рапира и устройство прокладки уточной нити для рапирного ткацкого станка

Формула изобретения

1. Рапира для рапирного ткацкого станка, имеющая корпус (1, 21, 31) с соединительным участком (11) для соединения с гибкой тягой или жесткой тягой (66), нитезахватчик (3, 22, 32) с неподвижным зажимным элементом (8, 17, 36) и подвижным зажимным элементом (6, 26, 37) и электрическое приводное устройство (2, 23, 33), которое расположено в корпусе рапиры и которое функционально связано с подвижным зажимным элементом для его привода и обеспечивает регулирование зажимного усилия нитезахватчика и управления его зажимным циклом, отличающаяся тем, что подвижный зажимной элемент (6, 26, 37) поджат смыкающим усилием (А) к неподвижному зажимному элементу (8, 17, 36), а приводное устройство (2, 23, 33) выполнено с возможностью переключения с режима, в котором оно создает зажимное усилие (В), действующее в том же направлении, что и смыкающее усилие (А), на режим, в котором оно создает разжимное усилие (С), которое противодействует указанному смыкающему усилию (А) и превышает его по величине, при этом предусмотрена возможность индивидуально регулировать величину указанных зажимного и разжимного усилий (В, С), создаваемых приводным устройством, в течение всего ткацкого цикла.

2. Рапира по п.1, отличающаяся тем, что приводным устройством является электромагнит (2, 33).

3. Рапира по п.1, отличающаяся тем, что приводным устройством является пьезоэлемент (23).

4. Рапира по п.1, отличающаяся тем, что приводным устройством является линейный электродвигатель или шаговый электродвигатель.

5. Рапира по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что приводное устройство (2, 23, 33) соединено со вторичной катушкой (71) индуктивности, которая предназначена для взаимодействия с расположенной неподвижно вне рапиры первичной катушкой (70) индуктивности системы (65) правления приводными устройствами (2, 23, 33).

6. Устройство прокладки уточной нити для рапирного ткацкого станка, имеющее механизм (64) перемещения для приведения передающей рапиры (61) и захватывающей рапиры (62) в возвратно-поступательное движение, отличающееся тем, что предусмотрена система (65, 68, 70, 71) управления приводным устройством (2, 23, 33) и блока (65) управления, предназначенного для управления приводным устройством (2, 23, 33) в зависимости от угла поворота главного вала ткацкого станка и/или в зависимости от технологических параметров выработки текстильного, соответственно тканого полотна, а также рапира по любому из пп.1-5.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что блок (65) управления имеет микропроцессор для управления приводным устройством в режиме без обратной связи и в режиме с обратной связью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к рапире рапирного ткацкого станка согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения и к устройству прокладки уточной нити с такой рапирой.

Для прокладки уточной нити используют либо одну рапиру для сквозной прокидки уточной нити через зев, либо пару из передающей и захватывающей рапир, при этом уточная нить передается внутри зева с передающей рапиры на захватывающую рапиру. Рапиры имеют зажимы для нити или нитезахватчики, управление которыми в первом из указанных вариантов осуществляется вне зева, а во втором варианте является активным, т.е. осуществляется непосредственно в самом зеве. Для этой цели используют механические или электромеханические средства (GB 2059455 А; ЕР 0690160 А), при этом приводной элемент, управляющий разжимом или смыканием нитезахватчика, расположен вне зева, соответственно под ним. Недостатки такой конструкции, проявляющиеся прежде всего при передаче нити внутри зева, состоят в основном в следующем.

При использовании механических средств приводной элемент необходимо вводить между нитями основы, чтобы можно было управлять нитезахватчиками.

При использовании электромагнитных средств вне зева необходимо устанавливать отключающий электромагнит. В результате увеличивается воздушный зазор между якорем и магнитным сердечником, что требует создания магнитного поля большей напряженности, т.е. необходимо увеличивать количество ампер-витков в обмотке. Инерционность в срабатывании этого электромагнита снижает скорость работы ткацкого станка.

