Челночные станки. Общее устройство и принцип работы

Челнок обыкновенного ткацкого станка представляет собой обтекаемой формы тело с полостью для уточной паковки (рис. 1.27). Устройство челнока определяется видом паковки с уточной пряжей, способом смены паковки, характером перемещения челнока в зеве и видом перерабатываемой нити. Уточная паковка может быть в форме початка, намотанного на прядильной или на уточно-мотальной машине. Челнок имеет продольный сквозной вырез для шпули, шпуледержатель 3, заводной аппарат 2, металлические конусы - мыски 1, которые жестко закреплены в теле челнока и воспринимают удар гонка боевого механизма. В передней стенке челнока сделана канавка для уточной нити, предохраняющая ее от повреждения, когда челнок движется в правой челночной коробке. Также в передней стенке челнока сделаны вырезы для прохода уточного щупа и нитеуловителя. Шпуля в челноке удерживается специальным стальным шпуледержателем 5. Для придания шпуле при смене надлежащего направления устанавливается специальная пластинка - шпулеспускатель 4. Заводной аппарат 2 служит для автоматической заводки в направляющие уточной нити с новой шпули. Для торможения нити с целью получения необходимого натяжения ее при сматывании со шпули к внутренней стенке челнока прикрепляют мех, щетину или плюш.

Челнок работает в сложных динамических условиях, поэтому корпус его изготавливают из хорошо выдержанного дерева твердых пород и с двух или трех сторон оклеивают фиброй.

Рис. 1.25. Виды челноков

Боевые механизмы сообщают челноку необходимую скорость и направление движения через зев.

Боевые механизмы по способу передачи движения разделяются на кулачковые, кривошипные, пружинные и пневматические. Наиболее распространены кулачковые механизмы, в которых кулачок используется и как ведущий орган, и как ведомый.

По расположению деталей на станке боевые механизмы разделяются на три вида: нижнего, среднего и верхнего боя. Широко используются механизмы среднего боя.

Боевые механизмы устанавливаются с обеих сторон ткацкого станка, так как бой происходит попеременно (то с одной, то с другой стороны станка), поэтому боевые кулачки повернуты на среднем валу один относительно другого на 180 градусов. Средний вал вращается с частотой в 2 раза меньшей, чем главный вал, поэтому за каждый полуоборот среднего вала происходит один удар и прокладывается одна уточная нить

При выработке тканей на станках с многочелночными механизмами часто необходимо производить бой не поочередно с каждой стороны, а в более сложной последовательности. По очередности боя боевые механизмы разделяются на механизмы последовательного и произвольного боя.

На рис. 1.28 приведена схема боевого механизма среднего последовательного боя автоматического ткацкого станка. На среднем валу 1 станка закреплен боевой кулачок 2, который своим мыском 3 действует на боевой каточек 4. Через боевой каточек поворачивается на некоторый угол веретено 6 с укрепленным на нем рычагом (стременем) 5. Проушина рычага через короткий хомутик 21, брусок 20, длинный хомутик 11 отклоняет погонялку 9 на некоторый угол и через гонок 8 сообщает движение челноку 7. Стрелка 10 препятствует перемещению хомутика вверх. Для обеспечения правильного полета челнока верхний конец погонялки вставлен в прорезь башмака 12, профиль нижней части которого представляет дугу, описанную радиусом, равным расстоянию от центра выреза гонка до плоскости кронштейна 17, укрепленного на подбатанном валу 18. Во время работы станка башмак свободно катится по кронштейну. Язычок 14 и погонялка прижимаются к ролику 13 ремнем 15, нижний конец которого соединен с отжимным блочком 16. На этот блочек действует спиральная пружина, возвращающая погонялку в исходное положение. Башмак имеет продольный вырез, в который входит прилив 19 кронштейна 17, вследствие чего устраняется боковое смещение башмака и погонялки.

Рис. 1.28. Схемы боевого механизма (а) и боевого кулачка (б) челночного ткацкого станка

При наладке боевого механизма необходимо правильно устанавливать силу боя. Силой боя называют путь, проходимый челноком в период разгона. На практике сила боя определяется также величиной размаха погонялки в период разгона челнока или расстоянием, на которое перемещается гонок в период разгона. Размах погонялки и величина перемещения гонка регулируются перестановкой стремени 5. При увеличении длины стремени размах погонялки увеличивается. Кроме этого, на размах погонялки влияют длина хомутика 21, изменяющая зазор между хомутиком и погонялкой и положение стрелки 10, изменяющей плечо l₂.

