重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造装置及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明设计一种新型组合式三维机织物结构设计织造装置及工艺，尤其是一种以重平组织交织方式引入垂纱的正交/准正交组合式三维机织物的结构设计织造装置及工
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技术背景
[0002]三维机织物结构的多样性特点，使其增强复合材料颇具可设计性。常规的三大三维机织物结构:正交、准正交、角连锁，因经纱、玮纱和垂纱的分布、交织关系以及屈曲状态的不同而具备不同的力学性能特点。将垂纱以重平组织交织的方式引入，以层状复合形式进行组合，设计出具有多种变化的重平垂纱组合式三维机织物。一方面垂纱以重平组织交织的方式引入弥补以常规引入方式带来的织物厚度方向上纱线分布不均，布面不平整的缺陷；另一方面组合结构可以发挥出不同三维机织物结构的性能特点，以更好得适应现代技术对复合材料的性能要求。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供了一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造装置及工艺。本发明将垂纱以重平组织交织方式引入，克服垂纱常规引入方式带来的结构缺陷；选取正交、准正交结构单元为基础，改变结构单元数量和位置，以层状复合形式进行组合，发挥不同三维织物结构的性能特点，设计出具有多种变化的重平垂纱组合式三维机织物。以芳纶包缠线为原料，完成重平垂纱组合式三维机织物的上机图绘制，在本发明的织造装置上完成重平垂纱组合式三维机织物的织造。
[0004]为了达到上述目的，本方明的技术方案是:
一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造装置，包括织样机，所述的织样机包括安装在织样机机架上的经纱织轴，所述的经纱织轴之后的织样机机架上依次安装有活动后梁、综框、钢筘、胸梁、压辊、卷曲棍和卷布棍，所述的综框之前的织样机机架上还安装有垂纱织轴；所述的垂纱织轴与综框之间的织样机机架上还安装有垂纱张力控制装置。
[0005]一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造工艺，以正交、准正交三维结构单元为基础，确定三维结构单元层数和各层结构；将垂纱以重平组织交织的方式引入，连接三维结构单元层，完成重平垂纱组合式三维机织物的结构设计，同时在织造装置上完成重平垂纱组合式三维机织物的织造。
[0006]所述的织造工艺具体工艺步骤为:1)首选以正交、准正交结构单元为基础，通过改变结构单元数量和位置，确定三维结构单元层数和各层结构；2)根据步骤I)各层结构情况，确定垂纱引入的重平组织；3)然后将垂纱与玮纱根据步骤2)的重平组织，交织连接三维织物结构单元层，完成重平垂纱组合式三维机织物的经向结构示意图；4)根据重平垂纱组合式三维机织物的经向结构示意图完成重平垂纱组合式三维机织物的组织图，5)再根据重平垂纱组合式三维机织物的组织图完成重平垂纱组合式三维机织物的上机图；6)最后选用芳纶包缠线为经纱、玮纱和垂纱，根据重平垂纱组合式三维机织物的上机图在织造装置上织造得到重平垂纱组合式三维机织物。
[0007]所述的三维结构单元层数为3层或4层。
[0008]所述的三维织物各层结构是正交单元层和准正交单元层按2:1或1:1的比列排列分布O
[0009]所述的芳纟仑包缠线是以一根122.22tex的芳纟仑纱线为芯纱，一根122.22tex的芳纶纱线为包缠纱制备得到的芳纶包缠线。
[0010]本发明的有益效果是:本发明的一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造装置及工艺，垂纱织轴、垂纱张力控制装置的设置将垂纱以重平组织交织方式引入，克服垂纱常规引入方式带来的结构缺陷；选取正交、准正交结构单元为基础，改变结构单元数量和位置，以层状复合形式进行组合，设计出具有多种变化的重平垂纱组合式三维机织物，克服了单一三维结构的性能缺陷，发挥出多种三维结构的性能优势；选用芳纶包缠线为经纱、玮纱和垂纱，在本发明的织造装置上织造得到重平垂纱组合是三维机织物，不但保持织物垂直方向上的均匀性，提高布面的平整度，以提高织物的尺寸稳定性和力学性能，而且还具备一定的柔软性，其作为复合材料的预制件，在力学性能方面具有极强的可设计性，能够更好的适应现代技术对复合材料的性能要求。
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例1重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的3层机织物的经向结构图；
图2是本发明实施例1重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的3层机织物的组织图；图3是本发明实施例1重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的3层机织物的上机图；图4是本发明实施例2重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的3层机织物的经向结构图；
