張靈婕 繆旭紅

摘要：闡述了紗線張力相關(guān)研究的意義以及現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有的各類織機(jī)的紗線張力補(bǔ)償裝置進(jìn)行分類并介紹了各自的特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了經(jīng)編紗線張力補(bǔ)償裝置的作用原理、應(yīng)用情況以及目前存在的一些問(wèn)題。同時(shí)根據(jù)目前紡織行業(yè)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)出未來(lái)經(jīng)編經(jīng)紗張力補(bǔ)償裝置技術(shù)發(fā)展的突破要點(diǎn)。未來(lái)為實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)越的補(bǔ)償性能，經(jīng)紗張力補(bǔ)償裝置必然要朝著數(shù)字化、積極補(bǔ)償式以及復(fù)合式的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：經(jīng)編；張力補(bǔ)償裝置；數(shù)字化；積極補(bǔ)償式；復(fù)合式

中圖分類號(hào)：TS183.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

The Progress of Warp Tension Compensation Technology in Warp Knitting

Abstract： This paper expounds the significance and status-quo of the research relating to yarn tension， classifies the existing various yarn tension compensation devices and introduces their characteristics by laying stress on the principle of warp knitting yarn tension compensation device and some problems in current applications. And according to the current situation and developing trend of textile industry， it sums up the future breakthrough points of warp tension compensation device technology development. In the future， in order to achieve better compensation performance， developing digital， positive compensating and combined warp tension compensation device is an inevitable trend.

Key words： warp knitting； tension compensation device； digital； positive compensation； combined

紗線張力是紡織生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的參數(shù)，一個(gè)大小理想且波動(dòng)穩(wěn)定的紗線張力有助于生產(chǎn)的順利進(jìn)行并且提高生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。在各類紡織生產(chǎn)中，如何控制紗線張力，穩(wěn)定張力波動(dòng)一直都是一項(xiàng)學(xué)者研究的重要課題。此前，宗平生對(duì)經(jīng)紗送經(jīng)進(jìn)行了深入研究，總結(jié)了經(jīng)紗消耗和運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律，提出了對(duì)于張力補(bǔ)償裝置的要求以及張力補(bǔ)償?shù)谋匾?。池洪和胡允祥?duì)紗線張力補(bǔ)償裝置的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，建立了復(fù)式紗路張力補(bǔ)償器的力學(xué)模型，并使用校正傳遞矩陣法進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。Karoline Metzkes等人對(duì)經(jīng)編紗線動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，建立紗線動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)模型，并與張力補(bǔ)償裝置的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比對(duì)，總結(jié)兩者之間的規(guī)律。此外，還有人在原有機(jī)器上增設(shè)張力補(bǔ)償裝置來(lái)改善補(bǔ)償性能。隨著近年來(lái)紡織行業(yè)的快速發(fā)展，高速、高效、高質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，紗線張力補(bǔ)償裝置對(duì)于生產(chǎn)起到越來(lái)越重要的作用。

1 紗線張力補(bǔ)償裝置分類及原理

各類紡織機(jī)械中都相應(yīng)安裝有張力補(bǔ)償裝置以對(duì)紗線張力進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。張力補(bǔ)償裝置分類如圖 1 所示。

在經(jīng)編實(shí)際生產(chǎn)中，紗線張力在一個(gè)成圈循環(huán)內(nèi)會(huì)隨著成圈機(jī)件的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生周期性的變化?，F(xiàn)代經(jīng)編機(jī)都配置有積極式送經(jīng)系統(tǒng)，可以保證均勻送紗，但是紗線耗紗并不是均勻的。當(dāng)耗紗量大于送紗量時(shí)，依靠紗線本身一定的彈性伸長(zhǎng)以及強(qiáng)度而使紗線繃緊但不發(fā)生斷裂，此時(shí)紗線張力大，出現(xiàn)波峰；當(dāng)耗紗量小于送紗量時(shí)，紗線沒(méi)有伸長(zhǎng)甚至處于松弛狀態(tài)，此時(shí)紗線張力小，會(huì)出現(xiàn)波谷。紗線張力在一個(gè)成圈周期內(nèi)的波動(dòng)會(huì)影響織造的正常進(jìn)行，當(dāng)張力超出紗線承受范圍便會(huì)發(fā)生斷紗，不僅效率降低而且產(chǎn)品質(zhì)量下降；而張力過(guò)小，紗線處于松弛狀態(tài)，紗線與成圈機(jī)件之間的角度便不能準(zhǔn)確掌握，墊紗角度不能控制，從而會(huì)發(fā)生漏針或墊紗不可靠造成斷紗等情況。并且紗線張力的大幅度突變也易引起紗線的疲勞損傷以及斷裂。