Машиностроительные заводы выпускают ­ткацкие станки с автоматической сменой шпуль, одно- и двухчелночные, с заправочной шириной 120; 140 и 160 см. Станки мо­гут быть одно- и двухнавойными, иметь эксцентриковый, кареточный зевообразовательный механизм или жаккардовую машину. По конструкции и принципу работы эти станки примерно одинаковы и различаются лишь шириной и количеством чел­ноков.

На рис. (1.29,а) приведена принципиальная технологическая схема выработки ткани на челночных станках. Навой 1 со шлихтованной основой помещается позади ткацкого станка. Сматываясь с навоя, основа огибает валик 2, который называ­ется задним скалом, и затем идет к ценам 3. На каждую нить основы между ценами надета одна из ламелей 4 основонаблюдателя. Едва только оборвется какая-либо основная нить, надетая, на нее ламель падает, и это вызывает останов станка. По опустившейся ламели видно, какая нить оборвалась. От цен одна часть основных нитей направляется в глазки ремизки 5, а другая часть — в глазки ремизки 7. Ремизки 5 и 7 попере­менно перемещаются (одна вверх, а другая вниз и обратно), при каждом перемещении раздвигая нити основы и таким обра­зом образуя зев.

Рис. 1.29. Образование ткани:

а — схема челночного ткацкого станка; б, в, г, д — последовательность положения ос­новных рабочих органов при образовании ткани

Выйдя из глазков ремизок, основные нити проходят между зубьями берда 8 и сходятся вместе у опушки ткани 10, где они переплетаются с уточными нитями. В дальнейшем движении об­разованная ткань огибает грудницу 11, вальян 13, снова подни­мается вверх, и, обогнув направляющий валик 14, направляется на товарный валик 12.

Вальян 13 получает вращение от особого товарного регуля­тора. Это вращение передается товарному валику 12 и вызы­вает навивание на него вырабатываемой ткани. При навивании ткани основа натягивается, заставляя навой поворачиваться для разматывания основных нитей.

Ткань образуется следующим образом. Как только ремизки переместятся и образуют зев, в этот зев пролетает ткацкий чел­нок 9, выбиваемый из челночной коробки боевым механизмом (рис. 1.29,6). При своем полете челнок скользит по полирован­ной планке — склизу, закрепленному на брусе 15 батана 16, непосредственно над которым находятся нити нижней части зева. Конец нити, выходящей из челнока, задерживается кром­кой ткани, поэтому нить сматывается с початка во время по­лета челнока. Челнок, пролетев через зев, попадает в челноч­ную коробку с другой стороны станка и затормаживается в ней. Уточная пить, оставшаяся в зеве, прибивается к опушке ткани с помощью берда 8 (рис. 1.29,в,г), укрепленного в брусе 15 ба­тана 16. Батан через поводок 19 соединяется с коленчатым ва­лом 20, который непрерывно вращается через передачу от элек­тродвигателя и качает батан, имеющий шарнирное соединение 23 в нижней части. Как только челнок пролетит через зев, ре­мизки 5 и 7 меняются своими местами: верхние основные нити становятся нижними, а нижние — верхними, образуя новый зев, и уточная нить оказывается переплетенной между основными.

Прибив бердом уточную нить к опушке ткани, батан быстро отходит назад, и челнок снова пролетает в образовавшийся зев, прокладывая новую уточину (рис. 1.29,д). Эту уточину батан опять прибивает бердом к опушке ткани, ремизки снова переме­щаются, а основные нити переплетаются с новой уточиной.

Так продолжается нарабатывание ткани за счет проклады­вания нитей утка и переплетения их с нитями основы. Коленча­тый вал 20 делает 220 и более оборотов в минуту. За каждый оборот прокладывается и зарабатывается в ткань одна уточина.

Из описания процесса образования ткани следует, что нитям основы и утка необходимо сообщать движения в двух направле­ниях: вдоль нитей и перпендикулярно им. Эти движения пере­даются нитям механизмами ткацкого станка. Движение основы в направлении, перпендикулярном оси нитей, для образования зева и переплетения основными нитями уже прокинутой уто­чины осуществляет зевообразовательный механизм. Движение уточины в продольном направлении (прокидывание) происхо­дит во время пролета челнока через образовавшийся зев в ре­зультате воздействия на челнок боевого механизма. Движение уточины перпендикулярно ее оси для прибивания ее к опушке ткани осуществляет механизм батана. Движение основы в про­дольном направлении, наматывание наработанной ткани и обеспечение натяжения основных нитей осуществляют механизмы товарного регулятора и основного регулятора (или основного тормоза).

Все названные механизмы принимают непосредственное уча­стие в формировании ткани на станке и относятся к числу ос­новных механизмов.