При передаче нити внутри зева пути перемещения рапир в зоне ее передачи пересекаются. Иными словами, передача нити происходит в то время, когда передающая и захватывающая рапиры еще находятся в движении. В этот момент нитезахватчик приводится в действие, что заключается в нажатии на него приводным элементом. Вследствие этого такие участвующие в приведении в действие этого нитезахватчика детали как гибкая либо жесткая тяга рапиры, соответственно планка батана и направляющая гибкой либо жесткой тяги рапиры, подвержены высокой нагрузке и износу. Кроме того, при приложении такого нажимного усилия гибкая рапира прижимается к нитям основы, что приводит в результате к их обрыву. По вышеуказанным причинам гибкую рапиру и ее направляющие приходится усиливать. Выполнение этих элементов более массивными приводит в свою очередь к увеличению массы подвижных деталей, что противоречит требованию максимально возможного снижения этой массы, и, как следствие, к снижению частоты вращения вала двигателя ткацкого станка. Помимо этого необходимо учитывать и тот факт, что рапиры из-за высокой скорости работы зевообразовательного механизма вибрируют внутри зева в зоне передачи нити и могут сталкиваться с приводными элементами. В результате необходимо принимать особые меры, чтобы в максимально возможной степени снизить вибрацию с подобной частотой и амплитудой.

Величина зажимного усилия определяется, как известно, типом нити. Поэтому при механическом, а также при электромеханическом управлении нитезахватчиком необходимо соответствующим образом регулировать величину этого зажимного усилия. При выработке тканей с использованием нитей различных типов возможности применения подобных систем управления оказываются по меньшей мере ограничены, поскольку, с одной стороны, среднюю величину зажимного усилия необходимо определять экспериментально, а с другой стороны, согласование зажимного усилия в процессе работы ткацкого станка и прежде всего вдоль пути движения нити между указанными приводными элементами невозможно и поэтому не предусмотрено.

Еще один недостаток описанных выше конструкций состоит в том, что в каждой точке приложения управляющего воздействия должна быть предусмотрена соответствующая система приводных элементов для управления нитезахватчиком, а именно такими точками являются:

а) для передающих рапир: точка приведения в действие в середине зева,

б) для захватывающих рапир: точка приведения в действие в середине зева,

в) для передающих рапир: точка управления заводкой нити со стороны введения утка в зев,

г) для захватывающих рапир: точка отпускания нити со стороны улавливателя,

д) для передающих рапир: точка управления продувкой со стороны введения утка в зев.

Таким образом, необходимы пять систем приводных элементов, приведение в действие которых должно осуществляться раздельно.

С этим в свою очередь связаны следующие недостатки:

1) необходимость в техническом обслуживании пяти систем,

2) высокая частота выхода из строя,

3) снижение коэффициента полезного действия,

4) высокие затраты.

Тем самым известные конструкции с индивидуальным управлением нитезахватчиками, прежде всего вдоль пути движения нити между приводными элементами, являются малоэффективными.

Наиболее близкий к указанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения прототип описан в заявке ЕР 0690160 А и показан на фиг.17 этой публикации. В этой заявке описана рапира, в корпусе которой имеется приводное устройство, выполненное в виде пьезоэлемента. Расширение этого пьезоэлектрического приводного устройства при подаче определенного электрического напряжения сопровождается смыканием нитезахватчика, т.е. опусканием подвижного зажимного элемента нитезахватчика на неподвижный зажимной элемент. Сжатие пьезоэлектрического приводного устройства в обесточенном состоянии сопровождается разжиманием нитезахватчика, т.е. приподнятием подвижного зажимного элемента нитезахватчика от неподвижного зажимного элемента. Поскольку, однако, усилие, развиваемое при сжатии пьезоэлектрического приводного устройства, невелико, поджатие подвижного зажимного элемента к неподвижному зажимному элементу снижает его эффективность и поэтому является нежелательным и его необходимо избегать. У подобного нитезахватчика зажим может находиться только в двух положениях, а именно в "открытом" или "сомкнутом", при этом невозможно обеспечить первоначальное смыкающее усилие за счет поджатия подвижного зажимного элемента к неподвижному зажимному элементу. При перебоях в электроснабжении такой нитезахватчик автоматически открывается и отпускает уточную нить. Кроме того, из вышеуказанной публикации не очевидна возможность индивидуально регулировать величину усилия, развиваемого этим пьезоэлектрическим приводным устройством. Сложность конструкции и габариты электромагнитных приводов являются ограничивающим условием, из-за которого избегают их установку в корпус рапиры.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать рапиру указанного в начале описания типа и устранить описанные недостатки.

