剑杆引纬

剑杆织机引纬方法是用往复移动的剑状杆叉入或夹持纬纱，将机器外侧固定筒子上的纬纱引入梭口，剑杆的往复引纬动作很像体育中的击剑运动，剑杆织机因此而得名。
在无梭织机中，剑杆织机的引纬原理最早被提出，起初是单根剑杆，以后又发明了用两根剑杆引纬的剑杆织机。在1951年的首届国际纺织机械展览会（ITMA）上就展出了剑杆织机样机，也正是在这次展览会上将无梭织机评为新技术，
自1959年以来，各种剑杆织机相继投入使用，现已发展成为数量较多的一种无梭织机。剑杆织机品种适应性强，原因在于剑杆织机是积极地将纬纱引入梭口中，引纬运动是约束性的，纬纱始终处于剑头的积极控制之下，凡棉、毛、丝、麻、玻璃纤维、化学纤维或轻、中、重型织物都可用相应的剑杆织机来制织，特别是近年来在提高纬纱在剑头之间交接的可靠性，以及尽可能减小剑头对经纱摩擦等方面取得了突破之后，大大提高了其竞争力，尤其是剑杆织机具有轻巧的选纬装置，换纬便当，在采用多色纬织造时，更显示出它的优越性。
一、剑杆织机分类
剑杆引纬的型式最多，可按以下几个特征分类。
（一）剑杆的配置
剑杆的配置有单剑杆引纬和双剑杆引纬之分。单剑杆引纬仅在织机的一侧安装比布幅宽的长剑杆及其传剑机构，由它将纬纱送入梭口至另一侧，或空剑杆伸入梭口到对侧握持纬纱后，在退剑过程中将纬纱拉入梭口完成引纬。双剑杆引纬在织机两侧都装有剑杆和相应的传剑机构，这两根剑杆分别称之为送纬剑和接纬剑。引纬时，纬纱由送纬剑送至梭口中央，然后交付给对侧也已运动到梭口中央的接纬剑上，两剑再各自退回，由接纬剑将纬纱拉过梭口。
这两种型式相比，单剑杆引纬时，纬纱不经历梭口中央的交接过程，故较可靠，剑头结构简单，但剑杆尺寸大，增加占地面积，且剑杆动程大，限制车速的提高。而双剑杆引纬时，剑杆轻巧，结构紧凑，便于达到宽幅和高速，梭口中央的纬纱交接现已很

可靠，极少失误，因此目前广泛采用的是双剑杆引纬。
（二）纬纱交接方式
双剑杆引纬时，纬纱在梭口中央由送纬剑交付给接纬剑，交接方式有叉入式和夹持式两种。叉入式的特征是送纬剑与接纬剑之间以纱圈交接纬纱，叉入式又可分为单纬叉入式和双纬叉入式。单纬叉入式引纬过程如图8-14所示，纬纱从筒子引出，经过张力器１和导纱器

图8-14  单纬叉入式引纬过程
1－张力器  2－导纱器  3－夹纱片  4－送纬剑  5－接纬剑  6－导纱器
２、6后，纬纱头端夹持在供纬夹纱片3中，送纬剑４和接纬剑5在梭口开启时相向进入梭口，当送纬剑头经过导纱器6时，纬纱便挂在送纬剑的叉口中，但纬纱纱端仍夹持在夹纱片3中，如图中（乙）所示。在梭口中央交接时，接纬剑５勾住纬纱纱圈，纬纱纱端则从夹纱片3中释放，接下来随接纬剑退出梭口，纬纱不再从筒子退绕，接纬剑将纬纱拉成单根留在梭口中，打纬后已织入的一纬仍与筒子相连，如图中（丙）所示，待送纬剑４将下一纬的纬纱纱圈交付给接纬剑时，导纱器６已将纬纱纳入剪刀剪断，与筒子相连的纬纱纱端又由夹纱片3夹持作下次供纬准备，引入的纬纱由接纬剑拉过梭口，至此引纬过程经历了两纬一个循环，刚引入到织物中的两纬相连但处于两个梭口中，尤如“发夹”状，每一梭口中仅有一根纬纱，故称单纬叉入式。单纬叉入式引纬时，纬纱与送纬剑剑头叉口和接纬剑剑头钩端之间有摩擦，接纬剑将纬纱拉出时纬纱稍有退捻且处于无张力状态，不易形成良好的布边，还有纬纱从筒子上退绕时的速度为剑杆速度的两倍，附加的纬纱张力过大，不利于高速。
双纬叉入式的引纬过程如图8-15所示，纬纱经张力器１、导纱器２后，穿入送纬剑４的