От длины ткани, наматываемой на товарный валик при при­бое к опушке ткани одной уточины, зависит плотность ткани по утку, а от отпуска основы основным регулятором — величина ее натяжения. Плотность ткани по основе зависит от частоты зубьев берда и числа нитей основы, пробранных между двумя зубьями.

Кроме основных механизмов, ткацкий станок имеет целый ряд вспомогательных и предохранительных ме­ханизмов, улучшающих работу станка, облегчающих его обслуживание, способствующих выработке ткани высокого ка­чества.

Вспомогательные механизмы предназначены для изменения направления движения основы, поддержания основы и ткани между ткацким навоем и товарным вальяном. К ним относятся: скало, ценовые палочки, шпарутки и грудница.

Скало 2 (рис. 1.29,а) (валик с шипами) поддерживает основу и меняет направление ее движения с вертикального на горизонтальное.

Ценовые палочки 3 (прутки) разделяют нити основы на чет­ные и нечетные. Их вставляют между нитями основы взамен ценовых шнурков при заправке станка в том случае, когда ос­нова более плотная.

Шпарутки 24 не допускают усадки ткани по ширине под действием натяжения утка, возникающего при изгибе уточных нитей во время их прибоя бердом к опушке ткани.

Грудница 11 (металлический изогнутый брусок) изменяет направление ткани с горизонтального на вертикальное.

Кроме того, на автоматических ткацких станках имеются ме­ханизмы автоматической смены шпуль, обеспечи­вающие бесперебойное питание утком.

Предохранительные механизмы предупреждают вы­работку недоброкачественной ткани в случае обрыва нитей ос­новы или утка, недолета или вылета челнока. К предохрани­тельным механизмам относятся:

- уточная вилочка, предупреждающая порок недосеки в случае обрыва уточной нити или полного схода ее с находящейся в челноке шпули;

- основонаблюдатель (ламельный прибор), останавливающий станок в случае обрыва нити основы и предотвращающий порок близну;

- замочный механизм, предупреждающий массовый обрыв ни­тей основы при недолете челнока в челночную коробку;

- предохранитель от вылета челнока, улавливающий челнок, вылетающий из зева;

- искатель опушки ткани, помогающий предупреждать возник­новение пороков (забоин и недосек) при пуске станка после ос­танова его по какой-то причине.

Без таких механизмов, как основонаблюдатель, уточная ви­лочка, автоматическая смена шпуль, один ткач не смог бы об­служивать больше одного-двух станков. С этими механизмами ткачи обслуживают десятки станков.

Образование тканых узоров. Для создания в ткани желае­мого переплетения основы и утка необходимо так управлять образованием зева, чтобы каждый раз ремизки приподнимали те нити основы, которые должны перекрывать очередную про­кидываемую челноком уточную нить. Для этого необходимо, чтобы число ремизок на станке было не меньше числа нитей в раппорте по основе. Для выработки простых переплетений с небольшим раппортом необходимое число ремизок невелико и для управления их движением применяют простейший экс­центриковый зевообразовательный механизм (рис. 1.29,а).

Подъемом и опусканием каждой пары ремизок в этом слу­чае управляет пара эксцентриков 21, сидящих на общем для всех эксцентриков валу 22. Каждый эксцентрик действует на ролик особого рычага 17, который связан тягами 18 с соответ­ствующей ремизкой. Ремизки попарно связаны ремешками 6.

Когда один эксцентрик, действуя на ролик, опустит свой проступной рычаг, то связанная с ним ремизка опустится, а дру­гая поднимется. Второй эксцентрик при этом повернут так, что допускает это движение. Через пол-оборота вала 22 вступает в работу второй эксцентрик и т. д.

На рис. 1.29 показана схема станка, имеющего две ремизки, — значит, на нем можно вырабатывать ткани только полотняного переплетения. С увеличением числа нитей в раппорте ткани увеличивается число ремизок и число эксцентриков, необходи­мых для управления их движением. Зевообразовательный ме­ханизм с эксцентриками становится все более громоздким. По­этому его не применяют при выработке тканей более сложных переплетений, когда необходимое число ремизок больше 6—8.

Для получения тканей с более сложными переплетениями применяют зевообразовательные механизмы другого типа - ремизоподъемные каретки и жаккардовые машины, в которых зев образуется специальными подъемными механизмами.

Ремизоподъемные каретки. На станках, снабженных кареточными зевообразовательными механизмами, порядок подъема и опускания ремизок обеспечивается призмой с картоном. Кар­тон представляет собой набор карт-планок, соединенных колеч­ками в бесконечное полотно. На карты набиты колышки в со­ответствии с рисунком переплетения. При повороте призмы на одну грань надетый на нее картон перемещается, вводя в дей­ствие новый элемент карты с колышками, которые, взаимодей­ствуя с другими элементами механизма (крючками, ножами и др.), управляют порядком чередования подъема и опускания ремизок. Изменяя расположение колышков, можно получать разнообразные переплетения. Число ремизок, а значит, и рап­порт вырабатываемых тканей на ткацких станках с каретками может достигать 32, что позволяет вырабатывать на них ткани различных мелкоузорчатых и сложных переплетений.