Эта задача решается в соответствии с отличительными признаками п.1 формулы изобретения.

Благодаря тому, что даже в случае возможных перебоев в электроснабжении подвижный зажимной элемент остается поджат к неподвижному зажимному элементу, обеспечивается надежный захват и надежное удержание уточной нити нитезахватчиком. Кроме того, за счет поджатия подвижного зажимного элемента к неподвижному зажимному элементу нет необходимости в создании слишком большого удерживающего уточную нить усилия, которое должно развивать приводное устройство, поскольку суммарное зажимное усилие складывается из смыкающего усилия А, обеспечиваемого вышеуказанным поджатием одного зажимного элемента к другому, и зажимного усилия В, развиваемого непосредственно приводным устройством. В результате можно использовать приводное устройство меньшей мощности. Вместе с тем разжимающее усилие, противодействующее смыкающему усилию и превосходящее его по величине, обеспечивает надежное разжимание зажима нитезахватчика, причем этот процесс разжимания в свою очередь также может происходить в две стадии, а именно вначале за счет отключения приводного устройства и тем самым снятия зажимного усилия, в результате чего уточная нить будет удерживаться только смыкающим усилием подвижного зажимного элемента, а затем за счет дополнительного создания разжимающего усилия, под действием которого подвижный зажимной элемент будет отжиматься от неподвижного зажимного элемента с образованием между ними свободного зазора для очистки. Кроме того, усилие, развиваемое расположенным в рапире приводным устройством, можно очень точно регулировать во времени и по величине в течение всего ткацкого цикла для согласования такого усилия с требованиями ткацкого процесса. Такая возможность имеет особое значение прежде всего в тех случаях, когда узор вырабатываемой ткани постоянно меняется и необходимо прокидывать уточные нити различной толщины и качества.

Расположенное в рапире приводное устройство активно, т.е. без создания внешних усилий, управляет нитезахватчиком этой рапиры, что исключает приложение какой бы то ни было нагрузки к головке рапиры, к направляющей рапиры и к нитям основы. В результате практически полностью отпадает необходимость в подрегулировке и ремонте указанных деталей рапиры. Помимо этого, предотвращается обрыв нитей основы, что значительно снижает эксплуатационные расходы и значительно повышает производительность процесса выработки тканей. Нитезахватчик можно соответствующим образом регулировать не только при работе ткацкого станка в целом, но и в пределах одного ткацкого цикла по отдельным уточинам, настраивая его под конкретные физические и ткацко-технологические параметры прокладываемой уточной нити. Предусмотренная система управления позволяет задавать и регулировать величину зажимного усилия нитезахватчика.

За один цикл прокладки уточной нити нитезахватчик выполняет следующие операции:

1. передающая рапира забирает уточную нить у нитеподающего устройства и

2. вводит эту уточную нить в зев;

3. примерно на середине зева передающая рапира передает уточную нить захватывающей рапире;

4. в конце цикла прокладки уточной нити нитезахватчик захватывающей рапиры отпускает нить;

5. нитезахватчики разжимаются для очистки и

6. при необходимости изменяется зажимное усилие нитезахватчиков.

