточину, он
остановится и вращение валика О1 и кулачка 6 прекратится, а верхний
зуб кулачка 7 свободно пройдет над зубом кулачка 6. Если нити нет, щуп
отклонится на больший угол и верхний зуб в кулачка 6 встанет на линию
90
движения верхнего зуба кулачка 7. Последний остановится, прекратив
движение тяги 10. Шарнирная ось О3 становится осью вращения трехплечего рычага 12, который продолжает движение от кулачков 20. При
этом шарнир О5, закрепленный в ползушке 22, продвинет ее вправо, и
выемка-скос, имеющаяся на конце неподвижной крышки 23, поднимет
штифт 15, закрепленный гайкой 13. От штифта через болт 14 поднимается левое плечо коромысла 24, а правое плечо опускается относительно
оси O7 и давит на толкатель 17, преодолевая сопротивление пружины 16.
Толкатель, действуя вниз, отклоняет серьгу 18, и вал 19 контролера
поворачивается – происходит выключение ткацкого станка. Станок останавливается при 280–285° поворота главного вала.
Механизм имеет специальное устройство для пуска станка и возврата всех деталей в исходное для нормальной работы положение. На левом
конце валика О1, который выходит за пределы боевой коробки, свободно
установлена втулка 28, в которую вставлен конец легкой пружины 26.
Другой конец ее вставлен в кольцо 5 валика О1. Валик, втулка, кольцо и
пружина 26 находятся в обойме 1, помещенной в боевой коробке. На
обойму действует пружина 4, один конец которой прикреплен гайкой 2
стопорного болта 3, а другой – винтом 25 к корпусу боевой коробки.
Стопорный болт 3 ввернут в обойму, и его конец входит в паз 27
втулки 28. При завернутом и законтренном болте 3 втулка и обойма оказываются соединенными вместе. Ослабляя болт и поворачивая втулку
относительно обоймы на некоторый угол, можно изменить силу воздействия пружины 26, что особенно важно при переработке различной уточной пряжи при разном ее натяжении.
Чтобы пустить станок после заводки оборвавшейся уточной нити,
необходимо надавить пальцем на стопорный болт 3 влево. Тогда обойма 1
своим срезом подействует на заднюю часть нижнего зуба кулачка 6 и повернет его. Верхний зуб кулачка 6 освободит верхний зуб кулачка 7 и под
действием пружины 16 все детали уточного контролера встанут на место.
Правый уточный контролер устанавливают на широких ткацких
станках типа СТБ. Он служит для контроля уточной нити у приемной
коробки.
Устройство и принцип работы правого контролера такие же, как левого. Механизм (рис. 49) расположен над валиком укладчика и получает
движение от кулачкового вала О3, кулачковой пары 10 и 9 через рычаг 7,
тягу 6, запорный кулачок 5 и вилочный кулачок 4. На конце вала О1 винтом 3 закреплен щуп 2, который проходит в прорези решетки 1.
При отсутствии уточной нити щуп 2 опускается ниже обычного
уровня, и запорный кулачок 5, двигаясь влево, входит в зацепление с вилочным кулачком 4 и останавливается; ось О2 через толкатель 8 поворачивает вал контролеров О4 и станок останавливается. Останов станка от
91
правого уточного контролера должен происходить при 325–330° поворота главного вала.
5
3
––– 8
О4
Рис. 49. Правый уточный контролер ткацкого станка типа СТБ
Уточная вилочка и контролер опушки ткани
на ткацких станка типа АТПР
Уточная вилочка, расположенная с правой стороны станка (на входе нити в правую рапиру), представляет собой металлическую петлю 1 (рис. 50,а),
поддерживаемую в горизонтальном положении уточной нитью. При отсутствии уточной нити петля под действием собственной массы поворачивается вокруг оси 2. Контакт 3 также поворачивается до соприкосновения со штырем однополюсной вилки 4, замыкая его на корпус станка, что
вызывает включение электромагнита останова станка.
Контролер опушки ткани (рис. 50,б) размещен на крышке левой
шпарутки и представляет собой металлический щуп 5, который посажен
на ось. Правый конец щупа пружиной 6 прижимается к поверхности ткани на расстоянии 2–4 уточин от опушки. При отсутствии утка опушка
ткани перемещается влево и конец щупа проходит между нитями основы.
Щуп поворачивается вместе с валиком 7, и короткий конец щупа 5
замыкается на однополюсную вилку 8. Замыкание цепи вызывает срабатывание электромагнита останова станка.
92
Рис. 50. Уточная вилочка и контролер опушки ткани ткацкого станка типа АТПР
Уточные предохранители на ткацких станках различных
конструкций
На рапирных станках СТР-8-250 установлен электрический контролер утка. Уточную нить заправляют в глазок, который выполняет функцию пьезодатчика, т. е. преобразует механические колебания, возникающие при движении уточной нити, в электрический сигнал. С пьезодатчика сигнал подается в цепь усилителя, который работает только в тот момент, когда уточная нить прокладывается в зеве. В остальное время усилитель отключен прерывателем, установленным на главном валу станка.
На выходе усилителя имеется реле РСМ-2, контакты которого включены
в цепь световой сигнализации об обрыве утка.
Пневматические ткацкие станки П-125А и n-125ZA8 оборудованы
уточными оптоэлектронными контролерами, останавливающими станок
при обрыве или недолете уточной нити. Контролер состоит из трех основных узлов: датчика наличия уточной нити, датчика положения главного вала станка; электронного блока обработки сигналов датчиков. Чувствительным элементом устройства является датчик, имеющий форму
стандартной пластины конфузорного канала пневматических станков n125ZA8. Внутри датчика расположены светодиод и световод. При выходе
нити из щели конфузора нить пересекает фотопоток, в результате на фототранзисторе появляется электрический импульс. Наличие уточной нити
в правой части конфузора фиксируется за каждый цикл работы станка.
При обрыве или недолете уточины сигнал отсутствует.
93
Кроме того, устройство имеет блок памяти, время запоминания которого 0, 15, 30, 60 и 120 мин. Если время запоминания равно 0, то станок
останавливается при каждом недолете уточной нити, в любом другом
случае останов происходит при втором и всех последующих недолетах за
выбранный промежуток времени. Задаваясь временем запоминания
больше нуля, можно установить оптимальное число остановов станка,
чтобы, с одной стороны, не снижалось качество вырабатываемой ткани, а
с другой, – не увеличивались потери производительности станка из-за
остановов вследствие недолетов утка, практически не вызывающих снижения качества ткани.