目前經(jīng)編機(jī)上都安裝有相應(yīng)的張力補(bǔ)償裝置用以補(bǔ)償經(jīng)紗張力，減小波動(dòng)。現(xiàn)在最常用的形式是彈性張力桿（圖2），其由張力元件和張力桿兩部分構(gòu)成，張力元件的一端靠連接件與機(jī)架固定，另一端與張力桿連接。若干個(gè)張力元件并排安裝，由半弧狀的張力桿包裹固定在一起，組成張力補(bǔ)償裝置。彈性張力桿在耗紗量猛增時(shí)做向下位移，從而減少分紗梳到導(dǎo)紗孔之間紗段的長(zhǎng)度，從而使經(jīng)紗張力減緩，降低波峰；當(dāng)紗線消耗量小于送紗量時(shí)，紗線張力松弛，此時(shí)彈性張力桿向上位移，將多余經(jīng)紗從成圈區(qū)域拉出，增大了由分紗梳到導(dǎo)紗孔之間紗段的必須長(zhǎng)度，而使經(jīng)紗消耗增大，使紗線維持一定的張力，增大波谷（圖 3）。

2 經(jīng)編機(jī)張力補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)形式

經(jīng)編機(jī)類型很多，不同產(chǎn)品對(duì)應(yīng)不同的機(jī)型，根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)以及編織要求，為適應(yīng)生產(chǎn)的需要，其采用的張力補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)形式也有所差異，但絕大多數(shù)為片紗式補(bǔ)償。其中張力桿式補(bǔ)償裝置應(yīng)用廣泛，其張力元件使用張力片或張力彈簧；擺動(dòng)桿和雙張力桿式可以看作張力桿的變化形式；張力盤的可移動(dòng)張立柱依靠液態(tài)油或磁場(chǎng)為媒介產(chǎn)生阻尼來(lái)實(shí)現(xiàn)張力補(bǔ)償，稱為張力盤式補(bǔ)償裝置（圖 4）。

2.1 張力片式

張力片式張力補(bǔ)償裝置是使用一定個(gè)數(shù)以及一定規(guī)格的張力片配合張力桿構(gòu)成的張力補(bǔ)償裝置?？椩爝^(guò)程中經(jīng)紗通過(guò)張力桿施加給其一定的壓力使其變形而對(duì)經(jīng)紗進(jìn)行補(bǔ)償。過(guò)去使用的張力片（圖4（a））規(guī)格上較大，形狀笨拙，剛性比較大，使用常規(guī)滌綸長(zhǎng)絲作為原料時(shí)，由于紗線本身的強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)較大，可以輔助紗線張力保持在滿足順利編織的范圍內(nèi)。后來(lái)對(duì)張力片進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)外形以及原料進(jìn)行重新選擇，造型精簡(jiǎn)，質(zhì)量變輕使剛性變小，補(bǔ)償性能提高（圖4（b））。張力片式補(bǔ)償裝置通常應(yīng)用在高速經(jīng)編機(jī)、賈卡、多梳或花邊經(jīng)編機(jī)地梳紗線上。

2.2 張力彈簧式

常用的張力彈簧式補(bǔ)償裝置（圖4（c））類似張力片式，也是依靠裝置本身的彎曲彈性來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償作用。使用彈性鋼制作成彈簧形狀，與張力片式相比，其剛度更小，質(zhì)輕，補(bǔ)償性能更好?？筛鶕?jù)彈性鋼材料的粗細(xì)而制定不同的規(guī)格，根據(jù)產(chǎn)品補(bǔ)償性能需要進(jìn)行規(guī)格選擇以實(shí)現(xiàn)最佳補(bǔ)償效果。