В хлопчатобумажной промышленности применяются челночные ткацкие станки АТ-100-5М, AT-100-6, АТ-120-6М, AT-140-5, AT-160-5, AT-175, AT-4-120-5, в шерстяной —AT-175-Ш5, АТ-4-175-Ш, АТ-2-175-Ш, АТ-2-200-Ш; в шелковой АТ-120-Шл-5М, АТ-160-Шл-5М, АТ-2-120-Шл-5М, АТ-2-160-Шл5; в льняной — АТ-60-Л5 для выработки полотенец, АТ-100-Л5И АТ-120-Л5 для выработки тканей из пряжи средней линейной плотности, AT-175-Л5 и АТ-225-Л5 для выработки льняных тканей, скатертей и покрывал, АТ-100-ЛБ для выработки брезентовых тканей из льняной и оческовой пряжи, АТ-120-ЛЗМ для выработки мешочных и паковочных тканей.

В настоящее время в текстильной промышленности практически все челночные ткацкие станки заменены на бесчелночные.

Лекция 10

Бесчелночные ткацкие станки

Обычные челночные механические и автоматические ткац­кие станки с возвратно-поступательным движением челнока и батана имеют целый ряд серьезных недостатков:

1. На челночных ткацких станках используется только 1/3 времени работы челнока, а 2/3 уходит на ожидание и перемену движения челнока.

2. Чтобы привести в действие ткацкий челнок, его надо ударить с силой, примерно в 50 раз большей массы самого челнока, т. е. при массе челнока 200—700 г (в среднем 500 г) надо со­общить ему удар силой до 445 Н. Челнок нужно не только бы­стро разогнать, но также моментально и остановить. В результате много энергии затрачивается вхолостую.

3. Батан, амплитуда колебания которого составляет 30—40 см, приводит в движение массу 300 кг (на легких станках) и до 500 кг (на полутяжелых). Батан также совершает воз­вратно-поступательное движение и, обладая такой большой массой, вызывает значительные инерционные нагрузки на валы и рамы станка.

В результате станок работает неравномерно из-за периоди­чески изменяющегося направления движения всех основных ор­ганов станка — челнока, батана, ремиз, погонялок и т. п. Главный вал на станке вращается неравномерно, многие детали и меха­низмы станка быстро изнашиваются.

4. Сильный шум из-за ударов челнока, батана, погонялок и т. д.

5. Большие массы челнока и батана и их возвратно-посту­пательное движение мешают увеличению скоростного режима ткацкого станка. При заправочной ширине 100 см максимальная частота вращения главного вала современного автомати­ческого станка составляет 220—240 мин ^-1.

Исходя из перечисленного прово­дится большая работа по созданию ткацких машин без обыч­ных челноков, машин, основанных на новых принципах обра­зования ткани.

На многих станках последних типов питание утком произ­водится с неподвижных бобин, а ввод утка в зев осуществляется различными способами: пластинками, стальными лен­тами, рапирами и другими приспособлениями или на основе пневматики (струей воздуха), гидравлики (струей воды). Станки с такими принципами прокладывания уточных нитей получили название бесчелночных.

Бесчелночные станки по сравнению с челночными обладают рядом преимуществ:

- рабочие органы движутся на меньших уча­стках пути;

- средняя линейная скорость прокладки уточной нити на челночных и рапирных станках 12—15 м/с, на СТБ — 20— 32 м/с, на пневматических — 32—36 м/с;

- рапира или иной мало­габаритный прокладчик утка требует намного меньшего откры­тия зева, что сокращает путь батана и ремизок, уменьшает на­пряжение в нитях основы;

- частота вращения главного вала бес­челночного станка не зависит от его рабочей ширины.

Созданы также многозевные станки с одновременным прокладыванием уточных нитей в несколько зевов, образуемых основными нитями. Имеются конструкции круглых ткацких челночных станков, где уточная нить прокладывается по кругу.

Основным недостатком бесчелночных ткацких станков явля­ется ограниченность ассортимента тканей, вырабатываемых на них, так как их конструкция позволяет вырабатывать ткани простых переплетений. Однако ведутся работы по оснаще­нию их механизмами, позволяющими вырабатывать ткани и более сложных переплетений. Примером может служить эф­фективная компоновка ткацкого станка СТБ и жаккардовой машины, позволяющая вырабатывать крупноузорчатые ткани.