图5是本发明实施例2重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的3层机织物的组织图；图6是本发明实施例2重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的3层机织物的上机图；图7是本发明实施例3重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的4层机织物的经向结构图；
图8是本发明实施例3重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的4层机织物的组织图；图9是本发明实施例3重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的4层机织物的上机图；图10是本发明实施例4重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的4层机织物的经向结构图；
图11是本发明实施例4重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的4层机织物的组织图；
图12是本发明实施例4重平垂纱正交、准正交组合式三维结构的4层机织物的上机图；
图13是本发明重平垂纱正交、准正交组合式三维结构机织物在改造后的普通织机上的上机示意图。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
本实施例的一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造装置，如图13所示，包括织样机，所述的织样机包括安装在织样机机架上的经纱织轴1，所述的经纱织轴I之后的织样机机架上依次安装有活动后梁6、综框7、钢筘8、胸梁9、压辊11、卷曲棍12和卷布棍13，所述的综框7之前的织样机机架上还安装有垂纱织轴2 ;所述的垂纱织轴2与综框7之间的织样机机架上还安装有垂纱张力控制装置5。垂纱织轴2主要用于控制垂纱的送经，垂纱的送经量大于经纱；由于垂纱张力远远小于经纱张力，其控制难度更大，通过垂纱张力控制装置5，能有效的控制垂纱张力，使得垂纱在织物厚度方向上呈现竖直状态。
[0013]本实施例的一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造工艺:选取正交、准正交结构单元为基础，确定三维织物单元层数为3层，垂直方向上3层单元结构分别为:正交结构:正交结构:准正交结构；根据三维织物垂直方向上各层的单元结构，确定垂纱引入的重平组织为2上3下，绘制重平垂纱组合式三维机织物的经向结构示意图，如图1所示；根据重平垂纱组合式三维机织物的经向结构示意图完成重平垂纱组合式三维机织物的组织图，如图2所示；再根据重平垂纱组合式三维机织物的组织图完成重平垂纱组合式三维机织物的上机图，如图3所示；最后选用线密度为244.44tex的芳纶包缠线为经纱、玮纱和垂纱，在本实施例的织造装置上织造得到重平垂纱组合式三维机织物，重平垂纱组合式三维机织物的上机示意图如图13所示，图中3为经纱、4为垂纱，14为玮纱，10为三维机织物；经纱3由经纱织轴I后经活动后梁6后；垂纱4由垂纱织轴2后经垂纱张力控制装置5后；两者通过两个绞纱棒分层进入综框7、然后经过钢筘8、胸梁9后形成三维机织物，然后经过压辊11、卷曲棍12和卷布棍13出布。
[0014]本实施例的一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造装置及工艺，垂纱织轴、垂纱张力控制装置的设置将垂纱以重平组织交织方式引入，克服垂纱常规引入方式带来的结构缺陷；选取正交、准正交结构单元为基础，改变结构单元数量和位置，以层状复合形式进行组合，设计出具有多种变化的重平垂纱组合式三维机织物，克服了单一三维结构的性能缺陷，发挥出多种三维结构的性能优势；选用芳纶包缠线为经纱、玮纱和垂纱，在本实施例的织造装置上织造得到重平垂纱组合式三维机织物，不但保持织物垂直方向上的均匀性，提高布面的平整度，以提高织物的尺寸稳定性和力学性能，而且还具备一定的柔软性，其作为复合材料的预制件，在力学性能方面具有极强的可设计性，能够更好的适应现代技术对复合材料的性能要求。
[0015]实施例2
本实施例的一种重平垂纱组合式三维机织物的结构设计织造装置，如图13所示，包括织样机，所述的织样机包括安装在织样机机架上的经纱织轴1，所述的经纱织轴I之后的织样机机架上依次安装有活动后梁6、综框7、钢筘8、胸梁9、压辊11、卷曲棍12和卷布棍13，所述的综框7之前的织样机机架上还安装有垂纱织轴2 ;所述的垂纱织轴2与综框7之间的织样机机架上还安装有垂纱张力控制装置5。垂纱织轴2主要用于控制垂纱的送经，垂纱的送经量大于经纱；由于垂纱张力远远小于经纱张力，其控制难度更大，通过垂纱张力控制装置5，能有效的控制垂纱张力，使得垂纱在织物厚度方向上呈现竖直状态。
[0016]本实施例的一种新型组合式三维机织物结构设计及其织造方法，选取正交、准正交结构单元为基础，确定三维织物单元层数为3层，垂直方向上3层单元结构分别为:正交结构:准正交结构:正交交结构；根据三维织物垂直方向上各层的单元结构，确定垂纱引入的重平组织为I上4下；绘制重平垂纱组合式三维机织物的经向结构示意图，如图4所示；根据重平垂纱组合式三维机织物的经向结构示意图完成重平垂纱组合式三维机织物的组织图，如图5所示；再根据重平垂纱组合式三维机织物的组织图完成重平垂纱组合式三维机织物的上机图，如图6所示；最后选用线密度为244.44tex的芳纶包缠线为经纱、玮纱和垂纱，在本实施例的织造装置上织造得到重平垂纱组合式三维机织物，重平垂纱组合式三维机织物的上机示意图如图13所示，图中3为