Нитезахватчики передающей и захватывающей рапир имеют практически одинаковое конструктивное исполнение, что позволяет управлять приводными устройствами с помощью одного и того же блока управления. В результате значительно сокращаются издержки производства. Использование трансформаторов для приведения в действие нитезахватчика исключает приложение к рапире соответствующих механических нагрузок. Указанные меры позволяют эксплуатировать рапирный ткацкий станок со скоростью до 1000 об/мин и помимо этого использовать такие различные типы нити, как комплексная нить с нулевой круткой или фасонная пряжа с узелками.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - первый вариант выполнения предлагаемой в изобретении рапиры,

на фиг.2 - второй вариант выполнения предлагаемой в изобретении рапиры,

на фиг.3 - третий вариант выполнения предлагаемой в изобретении рапиры,

на фиг.4 - диаграмма изменения зажимного усилия в зависимости от времени за один рабочий цикл нитезахватчика, соответствующий одному циклу прокидки уточной нити,

на фиг. 5 - вариант выполнения предлагаемого в изобретении устройства прокладки уточной нити.

На фиг.1 показана предлагаемая в изобретении рапира, выполненная по одному из вариантов. Эта рапира имеет корпус 1, электромагнит 2 и нитезахватчик 3. Корпус 1 состоит из основания 4 и крышки 5, которые соединены друг с другом не показанными на чертеже средствами. Одной стороной электромагнит 2 опирается на основание корпуса. Нитезахватчик 3 имеет зажимной рычаг 6, который выполнен в виде двуплечего рычага, установленного на оси 7 с возможностью поворота вокруг нее, и выполненную на основании 4 зажимную поверхность 8. Одно из плеч рычага имеет зажимной участок 9, который взаимодействует с выполненной на основании 4 зажимной поверхностью и который на свободном конце имеет отогнутый под некоторым углом участок 10, образующий вместе с основанием корпуса входной зазор для уточной нити (не показана). С противоположного входной стороне рапиры конца на основании 4 выполнен соединительный участок 11 для соединения с механизмом перемещения. Кроме того, предусмотрена пружина 12, которой зажимной участок 9 рычага поджимается к зажимной поверхности 8. Помимо этого рапира оснащена ограничителем 15, ограничивающим перемещение уточной нити внутрь нитезахватчика. Для создания поступательного движения с целью приведения в действие зажимного рычага может использоваться линейный электродвигатель или серводвигатель. Преимущество применения подобных приводов состоит в том, что зажимной рычаг можно кинематически связать с приводной осью электродвигателя.

В варианте выполнения по фиг.2 предлагаемая в изобретении рапира имеет корпус 21, нитезахватчик 22 и пьезокварцевый элемент 23. Корпус состоит из основания 24 и крышки 25. Нитезахватчик имеет полосовой зажимной элемент 26 из упругого пружинящего материала и зажимной участок 17, выполненный на основании 24 корпуса. Зажимной элемент 26 одним концом закреплен на основании 24 корпуса, а на другом конце имеет отогнутый под некоторым углом участок 27, который вместе с основанием корпуса образует входной зазор для не показанной на чертеже уточной нити. Зажимной элемент 26 имеет уступ 28 и выступающий перпендикулярно ему штифт 29. Пьезокварцевый элемент 23 одной стороной закреплен на основании корпуса, а с другой стороны имеет соединительный элемент 30, обхватывающий штифт 29. С противоположного входной стороне рапиры конца на основании 24 выполнен соединительный участок 11 для соединения с механизмом перемещения.