2.3 擺動(dòng)桿式

在雙針床經(jīng)編機(jī)上有針對(duì)間隔絲特別安裝的一種張力補(bǔ)償裝置，如圖4（d）所示。因?yàn)殚g隔絲要在前后針床上交替成圈，形成的延展線長(zhǎng)度較大，普通的張力補(bǔ)償裝置已經(jīng)不能滿足間隔絲的編織要求，因此針對(duì)間隔絲的成圈特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)一種特別的張力補(bǔ)償裝置來(lái)適應(yīng)編織。該裝置依靠金屬框帶動(dòng)紗線在一定角度內(nèi)擺動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)紗線成圈周期內(nèi)的向前輸送以及收縮，維持一定的紗線張力。這種張力補(bǔ)償裝置補(bǔ)償范圍大，但相比張力桿式的補(bǔ)償精度要低。

2.4 雙張力桿式

雙張力桿式（圖4（e））同樣應(yīng)用于雙針床經(jīng)編機(jī)的間隔絲張力調(diào)節(jié)。間隔絲經(jīng)過(guò)成一定角度安裝的兩個(gè)張力桿，相當(dāng)于受到兩次張力補(bǔ)償疊加，以增大對(duì)紗線的補(bǔ)償效果。

2.5 彈簧指式

花邊經(jīng)編機(jī)的花梳紗線都使用彈簧指來(lái)進(jìn)行張力補(bǔ)償，屬于單紗式補(bǔ)償裝置，如圖4（f）所示。經(jīng)紗張力使彈簧指發(fā)生擺動(dòng)從而增加或減少送紗量，進(jìn)而對(duì)經(jīng)紗張力進(jìn)行補(bǔ)償。其可根據(jù)每根紗線實(shí)際張力做出相應(yīng)補(bǔ)償，維持紗線張力穩(wěn)定的同時(shí)也保證了紗線之間張力的一致性，對(duì)于組織送經(jīng)量變化大的紗線補(bǔ)償效果優(yōu)勢(shì)明顯。

2.6 張力盤式

現(xiàn)在雙賈卡經(jīng)編機(jī)的賈卡梳紗線并不經(jīng)過(guò)整經(jīng)，而是使用紗架送紗，紗線從筒子上送出經(jīng)過(guò)張力盤對(duì)單紗進(jìn)行張力調(diào)節(jié)，如圖4（g）所示。其主要通過(guò)改變雙柱之間張立柱的位置來(lái)改變紗線包圍角，調(diào)節(jié)紗線張力。普通梳櫛的紗線的補(bǔ)償形式與高速機(jī)相同，都使用張力桿式補(bǔ)償裝置。

3 經(jīng)編紗線張力補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 當(dāng)今張力補(bǔ)償技術(shù)的局限性

現(xiàn)代經(jīng)編機(jī)都安裝有張力補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償經(jīng)紗張力。目前在織造常規(guī)產(chǎn)品，使用滌綸、氨綸、錦綸長(zhǎng)絲等常規(guī)原料，組織延展性在一定范圍內(nèi)等情況下，裝置的補(bǔ)償性能基本可以滿足需求。而當(dāng)原料強(qiáng)度較低、彈性較小或者組織延展性較長(zhǎng)等情況時(shí)，由于紗線本身力學(xué)性能較差以及耗紗量與送紗量差值增大等原因，而導(dǎo)致紗線張力容易超過(guò)極限值發(fā)生斷紗。為了能讓更多種類紗線適應(yīng)經(jīng)編生產(chǎn)，并且減小組織原因限制產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，要求張力補(bǔ)償裝置能提供理想的補(bǔ)償性能，使紗線張力處于一個(gè)穩(wěn)定合理的范圍，保證編織的順利進(jìn)行。目前的張力補(bǔ)償裝置主要存在以下不足。

（1）張力裝置調(diào)換不便捷?，F(xiàn)在經(jīng)編機(jī)的張力補(bǔ)償裝置基本都是張力桿跟張力片或張力彈簧組合形式的，其依靠螺絲和連接件組裝形成一個(gè)整體。當(dāng)零件需要更換時(shí)，要使用相應(yīng)工具進(jìn)行拆卸與組裝，調(diào)換起來(lái)步驟繁瑣，并且機(jī)器要處于停機(jī)狀態(tài)，降低效率。