图8-15  双纬叉入式引纬过程示意图
1－张力器  2－导纱器  3－撞纬片  4－送纬剑  5－接纬剑  6－接纬剑钩端
孔眼中，被送纬剑送入梭口

，两剑在梭口中央交接，接纬剑钩端6伸入送纬剑中勾住纬纱，如图（乙）所示。接纬剑５已勾住纱圈退出梭口，在打纬的同时由撞纬片3使纱圈从接纬剑钩头上脱下来套到成边机构的舌针上，由舌针将它与上一个纬纱纱圈串套成针织边，如图（丙）所示。送纬剑在退剑时，纬纱仍穿在剑头的孔内，接纬剑退回时，纬纱继续从筒子上退绕，这样每次引入梭口的纬纱为双根纬纱。双纬叉入式引纬只适于制织双纬织物，且无法换纬，故只能用于单色纬纱制织，有着很大的局限性。
夹持式的特征是送纬剑与接纬剑之间以纱端形式交接纬纱。夹持式引纬过程如图8-16所

图8-16  夹持式引纬过程
1－张力器  2－导纱器  3－纬纱剪刀  4－送纬剑  5－接纬剑
示，当送纬剑４向梭口中进剑时将梭口外处于引纬路线上的纬纱夹持住，同时纬纱剪刀３将
与上一纬相连的纬纱剪断，送纬剑便夹持住纬纱的头端进入梭口引纬。送纬剑与接纬剑5在
梭口中央相遇，纬纱便自动转移到接纬剑上，当接纬剑退出梭口时，剑头与开夹器相碰，使
接纬剑夹纱钳口打开，释放纬纱纱端，完成引入一纬。
夹持式引纬时纬纱无退捻现象，且纬纱与剑头之间无摩擦，不损伤纬纱，纬纱始终处于一定的张力作用下，故有利于其在织物中均匀排列，但两侧布边均为毛边，需设成边装置，剑头结构也较复杂。
（三）刚性与挠性剑杆
剑杆是刚性的，还是挠性的，通常作为剑杆织机的分类依据。刚性剑杆织机的剑头装在刚直坚牢的剑杆上，靠刚性剑杆往复运动完成引纬，梭口内不需设置导引剑杆的装置。刚性剑杆退出梭口后所占空间较大，使得机台占地面积大，而且剑杆较笨重、惯性大，不利于高速。挠性剑杆织机的剑头装在弹簧钢或复合材料制成的扁平条带上，靠挠性剑带的伸卷使剑头往复运动完成引纬，挠性剑带退出梭口后可卷绕在传剑轮盘上或缩到机架下方，这样挠性剑杆织机占地面积小，剑带质量轻，有利于

高速，且能达到的幅宽也大。
（四）传剑机构的位置 
剑杆织机的传剑机构或固装在机架上，或固装在筘座上，前者因引纬部分与打纬部分的运动分开而称之为分离式筘座，而后者被称之为非分离式筘座。
在分离式筘座的剑杆织机上，传剑机构不随筘座前后摆动，筘座由共轭凸轮驱动。引纬时筘座静止在最后方，而当筘座运动时，剑头不能在筘的摆动范围内，因而在分离式筘座的剑杆织机上，钢筘的剩余长度有限制，超过时应将其截短。分离式筘座的剑杆织机由于引纬时筘座静止在最后位置，因而所需梭口高度较小，打纬动程也小，加之筘座质量轻，有利于提高车速。
在非分离式筘座的剑杆织机上，剑杆及其传剑机构随筘座一齐前后摆动，同时剑杆相对筘座左右运动，完成引纬。它可采用普通的曲柄连杆打纬机构，但打纬动程较大，以配合剑杆在梭口中的运动，且要求梭口高度较大，以避免剑头进出梭口时与经纱的过分挤压，加之筘座的转动惯量也大，这些都影响车速的进一步提高。
二、传剑机构
（一）非分离式筘座剑杆织机的传剑机构
在非分离式筘座剑杆织机上，剑杆的运动由筘座机构的运动和连杆机构的运动复合而成。一种引纬连杆机构如图8-17所示，送纬剑为六连杆机构，接纬剑为四连杆机构，两者的曲柄