Показанная на фиг.3 рапира отличается от изображенного на фиг.1 варианта выполнением и расположением электромагнита. Рапира имеет корпус 31, нитезахватчик 32 и электромагнит 33. Корпус состоит из основания 34 и крышки 35. Нитезахватчик 32 имеет направляющий элемент 36 для не показанной на чертеже уточной нити и зажимной элемент 37. Направляющий элемент 36 выполнен в виде полосы и имеет отогнутый под некоторым углом участок 38. Зажимной элемент 37 также выполнен в виде полосы и также имеет отогнутый под некоторым углом участок 39. Зажимной элемент 37 по плоскости прилегает к направляющему элементу 36, в результате чего их отогнутые участки 38, 39 образуют V-образный входной зазор для непоказанной уточной нити. Электромагнит 33 имеет П-образный сердечник 43 и обмотку 40 и расположен под направляющим элементом таким образом, что последний опирается на торцы боковых сторон сердечника. В этом варианте направляющий элемент 36 выполнен из немагнитного материала, а зажимной элемент 37 образует якорь электромагнита и выполнен из магнитного материала. Основание 34 корпуса и в этом случае имеет соединительный участок 11 для соединения с механизмом перемещения. Вместо упомянутого выше ограничителя перемещения уточной нити в данном варианте для этой цели предусмотрена ограничительная скоба 41.

В каждом из рассмотренных выше вариантов приводное устройство приводится в действие за счет индукции. Для этой цели предусмотрены первичная катушка 70 индуктивности, которая расположена вне рапиры, и вторичная катушка 71 индуктивности, которая расположена соответственно в корпусе 1, 21, 31 рапиры. Кроме того, в корпусе расположены вентильный преобразователь электроэнергии и усилитель 72, которые соединены с приводным устройством соединительными проводами 52. В каждой из крышек 5, 25, 35 предусмотрено отверстие 75.

В рассмотренной ниже фиг.4 за основу взят вариант выполнения по фиг.2. На этом чертеже показана диаграмма, на которой по оси абсцисс отложен угол поворота главного вала ткацкого станка, а по оси ординат отложено зажимное усилие. Как показано на диаграмме, в зависимости от указанного угла поворота нитезахватчик имеет три рабочих положения, а именно сомкнутое положение А, положение зажима А+В, а также разомкнутое положение А-С. Каждому из этих рабочих положений соответствует определенное усилие А, В, С. Смыкающее усилие А создается только пружинящим элементом 26 и действует в том числе и при отключенных ткацком станке и приводном устройстве. Прокладываемая уточная нить сначала заводится в открытый нитезахватчик, после чего она зажимается зажимным усилием В, создаваемым приводным устройством. Зажим уточной нити происходит с усилием, равном сумме усилий А+В. Зажимное усилие В можно бесступенчато регулировать до его максимальной величины во избежание смычки по утку. В процессе передачи уточной нити от передающей рапиры захватывающей рапире по соответствующей управляющей программе происходит реверсирование, соответственно переключение приводных устройств, что сопровождается созданием разжимного усилия, равного разности усилий А-С. По завершении операции прокидки утка может происходить продувка находящегося в разомкнутом положении нитезахватчика. Описанный выше процесс происходит и в передающей, и в захватывающей рапире, но в обратной последовательности выполнения этих циклов.

На фиг.5 показано устройство прокладки уточной нити с передающей рапирой 61, захватывающей рапирой 62, механизмом 64 перемещения, которым передающая, соответственно захватывающая, рапира перемещается по середине 63 рабочей ширины ткацкого станка, и с системой управления приводными устройствами. Транспортирующий механизм 64 имеет гибкую тягу 66 с направляющей 69 и колесо 67, которое кинематически связано с не показанным на чертеже приводом. Гибкая тяга рапиры выполнена из гибкого материала, например из слоистого пластика. Система управления приводными устройствами расположена на участке передачи нити над образуемым зевом и по обе стороны от середины 63 рабочей ширины ткацкого станка. В состав указанной системы входят два трансформатора с воздушным охлаждением или преобразователь, включающий первичную катушку 70 индуктивности и расположенную на рапире 61, 62 вторичную катушку 71 индуктивности, а также блок 65 управления, который проводами 68 соединен с каждой из первичных катушек 70 индуктивности и управляет этими первичными катушками индуктивности в зависимости от угла поворота главного вала ткацкого станка и/или в зависимости от технологических параметров выработки текстильного, соответственно тканого, полотна.