Подобные уточные контролеры фиксируют наличие уточной нити в
зеве в период ее прибоя к опушке ткани или в период ее прокладывания
до начала прибоя.
Повышение скоростных режимов пневматических станков, оснащение их эстафетными соплами с различными средствами автоматики вызывают необходимость не только контроля расположения уточной нити в
зеве, но и автоматического удаления дефектных нитей.
Автоматизация удаления дефектной уточной нити из зева значительно повышает производительность станка.
На многозевной ткацкой машине ТММ-360 система контроля утка
состоит из уточного контролера, расположенного в зоне формирования
ткани, бесконтактного датчика-индикатора, размещенного в приемной
коробке, и электрического блока управления. Такая система обеспечивает
контроль наличия каждой уточной нити в зонах левой и правой кромок.
Для многозевных ткацких машин фирма «Текстима» разработала
устройство, позволяющее контролировать наличие уточной нити непрерывно на всем пути движения микрочелнока в зеве. Это устройство
снабжено контролирующим блоком, устанавливаемым в любой зоне по
ширине ткани, имеет три и более датчиков с возможностью регистрации
сигналов от радиоактивных веществ и формирования управляющего сигнала в электронном преобразователе.
Микрочелнок, несущий катушку с уточной нитью, проходит под
блоком с датчиками. На фланец катушки нанесено пятно-метка из радиоактивного вещества. При прокладывании утка в зеве уточная нить сматывается, катушка в микрочелноке вращается и метки радиоактивного вещества в определенной последовательности размещаются в зоне контролируемых датчиков. При обрыве уточной нити положение пятна-метки
регистрируется в одном месте, что является сигналом для останова станка.
На тканевязальных машинах Метап, где уточные нити навиты на
уточные навои или секционные катушки, расположенные над скалом машины, установлен уточный контролер электрического действия. В случае
обрыва уточной нити притягивается реле, которое через контакты включает магнит выключения; в результате происходит останов машины.
94
4.1.2. Основонаблюдатели
Основонаблюдатели – специальные механизмы, останавливающие
ткацкий станок при обрыве одиночной основной нити. Установка этих
механизмов предупреждает появление таких пороков ткани, как близна и
подплетина, улучшает качество ткани, способствует повышению производительности и увеличению нормы обслуживания ткача.
На станках типа СТБ установлен основонаблюдатель электромагнитного действия. На обоих концах подскальной трубы 2 (рис. 51) имеются кронштейны 5 основонаблюдателя, к которым прикреплены кронштейны 7. Последние выполнены вместе с державками 9, которые можно
смещать болтом 6 по вертикали. На державках установлены кронштейны
10 основонаблюдателя, при перемещении которых изменяется положение
ламельного прибора по горизонтали.
Рис. 51. Основонаблюдатель ткацкого станка типа СТБ
95
В гнезда кронштейна 10 вставлены ламельные рейки 4, два опорных
11 и пять разделительных 12 прутков. На ламельные рейки набраны металлические ламели 3 со скошенным вверху отверстием. Ламельная рейка 4 представляет собой стальную оболочку, в нее вставлена токонесущая
латунная зубчатая шина 1, изолированная от рейки диэлектриком. К шинам по штеккеру 8 подведен электрический ток напряжением 12 В.
При обрыве основной нити ламель 3 под действием собственной
массы падает, замыкает электрическую цепь между шиной и рейкой и
включает электромагнит 20. Стержень 18, связанный с его сердечником,
опускаясь, сжимает пружину 19 и устанавливает планку 17 против линии
действия болта 25, размещенного на рычаге 21. Последний получает
движение от кулачка 22, закрепленного на главном валу 23. Кинематическая связь рычага 21 и кулачка 22 осуществляется пружиной 24.
При своем движении вправо болт 25 в том же направлении смещает
планку 17, которая шарнирно связана с муфтой 16. Муфта болтом 15,
действуя на серьгу 14, повернет вал 13 контролеров, что вызовет останов
ткацкого станка. После останова станка электромагнит выключится, и
под действием пружины 19 планка 17 займет свое исходное положение.
Безламельные основонаблюдатели
При выработке тканей отдельных видов применение ламельных основонаблюдателей приводит к повышенной обрывности основы. Так, при
переработке искусственных нитей применение ламелей, обладающих
режущими гранями, неблагоприятно влияет на условия работы станка.
Большая плотность основ из искусственных нитей затрудняет работу ламельных приборов. В этом случае приходится устанавливать много реек,
так как иначе ламели, плотно прижимаясь друг к другу, не опускаются
при обрыве нити. Вследствие этого в шелковом, шерстяном и льняном
производствах в отдельных случаях пытались применять безламельные
основонаблюдатели. Роль ламелей здесь выполняют металлические галева ремизок.
В безламельных основонаблюдателях механического действия верхний пруток ремизки, на который надеты галева, выполнен в виде реек.
Средние рейки в опущенных ремизках совершают возвратно-поступательное перемещение. При нормальной работе галева приподняты в опущенных ремизках и не препятствуют перемещению реек. Если произошел обрыв нити, галево, опускаясь, препятствует перемещению рейки,
что приводит к останову станка.
В безламельных основонаблюдателях электромагнитного действия
при обрыве нити галево в опущенной ремизке замыкает электрическую
цепь, что и приводит к останову станка.
Безламельный основонаблюдатель фотоэлектрического действия
представляет собой цилиндрический патрон, движущийся внутри
направляющей трубы, которую огибает слой пряжи. На поверхности трубы имеется длинный продольный вырез, через который проходит тонкий
96
световой луч, излучаемый эмитроном во время движения патрона внутри
направляющей трубы. Отраженный от поверхности пряжи световой луч
воспринимается приемным устройством и преобразуется в электрический
сигнал фотоэлектрическим преобразователем, в качестве которого используются фотодиод, фототранзистор, каскадный диод и другие элементы. Электрический сигнал из фотоэлектрического преобразователя входит в сравнивающее устройство, где величина тока сравнивается с заданным значением. При обрыве основной нити величина электрического
сигнала отличается от заданной, в этом случае подается команда на
управляющее устройство для останова станка. Вместо светового луча
возможно применение лазерного излучателя.
Счетчик колебаний светового луча, задающее устройство стандартной величины электрического сигнала и сравнивающее устройство собираются в компактную конструкцию, образуя микроЭВМ.
Ввиду сложности конструкции, громоздкости и трудности наладки
безламельные основонаблюдатели не получили широкого применения.
