[发明专利]用三维多层仿形机织物制作的提花机提刀、预制体及制作方法

说明书

本发明公开了一种用三维多层仿形机织物制作的提花机提刀、预制体及制作方法，通过纬向垂纱方法制作三维多层提刀仿形预制体，在提刀中部较薄部分，垂纱为贯穿整个层厚的整体，在提刀两边垂纱处理成只贯穿1/2层厚，这样形成两边是可中分的薄壁，中间是整体厚壁的提刀预制体，从而可在灌注树脂材料固化成型时利用模具成型为要求的提刀截面。本发明取得了节省材料和降低成本的效果，在处于刀口位置的增强纤维保留了贯穿工件的长丝状态，从而充分发挥了增强纤维的功效。三维机织本身的三维正交纤维分布，以及很高的机织紧密度，使得本发明优于其它复合材料成型方案。本发明制作的复合材料提刀，比原有铝合金提刀质量轻，制作成本低，抗变形能力强。

技术领域

本发明属于纺织机械中用于机织设备的开口装置领域，具体涉及一种用三维多层仿形机织物制作的提花机提刀、预制体及制作方法。

背景技术

电子提花机是目前机织设备重要的开口装置。在电子提花机的结构中会普遍用到如图1所示的提刀，其工作方式为，动力装置通过传动装置驱动提刀作上下往复运动，提刀的上沿（也称刀口）上挂有提针，提针连接通丝、综丝，带动穿在综丝眼中的经纱作上下往复运动。每根综丝均连接有复位弹簧，常用的复位弹簧的初始拉力为50~200g，则数百上千个提针的拉力可达数百公斤，这些拉力加载在一片提刀上，仍然要求提刀的刀口保持平直，只允许1mm的变形，因此对提刀的要求很高。大型电子提花机的提刀长度达到2~3m，特殊机型甚至达到4m，目前通常采用铝合金型材来制作。为了减轻提刀重量，提高提刀性能，人们尝试用复合材料制作提刀。

在先的一件专利申请《一种碳纤维复合材料提花机拉刀及制造方法》（申请号：201910366256.7）中提出了一种用碳纤维制作提花机拉刀（即提刀）的方案。该专利申请中公开了“采用拉挤成型的碳纤维拉刀，质量更轻，强度更高”，由拉挤成型工艺可知，这个方案的碳纤维是以束丝的形式，沿提刀长度方向分布，通过模具拉挤成型。提刀在实际应用中的受力方向，垂直于提刀长度方向。而这个专利申请提出的方案在提刀受力方向上没有碳纤维增强，因此不是一个最佳的增强纤维分布方案。

三维机织仿形预制体有三维正交分布的增强纤维，是比较合理的复合材料制作方案。但是如图1所示，提刀截面是一个中间薄两边厚的结构，这种截面形状通常有两种制作方案：一是制作厚的平板，然后去除中间多余部分，但这种方案去除部分的经纱纬纱都浪费了；二是在机织的时候只按截面形状布置经纱，纬纱在没有经纱的地方成为浮丝，事后去除即可，这种方案虽是节约了经纱，但纬纱还是浪费了。提刀的主要受力在刀口，这两种制作方案在刀口部分，其受力方向的增强纤维都成为较短的纤维，也都不能最大限度发挥增强纤维的效能。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种用三维多层仿形机织物制作的提花机提刀、预制体及制作方法，在节省材料，降低成本的同时，充分发挥增强纤维的功效。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用三维多层仿形机织物制作的提花机提刀预制体，所述提花机提刀预制体为中部被贯穿全部多层织物层厚的纬向垂纱整体收紧，左右两侧被贯穿部分多层织物层厚的纬向垂纱分层收紧而形成的可中分为二个薄壁的三维正交预制体。

进一步的，所述多层织物为按照提刀的宽度及提刀中间部分的厚度布置多层经纱后，又分层引纬与各层经纱形成的多层正交交织织物。

进一步的，所述纬向垂纱为被引入的反复贯穿多层织物层厚并上下弯曲的垂纱，所述纬向垂纱由中间垂纱、上飞和下飞组成，所述中间垂纱为所述纬向垂纱贯穿多层织物层厚且垂直正交于经纱纬纱平面的部分，所述上飞为所述纬向垂纱上部连接所述中间垂纱的部分，所述下飞为所述纬向垂纱下部连接所述中间垂纱的部分；所述多层织物在所述纬向垂纱的上飞和下飞的张力约束下在厚度方向上被收紧，成为不可分层的三维机织整体；所述纬向垂纱可以按照部分贯穿多层织物层厚和整体贯穿多层织物层厚相结合的方式应用，由此织出整体收紧与分层收紧相结合的织物。