（2）張力裝置調(diào)節(jié)不精準(zhǔn)。目前經(jīng)編機(jī)張力補(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)都是憑經(jīng)驗(yàn)、憑感覺(jué)，對(duì)于一般要求的產(chǎn)品，對(duì)紗線張力要求不高，但當(dāng)使用特殊原料或織造特殊產(chǎn)品時(shí)，紗線張力的小范圍變動(dòng)都會(huì)造成很大影響，而目前該裝置調(diào)節(jié)的只能是一個(gè)大概范圍，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

（3）裝置沒(méi)有統(tǒng)一的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。張力補(bǔ)償裝置目前沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，都是依靠調(diào)機(jī)工人多年的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定調(diào)節(jié)程度，而對(duì)于沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)的員工，需要時(shí)間的累積來(lái)達(dá)到想要的效果，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率降低。并且由于沒(méi)有參數(shù)表征，不能對(duì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行精確描述，無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的更新記錄。

3.2 經(jīng)編紗線張力補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展方向

（1）數(shù)字化。如今生產(chǎn)都已經(jīng)趨于數(shù)字化，使用者希望能在控制面板上通過(guò)簡(jiǎn)單的加減按鈕的操作便能輕松調(diào)節(jié)張力補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償性能。并且希望對(duì)裝置的補(bǔ)償性能制定統(tǒng)一的參數(shù)表征標(biāo)準(zhǔn)，方便生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄以及對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)裝置的數(shù)字化。

（2）積極式補(bǔ)償。為了能對(duì)經(jīng)紗實(shí)現(xiàn)理想狀態(tài)的補(bǔ)償效果，要求張力補(bǔ)償裝置能對(duì)經(jīng)紗實(shí)現(xiàn)積極式補(bǔ)償。一方面，該裝置要求進(jìn)行可調(diào)式設(shè)計(jì)，根據(jù)產(chǎn)品需要可以進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，以保證經(jīng)紗張力穩(wěn)定，保證產(chǎn)品質(zhì)量；另一方面，當(dāng)補(bǔ)償需求量超出該裝置補(bǔ)償范圍時(shí)，能向送經(jīng)系統(tǒng)傳送反饋信息，通過(guò)送經(jīng)系統(tǒng)對(duì)送經(jīng)量的調(diào)節(jié)從而對(duì)經(jīng)紗張力進(jìn)行調(diào)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)紗的積極式補(bǔ)償。

（3）復(fù)合式。如今經(jīng)編產(chǎn)品種類越來(lái)越多，無(wú)論原料、梳櫛種類、組織還是紗線配置等方面都存在多種組合，而不同原料、梳櫛、組織或紗線配置對(duì)張力補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償性能要求不同，因此其選擇也會(huì)有所差異。因此要求經(jīng)編機(jī)可以對(duì)不同類型補(bǔ)償裝置進(jìn)行組合，采用復(fù)合式補(bǔ)償裝置以滿足紗線的編織要求，同時(shí)也可以簡(jiǎn)化裝置，節(jié)約空間。例如雙賈卡經(jīng)編機(jī)的賈卡梳紗線使用紗架和張力盤式補(bǔ)償裝置，占用空間大。而未來(lái)的補(bǔ)償裝置希望能實(shí)現(xiàn)復(fù)合式設(shè)計(jì)，不僅能適應(yīng)不同的補(bǔ)償要求，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著精細(xì)化生產(chǎn)管理要求，經(jīng)編經(jīng)紗張力的研究與控制已受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。對(duì)經(jīng)紗張力實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的關(guān)鍵是經(jīng)編紗線張力補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化和積極式補(bǔ)償，未來(lái)的經(jīng)編生產(chǎn)必然可以對(duì)裝置補(bǔ)償性能進(jìn)行方便快捷的調(diào)節(jié)，并且實(shí)現(xiàn)經(jīng)紗張力的量化管理和控制。結(jié)合經(jīng)編紗線張力的變化規(guī)律研究，可以將經(jīng)編織造過(guò)程中由于經(jīng)紗張力波動(dòng)造成的影響降到最低，不僅可提高經(jīng)編生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品品質(zhì)，而且對(duì)突破經(jīng)編在原料應(yīng)用方面的限制具有重要意義。

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