Предохранители от массового обрыва нитей основы
Вследствие различных разладок и дефектов в работе и заправке челночного станка челнок может, не долетев до челночной коробки, остаться
в зеве. В этом случае при перемещении батана к опушке ткани челнок
может произвести групповой обрыв нитей основы (отрыв), могут также
поломаться челнок и отдельные детали станка. Для предупреждения этого на ткацких станках имеются специальные предохранительные механизмы. Они могут быть подразделены на три вида: механизм откидного
берда, замочный механизм и комбинированный механизм.
Механизм откидного берда применяли ранее на узких механических
станках. Принцип его работы заключался в следующем. Бердо верхним
слачком вставляли в паз вершника батана, а нижний слачок берда прижимали к вырезу в брусе батана. Прижим осуществлялся подпружиненной планкой. Более надежно бердо закреплялось при полете челнока через зев дополнительной плоской пружиной, а при прибое специальными
упорами. Если челнок застревал в зеве, то прежде чем упоры начнут действовать, основа давила на челнок, а он на бердо. Бердо отклонялось, что
приводило к останову станка.
Механизм откидного берда имел ряд недостатков: при замине челнока в зеве часть нитей основы испытывала излишнее напряжение, что
особенно недопустимо при переработке искусственных нитей; использование этого механизма затрудняло выработку особенно плотных тканей
ввиду ненадежности закрепления берда при прибое уточной нити; при
выработке широких тканей механизм работал ненадежно.
При выработке узких и средних по плотности хлопчатобумажных и
льняных тканей, а также при больших скоростях механизм откидного
берда работал вполне надежно.
97
Замочный механизм отличается от механизма откидного берда тем,
что бердо в нем неподвижно закрепляется между вершником и брусом
батана. На рис. 52 показана схема замочного механизма ткацкого станка
АТ-100. Под брусом батана в подшипниках лопастей помещается замочный валик 2, к которому приварены четыре рычага – два упорных пера 1
и две лапки 3, на концах лапок укреплены регулировочные болты 4,
прижимающиеся к клапанам 5 челночных коробок. Упорные перья находятся над сухариками 6, расположенными в упорных подушках 7. Замочный валик под действием спиральной пружины, надетой на него,
прижимает лапки к клапанам челночных коробок и опускает упорные
перья. Подушки 7 расположены на приливах боковых рам станка и
нагружены рессорными пружинами 9. Когда челнок попадает в челночную коробку, он отжимает клапан. Это вызывает поворот замочного валика, и упорные перья свободно проходят над сухариками подушек. Если
по какой-либо причине челнок застрял в зеве, клапан не будет отжат.
Перья при движении батана к опушке ткани упрутся в сухарики подушек, которые сместятся вправо, а нанесенный удар воспримется рессорными пружинами 9. Одновременно тяга 11 включит в работу тормоз
главного вала станка, а болт 10 повернет рычаг 8. Последний надавит на
пусковую ручку, выведет ее из рабочего положения, и станок остановится.
Рис. 52. Схема замочного механизма станка АТ-100
98
При недолете челнока в челночную коробку батан должен быть
остановлен на таком расстоянии от опушки ткани, чтобы застрявший
челнок не вызвал излишнего напряжения нитей основы. Для этого необходима правильная установка отдельных деталей механизма. В процессе
работы замочного механизма наибольшему износу подвергается верхняя,
воспринимающая удар часть подушки. Поэтому ее делают обычно сменной в виде металлической пластины-сухарика 6, связанного с подушками
шплинтами.
Преимущество замочного механизма по сравнению с механизмом
откидного берда состоит в том, что при правильной установке механизма
в момент замина челнока не происходит деформации основных нитей.
Замочный механизм надежно работает на широких челночных ткацких станках при выработке тканей с большой плотностью по утку.
Чтобы использовать замочный механизм при работе станка на
больших скоростях, необходимо уменьшить массу батана, применить
пружинные поводки, усилить рамы станка и рессорные пружины.
Г. И. Кананиным разработан комбинированный предохранительный
механизм, установленный на станках АТК. Принцип работы этого механизма сочетает в себе принцип работы механизма откидного берда и замочного механизма. В комбинированном механизме полностью устранена возможность деформации и отрыва нитей основы в случае замина
челнока при работе станка с большой частотой вращения главного вала.
Принцип работы этого механизма заключается в следующем. В случае
замина челнока в зеве замочное устройство отжимает планку, удерживающую нижний слачок берда. При движении батана в переднее положение
сбивается пусковая ручка и станок останавливается. Успешная работа
комбинированного механизма при значительной частоте вращения главного вала достигнута благодаря останову батана в переднем положении.
Скорость перемещения батана при этом равна нулю, следовательно,
останов его не вызывает затруднений. Комбинированный предохранительный механизм может работать на больших скоростях и позволяет
вырабатывать ткани с повышенной плотностью по утку. При замине челнока в зеве нити основы не испытывают излишнего напряжения и возможность отрыва полностью устранена.
Автоматические системы контроля ткацкого станка
Для контроля и управления процессом ткачества на современных
ткацких станках устанавливаются микропроцессорные системы, задачами
которых являются сбор различных данных, в том числе о простоях ткацкого станка с указанием их причин, хранение и обобщение полученной
информации, представление ее визуально или с выводом на печать.
Каждый ткацкий станок оснащают по меньшей мере тремя датчиками: два для обнаружения обрывов основы и утка и один для фиксирова99
ния простоев. Остановы фиксируются с заданной частотой опроса. Каждая группа станков (примерно 20) оснащается пультом ввода данных о
долговременных простоях на определенных станках, таких, как чистка
станков, перезаправка основы, ремонт и т. д. В некоторых системах такими
пультами с указанием до десяти причин простоев оснащаются все станки.
О техническом состоянии станка свидетельствует электрический сигнал.
Ткацкие станки типа СТБ оснащаются системами контроля и управления (СУ СТБ) для управления электродвигателем привода станка и механизмом розыска раза, дифференцированной световой сигнализацией
при остановах станка по причинам обрыва основных и уточных нитей, а
также механических неисправностей.
СУ СТБ имеет выход на АСУ ТП для информации о простоях станка
по причинам обрывов основных и уточных нитей и общих простоев.
Начиная с 1983 г. фирма «Цудакома» (Япония) оснащает пневматические ткацкие станки индивидуальными микропроцессорами, осуществляющими контроль и управление процессом ткачества с одновременным
сбором, накоплением и регистрацией основных технологических и технических параметров. На станке ZA203AIL микропроцессор размещен
вместе с пультом управления, при этом в операционный блок микропроцессора поступают сигналы от датчиков электронного и механического
действия, контролирующих уточную нить при разматывании с бобины,
на накопителе, в сопле и в зеве, а также при розыске раза. С помощью
аналогичных датчиков контролируются положение главного вала станка,
подача нитей основы и навивание ткани на товарный валик.
Из микропроцессора сигналы о работе станка направляются в секционный микропроцессор, обслуживающий группу ткацких станков, в котором формируются сигналы на управление автоматической доставкой полных ткацких навоев или для съема полного рулона с наработанной тканью.
На бесчелночных ткацких станках различных модификаций фирма
«Зульцер-Рюти» устанавливает автоматизированные системы накопления
и программирования PAS.
Микропроцессоры и электронные мониторы полностью контролируют процесс движения прокладчиков, работу системы смазки кулачков,
механизма розыска раза, основного регулятора и зевообразовательного
механизма. Информация в виде сигналов поступает от электронных датчиков в блок управления.
Пневматические ткацкие станки РАТ-А, PAT-A-4-R фирмы «Пиканоль» (Бельгия) оснащены автоматическим механизмом розыска раза,
останавливающим станок в положении открытого зева при обрыве уточной
нити, оптикоэлектронным уточным контролером, механизмом отпуска
основы с электронным регулированием качества подаваемой основы.
Установленный на станке микропроцессор осуществляет контроль и
100
управление работой механических, электронных и пневматических
устройств, последовательностью смены цвета. Станок оснащен автоматической системой ликвидации обрывов уточной нити без останова ткацкого
станка.
На рапирных ткацких станках фирмы «Пиканоль» устанавливаются
устройства PRA для автоматического устранения единичных обрывов
уточных и основных нитей, автоматического розыска раза.
Для обслуживания сложных универсальных ткацких станков фирма
«Пиканоль» использует автоматическую систему. Она включает фонд
данных, блок обработки данных и специальную программу. Эта система
обладает следующими возможностями: оказывает помощь при перезаправках оборудования, подыскивая аналогичные данные из числа заложенных в память; выбирает рациональные параметры заправки при организации выпуска того же ассортимента тканей, но на станках другой конструкции.
Широкое внедрение систем микропроцессорной техники, соединенных с устройствами управления, обеспечивает повышение производительности ткацких станков и улучшение качества выпускаемых тканей.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются предохранительные механизмы?
2. На каких станках целесообразно применять центральную уточную вилочку?
3. Какие основные различия в конструкции левого и правого уточных контролеров СТБ?
4. Почему боковая уточная вилочка применяется на узких станках, а
центральная на широких ткацких станках?
5. Какие уточные предохранители применяют на станках типа
АТПР?
6. Какие устройства применяют от вылета челнока?
7. Назначение и устройство основонаблюдателей электромагнитного действия.
8. Назначение и устройство безламельных основонаблюдателей.
9. Чем отличаются ламели основонаблюдателей механического и
электрического действия?
10. Каковы причины ложных самоостановов ткацких станков?
11. Какие пороки ткани возникают из-за разладок предохранительных механизмов?
12. Назначение автоматизированных систем контроля ткацкого станка.
13. Назначение разоискателей.
14. Назначение и устройство предохранителей от массового обрыва нитей
основы.
101
15. Какая экономическая эффективность применения предохранительных механизмов на ткацких станках?
5. Привод ткацкого станка
Производительность ткацкого станка
5.1. Лабораторная работа № 16
Изучение работы приводов ткацких станков различных
конструкций. Производительность ткацкого станка
Порядок выполнения
1. Ознакомиться с приводами ткацких станков различных конструкций и дать краткое их описание. Указать преимущества и недостатки того или иного привода.
2. Изучить устройство и снять схемы приводов ткацких станков типа АТ, СТБ и АТПР. Изучение устройства привода произвести в следующей последовательности: передача движения от двигателя к главному
валу станка, пусковой механизм станка, тормоз главного вала.
3. Определить производительность ткацких станков типа АТ, СТБ
и АТПР в различных единицах.
Основные сведения
На ткацких станках индивидуальный привод может быть выполнен в
двух вариантах: электродвигатель привода останавливают и пускают
каждый раз при пуске и останове станка; электродвигатель работает
непрерывно, а ткацкий станок останавливают и пускают через фрикционную муфту, которая включается от пусковой рукоятки.
Привод ткацкого станка должен легко пускаться в работу, иметь
равномерный ход и быстро останавливаться. Пуск станка и его разгон
должны происходить не более чем за половину оборота главного вала
станка, так как только в этом случае будет обеспечена нормальная работа
боевого механизма – первый пролет челнока. Останов и пуск станка
должны происходить в удобном для обслуживания станка положении – в
положении заступа.
Привод ткацкого станка состоит из следующих механизмов: передачи, осуществляющей движение от двигателя к главному валу; пускового
механизма, производящего включение и выключение главного вала; тормоза, осуществляющего останов главного вала.
Привод станка АТ
Наиболее совершенным способом передачи движения главному валу
станка является зубчатая передача или передача клиновидными ремнями
от индивидуального электродвигателя. Чтобы избежать поломки зубьев
шестерен при пуске или резком останове станка, в передачу вводится
фрикционная муфта. На рис. 53 показана схема передачи движения к
102
главному валу ткацкого станка АТ-100-5М. Шестерня z, получающая
вращение от сменной шестерни, свободно насажена на тумбу 1 ходовой
шестерни z1. С тумбой 1 соединены кольцевидные фрикционные колодки
5 и 3. Между ними помещается диск 4, скрепленный с шестерней z. При
включении станка муфта 7 перемещается вправо. При этом упорные собачки 6, скользя по скосу муфты, надежно соединяют колодки с диском 4.
В результате этого главный вал 2 приводится во вращение.
Рис. 53. Схема передачи движения главному валу ткацкого станка АТ-100-5М
Пуск и останов станка производятся пусковой ручкой, при включении пусковой ручки происходит включение фрикциона при постоянно
работающих электродвигателях. На станках последних конструкций пусковая ручка заменяется кнопочным устройством.
При останове станка главный вал по инерции может сделать несколько оборотов. Для ускорения его останова на станках устанавливается тормоз. На рис. 54 дана схема колодочного тормоза ткацкого станка
АТ-100-5М. При останове станка тормозная тяга 1 перемещается вправо.
Эксцентрик 2 поворачивается
вокруг своей оси и раздвигает
тормозные колодки 3. Последние,
прижимаясь к внутренней поверхности тормозного маховика
4, останавливают главный вал 5.
При пуске станка тяга перемещается влево и происходит растормаживание главного вала, так
как пружины 6 отжимают колодки 3 от тормозного маховика 4.
Рис. 54. Схема колодочного тормоза
103
ткацкого станка АТ-100-5М
Привод станка СТБ
Назначение, устройство и работа. Привод предназначен для включения электродвигателя и станка в работу, передачи движения от электродвигателя к механизмам станка, а также для включения и останова
станка. На валу электродвигателя установлен четырехручейный шкив для
клиноременной передачи. Сменой шкива можно изменять частоту вращения главного вала станка. Требуемая частота обеспечивается изменением количества шайб 3, диаметров конусных 2 и тарельчатых 1 дисков
шкива (рис. 55) согласно табл. 7 и 8.
Диапазон частот вращения вала станка при номинальной частоте
вращения ротора электродвигателя 1400 мин-1
Таблица 7
Частота вращения главного вала, мин-1,
при диаметре дисков, мм
95
110
190
250
200
260
210
270
220
280
230
290
240
300
Количество
шайб
7
6
5
4
3
2
Диапазон частот вращения вала станка при номинальной частоте
вращения ротора электродвигателя 960 мин-1
Таблица 8
Количество шайб
4
3
2
1
-
Частота вращения главного вала, мин-1,
при диаметре дисков, мм
110
130
160
210
170
220
180
230
190
240
200
250
К приводу предъявляют следующие требования: пуск станка должен
происходить быстро и плавно, а останов – в самый короткий срок и в заданном положении; скорость станка должна быть равномерной и соответствовать расчетной.
Привод состоит из механизмов включения фрикционной муфты,
тормоза (рис. 56) и роликовой блокировки (рис. 57).
Механизм включения (рис. 56,а) служит для включения в работу
электродвигателя. Вдоль станка расположена пусковая штанга 1, к кото-
104
рой прикреплены пусковые ручки 2, число их равно 2–4 в зависимости от
ширины станка.
105
Рис. 55. Приводной регулируемый шкив
С пусковой штангой с правой стороны с помощью шарнирного соединения 3 соединена тяга 4 таким образом, что между осью шарнирного
соединения образуется эксцентриситет, равный 10 мм. На тяге закреплена планка 33, упирающаяся в пускатель 32. Нижний конец тяги 4 соединен с рычагом 28, а последний – с двумя пластинами 24 и запорным рычагом 30. На нем закреплена стопорная планка 31, которая своим выступом
может входить в соединение со стопорным пальцем 34, закрепленным на
конце вала контролеров 5. Шарнир рычага 30 находится под действием
пружины 25.
Для включения электродвигателя необходимо одну из пусковых ручек 2 повернуть на себя. Тогда тяга 4 благодаря эксцентриситету между
осью вращения пусковой штанги 1 и осью шарнирного соединения 3
поднимется, одновременно с планкой 33 отойдя от пускателя 32. При
этом замыкается электрическая цепь и начинает действовать электродвигатель 18, вращая шкив 17 на своем валу и шкивы 10, свободно насаженные на втулку 13 главного вала 8 станка.
При подъеме тяги 4 переместится вверх и рычаг 28, левый конец которого упрется в опорный ролик 29. Другой конец этого рычага, преодолевая сопротивление пружины 25, поднимется вместе с запорным рычагом 30 и поднимет стопорную планку 31. Последняя своим верхним скосом упрется в стопорный палец 34, в связи, с чем произойдет соединение
механизма включения со всеми блоками контролеров через вал контролеров 5. При этом произойдет растормаживание станка.
104
105
Рис. 56. Привод ткацкого станка типа СТБ: а – механизм включения муфты; б – механизм тормоза; в – крепление пластин на втулке муфты
105
Фрикционная муфта (см. рис. 56,а) служит для передачи движения
от двух свободно вращающихся шкивов 10 главному валу 8 станка и позволяет производить пуск и останов станка без останова электродвигателя
18. При этом обеспечиваются следующие преимущества: ускоряется разгон главного вала при пуске станка, вследствие чего необходимая скорость главного вала достигается в течение более короткого периода времени; ускоряется останов станка при выключении, так как в этом случае
нет необходимости затормаживать шкивы и ротор электродвигателя.
В результате этого становится возможным пуск станка из положения заступа. Фрикционная муфта имеет следующее устройство.
На главном валу 8 с помощью конусной разрезной втулки 14 и
шпонки жестко закреплена втулка 13, к которой приклепаны две крестообразно расположенные пластины (крестовины) 12. На концах этих пластин с обеих сторон наклепаны фрикционные накладки 41. (рис. 56, в).
На втулку 13 с обеих сторон свободно надеты два шкива 10. Один
шкив поддерживается на наружной части втулки опорной зубчатой шайбой 15, а другой – удерживается на внутренней части втулки 13 упорной
шайбой 11. Каждый шкив имеет две канавки для клиновых ремней, через
которые шкивы получают движение от сменного шкива 17 на валу электродвигателя 18. На втулке 14 закреплен тормозной барабан 19, который
через шпонку соединен с главным валом 8. В шайбу 11 упираются три
нажимных пальца 20, проходящие через тумбу тормозного барабана и
соединенные с корпусом упорного подшипника 9, свободно сидящего на
главном валу. К последнему пальцами 7, проходящими через корпус
подшипника 22, прижимается фланец 21. Пальцы связаны с вилкой 6,
закрепленной на изогнутом валу 27, свободно качающемся в подшипниках. На конце вала имеется болт 26, соприкасающийся с рычагом 28.
Пуск станка осуществляется следующим образом. При повороте
пусковой ручки 2 на себя срабатывает механизм включения и начинают
вращаться шкивы 10. При повороте пусковой ручки от себя до ограничительного болта тяга 4 опускается, при этом опускается и левое плечо рычага 28, а правое остается неподвижным благодаря сцеплению планки 31
с пальцем 34. Рычаг 28, перемещаясь вниз, нажимает на головку болта 26,
вследствие чего поворачивается вал 27 вместе с вилкой 6. При этом перемещаются пальцы 7 и давят на фланец 21, который в свою очередь перемещает корпус упорного подшипника 9. Под действием этого подшипника пальцы 20 надавят на упорную шайбу 11, которая передвинет шкив
10, насаженный на внутреннюю часть втулки 13. После перемещения
шкива 10 пластины 12 с фрикционными накладками 41 будут зажаты
между обоими шкивами и под действием силы трения начнут вращаться
вместе с ними. В результате этого вращающий момент со шкивов будет
передан на втулку 13, а затем через шпонку – на главный вал станка.
Главный вал 8 начнет вращаться. Останов станка может быть осуществ106
лен нажатием кнопки «стоп», поворотом пусковой ручки на себя, а также
автоматически при срабатывании одного из контрольных устройств в
случае обрыва основных или уточных нитей.
При срабатывании одного из контрольных устройств вал контролеров 5 поворачивается на некоторый угол. Вместе с ним поворачивается
стопорный палец 34 и разъединяется со стопорной планкой 31. Под действием пружины 25 опускаются запорный рычаг, правое плечо рычага 28
и левое плечо запорных пластин 24, увлекая за собой тормозную ленту,
которая затормаживает тормозной барабан 19. При этом выключатель (на
рисунке не показан) размыкает электрическую цепь, и электродвигатель
выключается из работы. При разъединении пальца 34 со стопорной планкой 31 под действием пружин, помещенных в тумбе втулки 13, шкивы 10
разъединяются и выходят из соединения с фрикционными накладками 41.
Передача вращательного движения со шкивов на главный вал прекращается и под действием тормоза станок останавливается. В случае нажатия
кнопки «стоп» станок останавливается через электромагнит основонаблюдателя. При останове станка от пусковой ручки (ручку поворачивают
на себя) поднимаются тяга 4 и левое плечо рычага 28, в связи с чем освобождается изогнутый вал 27, что дает возможность шкивам под действием пружин разъединиться с фрикционными накладками. Электрическая
цепь при этом остается включенной, в связи с чем следующим поворотом
ручки от себя станок можно пустить в работу.
Механизм тормоза (см. рис. 56,б) главного вала станка предназначен
для его быстрого останова при выключении станка. При этом должна
быть точной и согласованной работа тормоза и всех механизмов, связанных с пуском и остановом станка, так как останов станка от любого контролера должен происходить в заданном положении.
Тормозной барабан 19 тормоза (см. рис. 56,а) жестко закреплен на
главном валу станка. Барабан охватывается стальной тормозной лентой
39. На поверхность стальной ленты для усиления трения наклепана лента
феррадо 40. Один конец тормозной ленты закреплен в зажиме двумя винтами, надетыми на неподвижный палец 23, укрепленный в раме станка.
На пальце имеются две пластины 24. В петлю другого конца тормозной
ленты вставлен натяжной палец 37 с резьбой для регулировочного болта
38, который в нижней части проходит через шестигранный палец 35,
укрепленный в отверстиях пластин 24. Между пальцем 37 и шестигранным пальцем 35 помещена пружина 36. При движении левого конца пластин 24 вверх пружина толкает конец тормозной ленты 39, ускоряя растормаживание станка.
При включении электродвигателя 18 (см. рис. 56,а) в работу через
пускатель 32 (когда пусковую ручку поворачивают на себя) тяга 4 и рычаг 28 поднимаются вместе с запорным рычагом 30. При этом поднима107
ется левое плечо пластин 24 вместе с шестигранным пальцем 35, в результате чего тормозная лента ослабляется и главный вал растормаживается.
При останове станка в результате срабатывания одного из контрольных механизмов выходит из зацепления со стопорным пальцем 34 вала
контролеров стопорная планка 31. Планка и левое плечо пластин 24
опускаются, а тормозная лента 39 плотно охватывает тормозной барабан
19, обеспечивая надежное торможение главного вала 8.
В процессе работы возникает необходимость повернуть главный вал
от руки, для чего надо повернуть на себя одну из пусковых ручек 2 до
зацепления стопорного пальца 34 вала контролеров 5 со стопорной планкой 31, затем за маховик повернуть на определенный угол главный вал.
Механизм роликовой блокировки. На ткацком станке типа СТБ главный вал вращается по часовой стрелке (если смотреть со стороны боевой
коробки) и не может быть повернут в обратную сторону. Это вызвано
тем, что ряд механизмов станка (подъемник прокладчиков утка, боевой
механизм и др.) во избежание поломок деталей нельзя перемещать в обратном направлении. Для предотвращения обратного хода указанных
механизмов станок имеет роликовую блокировку (рис. 57).
Рис. 57. Механизм роликовой блокировки
На левый конец главного вала 2 станка свободно насажены втулка 1
и кулачок 5, которые закреплены на валу гайкой 4. Кулачок приводит в
движение рычаг, действующий на механизм останова станка от основонаблюдателя.
В корпусе 6 запрессовано кольцо 7 со скошенными вырезами 10.
В клинообразных выемках между втулкой и кольцом помещены ролики
8. Легкими пружинами 9 эти ролики поджимаются в узкую часть клинообразных выемок. Снаружи ролики закрыты крышкой 3, которая ограничивает их продольное перемещение и предохраняет от загрязнения.
Когда главный вал станка вращается со втулкой 1 по часовой стрелке, ролики 8, прижимаемые легкой пружиной 9, силой трения отталкива108
ются от втулки в широкую часть паза кольца, не препятствуя тем самым
вращению главного вала. Попытка изменить вращение его в обратную
сторону приводит к тому, что втулка увлекает ролики в более узкие
участки скошенных вырезов кольца, вследствие чего ролики заклинивают втулку.
В результате главный вал застопоривается, и станок мгновенно останавливается.
Привод станка АТПР
Электродвигатель 17 (рис. 58), приводящий в движение ткацкий станок типа АТПР, расположен на внешней нижней части правой рамы
станка. Он крепится на специальной плите. С помощью регулировочного
болта плиту можно поворачивать на оси, что необходимо при регулировании натяжения клиновидных ремней 15.
Рис. 58. Схема привода ткацкого станка типа АТПР
На валу электродвигателя закреплен шкив 16, имеющий клиновидные канавки. По две аналогичные канавки имеют шкивы 6 и 7 фрикциона,
посаженные свободно на втулку 10. Каждый из этих шкивов приводится
в движение двумя ремнями 15 и может в незначительных пределах перемещаться вдоль втулки. Во внутреннюю часть шкивов запрессованы
кольца 12 и 13, изготовленные из текстолита. Благодаря им предупреждается выработка шкивов и облегчаются ремонтные операции.
Втулка 10 жестко крепится на главном валу 1 с помощью шпонки и
разрезной втулки 8, изготовленной с правым и левым конусами. Внут109
ренние конусы имеют втулка 10 и тормозной шкив станка, в котором
сделаны резьбовые отверстия для шпилек 9. Стягивание тормозного
шкива и втулки 10 шпильками приводит к тому, что эти детали сближаются и внутренними конусными поверхностями сжимают конусные части втулки 8, тем самым обеспечивая надежное соединение с валом станка втулки 10 и тормозного шкива.
Втулка 10 передает крутящий момент валу станка, который она получает от шкивов 6 и 7. Рабочие поверхности шкивов могут контактировать с фрикционными накладками, закрепленными на крестовине 14.
Пластины приклепаны к венчику втулки 10 под прямым углом друг относительно друга, что исключает перекос шкивов во время работы станка.
Пружины 18 помещены в трех пазах втулки 10. Они действуют на
упорную шайбу 19, контактирующую с пальцами 20. Противоположные
концы пальцев касаются нажимной шайбы 4, с левой стороны которой
расположен шариковый подшипник 3. Последний находится внутри
упорного диска 5. Диск может свободно перемещаться вдоль вала и на
внешней части имеет пальцы 2, свободно проходящие через отверстия
рамы станка.
В контакте с пальцами находится вилка 24. Она закреплена на валу,
представляющем собой угловой рычаг 22. Вал вращается в подшипниках
23 и на своем изогнутом конце имеет регулировочный болт 21, с помощью которого получает движение от пускового механизма.
В процессе включения фрикционного механизма перемещение шкивов 6 и 7 вправо необходимо ограничить. Это осуществляется упорной
шайбой 11, которая крепится на втулке 10 шпильками 9. При этом рабочая поверхность шайбы находится в контакте с кольцом 12 шкива 7.
Работа привода и фрикционной передачи происходит следующим
образом. При включении электродвигателя шкивы 6 и 7 получают вращательное движение от шкива 16 с помощью клиновидных ремней 15. Для
передачи движения валу станка необходимо, чтобы между рабочими поверхностями шкивов были зажаты фрикционные накладки крестовины
14. Это осуществляется с помощью пускового механизма через регулировочный болт 21. При этом горизонтальное плечо рычага 22 поворачивается по часовой стрелке, перемещая в том же направлении вилку 24. Вилка давит на пальцы 2, упорный диск 5, сдвигая их вправо. Подшипник 3
действует на нажимную шайбу 4, а та – на пальцы 20. Перемещение последних приведет к движению упорной шайбы 19, которая, действуя на
шкив 6, сместит его в сторону шкива 7. Одновременно шкив 6 войдет в
соприкосновение с фрикционными накладками крестовины 14, и при
дальнейшем своем движении вправо накладки будут зажаты между поверхностями обоих шкивов. За счет сил трения накладки передадут вращательное движение шкивов крестовинам, а те через втулку 10 – главно110
му валу станка. При выключении фрикционная шайба 19 под действием
пружин 18 сместится влево, и шкивы освободят крестовину 14. Тормозной механизм остановит станок.
Неравномерность вращения главного вала
При анализе работы отдельных механизмов ткацкого станка в большинстве случаев принимают, что главный вал вращается с постоянной
скоростью. Фактически в течение каждого оборота главного вала угловая
скорость его изменяется, т. е. главный вал вращается неравномерно. Значительная неравномерность вращения главного вала ткацкого станка, или
неравномерность его хода, приводит к увеличению расхода электроэнергии, ускоряет износ деталей и нарушает нормальную работу отдельных
механизмов. Наибольшее влияние на неравномерность хода ткацкого
станка оказывает работа батанного и боевого механизмов.
Неравномерность вращения главного вала, %,
  min
H  max
100 ,
ср
где ωmax – максимальнаz угловая скорость главного вала, рад; ωmin – минимальная угловая скорость главного вала, рад; ωср – средняя скорость
(угловая) главного вала, рад.
Максимальное и минимальное значения угловой скорости определяют по фактическим кривым изменения угловой скорости вращения
главного вала станка.
Как показали исследования, в зависимости от конструкции ткацкого
станка, наличия на нем тех или иных механизмов, неравномерность хода
станка значительно колеблется. Основной причиной таких колебаний
неравномерности вращения главного вала станка является периодическая
работа отдельных механизмов станка в течение одного оборота главного
вала. Перемещающиеся при этом значительные массы имеют переменные
по величине и направлению ускорения.
На челночных ткацких станках наибольшее влияние на неравномерность вращения главного вала оказывают батанный и боевой механизмы.
Если принять полную неравномерность за 100 %, доля участия батанного
механизма в создании этой неравномерности достигает 40–55 %, а боевого – 15–25 %. Батан, обладая значительной массой, перемещается с
переменной скоростью. При увеличении скорости перемещения батана
он накапливает кинетическую энергию за счет главного вала и его маховиков. Это, в свою очередь, замедляет движение главного вала и уменьшает его угловую скорость. Наоборот, когда скорость перемещения батана уменьшается, силы инерции батана разгоняют главный вал – увеличивают его угловую скорость. Чем меньше масса батанного механизма, тем
меньше и неравномерность, сообщаемая им главному валу. Боевой меха111
низм, осуществляющий разгон челнока за сравнительно небольшой угол
поворота главного вала, затрачивает на это значительную энергию. При
этом вращение главного вала замедляется – уменьшается угловая скорость его вращения.
Работа других механизмов ткацкого станка оказывает значительно
меньшее влияние на неравномерность вращения главного вала. С повышением частоты вращения главного вала неравномерность хода станка
несколько снижается.
Исследования показывают, что неравномерность вращения главного
вала бесчелночных станков меньше, чем челночных. Это объясняется
тем, что на бесчелночных станках меньше перемещающиеся массы и частота вращения главного вала значительно больше, чем на челночных.
Производительность ткацкого станка
Производительность ткацкого станка обычно определяется по следующим формулам:
– в уточинах в час
П  n  60 ,
– в метроуточинах в час
П  n  60 BЗ ,
– в метрах в час
П
– в квадратных метрах в час
П
n  60 ,
PУ  10
n  60 ВС ,
PУ  10
где n – частота вращения главного вала ткацкого станка, мин1; В3 –
ширина заправки ткани по берду, м; η – коэффициент полезного времени;
Ру – плотность ткани по утку, нитей на 10 см; Вс – ширина суровой ткани, м.
Значительное влияние на производительность ткацкого станка оказывает обрывность основных и уточных нитей. Обрывность нитей в ткачестве может служить одним из важных показателей уровня технологии
и организации производства. Высокая обрывность нитей ухудшает качество выпускаемых тканей и снижает производительность труда. Значительная часть рабочего времени ткача затрачивается на ликвидацию обрывов и на устранение последствий этих обрывов.
В результате расчетов, проведенных в ЦНИХБИ, было установлено,
что при снижении в 2–3 раза обрывности нитей в ткачестве производительность оборудования повышается на 5–6 %, а производительность
труда на 60–80 %.
112
Причины, порождающие обрывы нитей, многочисленны. Анализируя причины обрывности, их можно разделить на несколько групп:
– причины, связанные с колебаниями показателей качества нитей
основы и утка;
– причины, связанные с погрешностями в работе оборудования;
– причины, связанные с небрежной работой или низкой квалификацией рабочих, обслуживающих машины;
– причины, обусловленные принятым технологическим режимом;
– причины, связанные с влиянием окружающей среды.
Если в производственном процессе отсутствуют систематические
причины и действуют только случайные, то технологический процесс
устойчив. Однако устранить случайные причины зачастую нельзя.
Контрольные вопросы
1. Основной принцип работы механизмов пуска и останова ткацких
станков типа АТ, АТПР, СТБ.
2. Какие требования предъявляются к приводу ткацкого станка?
3. Причины возникновения неравномерности вращения главного
вала ткацкого станка.
4. Расскажите о назначении и принципе действия механизма роликовой блокировки.
5. Какие механизмы оказывают наибольшее влияние на неравномерность вращения главного вала?
6. Какими методами определяют неравномерность вращения главного вала?
7. По каким формулам определяют производительность ткацкого
станка?
8. В каких случаях целесообразно использовать различные формулы для расчета производительности ткацкого станка?
9. Какую роль играет обрывность нитей в ткачестве?
10. Причины возникновения обрывности нитей на ткацком станке и
пути ее снижения.
113
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И
РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Теория процессов, технология и оборудование ткацкого производства / C. Д. Николаев [и
др.]. – М.: Легпромбытиздат, 1995. – 256 с.
2. Гордеев, В. А. Ткачество / В. А. Гордеев, П. В. Волков. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 488 с.
3. Алешин, П. А. Лабораторный практикум по ткачеству / П. А. Алешин, В. Н. Полетаев. –
М.: Легкая индустрия, 1979. – 312 с.
4. Талавашек, О. Бесчелночные ткацкие станки / О. Талавашек. – М.: Легпромбытиздат, 1985.
– 335 с.
5. Букаева, П. Т. Хлопкоткачество. Справочник / П. Т. Букаева. – М.: Легпромбытиздат,
1987. – 576 с.
6. Оников, Э. А. Технология, оборудование и рентабельность ткацкого производства. Практическое пособие-справочник / Э. А. Оников. – М.: Текстильная промышленность, 2003 . – 318 с.
7. Методы и средства исследования технологических процессов в ткачестве / С. Д. Николаев [и др.]. – М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2003. – 336 с.
8. Лужецкий, Д. Г. Пневматический ткацкий станок П-105 в хлопкоткачестве / Д. Г. Лужецкий, Г. Ф. Митяев, К. М Ширяева. – М.: Легкая индустрия, 1966. – 108 с.
9. Аленова, А. П. Автоматические ткацкие станки СТБ / А. П. Аленова. – М.: Легпромбытиздат, 1985. – 288 с.
10. Букаев, П. Т. Устройство и обслуживание ткацких станков АТПР / П. Т. Букаев,
А. С. Манухин. – М.: Легкая индустрия, 1979. – 270 с.
11. Технология ткачества. В 2 ч. / Розанов, Ф. М. [и др.]. – М.: Легкая индустрия,
1967. – 341 с.
12. Агапова, Н. П. Шелкоткачество / Н. П. Агапова, Е. Н. Жесткова, С. Г. Лыткина. –
М.: Легкая индустрия, 1975. – 488 с.
13. Локтюшова, В. И. Проектирование ткацких фабрик / В. И. Локтюшова, Р. С. Богарач. – М.: Легпромбытиздат, 1987. – 264 с.
14. Назарова, М. В. Современная классификация изделий и оборудования текстильной
промышленности: учеб. пособие / М. В. Назарова, М. В. Короткова. – Волгоград: ВолгГТУ,
2003. – 115 с.
114
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………..……………..…………………….
1. Введение уточной нити в зев…….………………………………
1.1. Способы введения уточной нити в зев………..……...……
1.2. Преимущества и недостатки различных способов прокладывания утка……...............................................................................
1.3. Классификация механизмов введения уточной нити в зев....
1.4. Лабораторная работа № 12. Введение уточной нити в зев
на ткацких станках различных конструкций………………….….
1.4.1. Прокладывание утка на челночных ткацких станках….
1.4.2. Ткацкие станки с бесчелночным способом прокладывания уточной нити в зев……………………………….…………..
1.4.3. Прокладывание утка на многозевных ткацких машинах…
2. Прибой утка к опушке ткани…………………………………….
2.1. Лабораторная работа № 13. Сравнительный анализ кинематических диаграмм движения батанных механизмов ткацких
станков различных конструкций………………….………………
2.1.1. Прибой утка на многозевных ткацких машинах…….
2.2. Взаимодействие основных и уточных нитей при фронтальном прибое………………………….………………………….
2.3. Расчет параметров процесса прибоя…………..…………….
3. Питание ткацких станков утком. Многочелночные механизмы
и многоуточные приборы…………...……..………………………..
3.1. Классификация многочелночных механизмов и многоцветных приборов…………………..…………………………........
3.2. Разгон челноков……………..……………………………....
3.3. Лабораторная работа № 14. Набор картона многоуточного механизма для изготовления ткани по заданному раппорту
цвета утка………………………………………………………….....
4. Предохранительные механизмы и приспособления……..…….
4.1. Лабораторная работа № 15. Изучение работы предохранительных механизмов и приспособлений, установленных на
ткацких станках…………………………..…………………………
4.1.1. Уточные контролеры. Уточные контролеры на ткацких станках типа СТБ………………………………………………
4.1.2. Основонаблюдатели………………………..………….
5. Привод ткацкого станка. Производительность ткацкого станка…
5.1. Лабораторная работа № 16. Изучение работы приводов
ткацких станков различных конструкций. Производительность
ткацкого станка…………………………………….…….…….……
6. Список использованной и рекомендуемой литературы……….
115
3
6
6
7
9
10
10
20
52
55
55
62
63
68
71
71
72
76
86
86
88
94
101
101
114
Учебное издание
Сергей Юрьевич Бойко
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ТЕХНОЛОГИИ ТКАЧЕСТВА. ЧАСТЬ II
Учебное пособие
Редактор Л. В. Попова
Компьютерная верстка Н. М. Сарафановой
Темплан 2010 г., поз. № 4К.
Подписано в печать 22. 12. 2010 г. Формат 60×84 1/16.
Бумага листовая. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 7,25. Усл. авт. л. 7,06.
Тираж 100 экз. Заказ №
Волгоградский государственный технический университет
400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 1.
Отпечатано в КТИ
403874, г. Камышин, ул. Ленина, 5, каб. 4.5
116