图8-17  引纬连杆机构
均装在织机主轴上。引纬连杆机构中最末一级摇杆的运动通过周转轮系与筘座运动复合成传剑运动，如图8-18所示。令最末一级摇杆的角速度为ω３，筘座脚由四连杆打纬机构驱动，

图8-18  传剑运动的合成
其角速度为ωk，周转轮系输出轴的角速度为ω1，则
                       （8-9）
由于圆锥齿轮Z1相对于筘座脚的角速度为ω1-ωk，从而随筘座脚一起摆动的传剑齿轮的转速ωJ为：


因各齿轮齿数为常数，故令

从

而
                         （8-10）
由此可见，在组成剑杆的运动中，引纬连杆机构的运动是传剑运动的基本部分，而筘座运动
是作为修正部分，如图8-19所示，合成的运动规律可达到工艺上的要求。

图8-19  剑杆位移的合成
1－仅由引纬连杆机构运动引起的剑杆位移  2－仅由筘座运动引起的剑杆位移
3－引纬连杆机构和筘座运动共同引起的剑杆位移

剑杆织机上送纬剑动程Ss和接纬剑动程Sj之和S应为（如图8-20所示）：
                           （8-11）
式中：ａ——接纬剑剑头在接纬侧边经外移动的距离；
ｂ——送纬剑剑头在送纬侧边经外移动的距离；
ｃ——两剑在梭口中交接时的最大重叠尺寸（也称交接冲程）；
Ｂ——上机筘幅。

图8-20  剑杆动程
对于一定机型的剑杆织机，ａ、ｂ、ｃ保持不变，而织物的上机筘幅Ｂ由所制织的织物品种决定，因此剑杆动程应随上机筘幅作相应调整，调整方法与机型有关。在非分离式筘座剑杆织机上通过对引纬连杆机构中的曲柄半径进行变化就可实现，曲柄半径增大，剑头动程也增大，适应更大的上机筘幅。
图8-21为送、接纬剑的剑头速度曲线图。从图上可以看到：在起始处剑杆运动缓慢，而

图8-21  剑头速度曲线
送纬剑更慢，在终了时亦是如此，这是由于送纬剑的引纬六连杆机构中最末一级摇杆在极限
位置附近的运动较接纬剑的四连杆更缓慢的缘故，它有利于送纬剑能在较短的距离内正确夹
持住纬纱，而且能较早地出梭口。而由接纬剑剑头夹持的纬纱一旦被释放后，必须立即受闭合的经纱夹持住，故接纬剑头不能过早地出梭口，采用四连杆机构就可以解决了。另外从图上还可看到：两剑的最大速度值均出现在剑头空载时，这有利于降低纬纱张力峰

值。
对于用传剑齿轮传动冲孔剑带的剑杆织机，只要在上机时改变剑带与齿轮的初始啮合位置就可调整两剑头在梭口中央的交接冲程和交接位置进行调整，以保证它们在筘幅中央交接。为了控制剑带稳定地运动，筘座上装有双排导剑钩，如图8-22所示，在前后两侧控制着剑带的运动。

图8-22  导剑钩对剑带的控制
（二）分离式筘座剑杆织机的传剑机构
在分离式筘座剑杆织机上，传剑机构不随筘座前后摆动，剑杆的运动完全由一套机构产生，这套机构有多种形式，主要有共轭凸轮式、空间曲柄连杆机构式、螺杆式等。
1．共轭凸轮式传剑机构
图8-23所示为剑杆织机上的凸轮式传剑机构。织机主轴3上的共轭凸轮１、２驱动转

图8-23  凸轮式传剑机构
1、2－共轭凸轮  3－织机主轴  4－转子  5－摆轴  6－滑块  7－连杆
8－扇形齿轮  9－小齿轮  10、11－圆锥齿轮  12－传剑齿轮
子４使摆轴5往复回转，通过连杆7使扇形齿轮8往复摆动，再通过小齿轮9和同轴的圆锥齿轮10传动另一只圆锥齿轮11，使传剑齿轮12往复回转。剑带是扁平的冲孔条带，与传剑齿轮12啮合而往复进出梭口引纬。织机主轴转一转，两剑进出梭口一次，引入一纬。
两剑的交接位置只要在上机时改变剑带与传剑齿轮的初始啮合位置就可调整两剑头在梭口中央的交接冲程和交接位置，以保证它们在筘幅中央交接。
剑头的运动完全取决于引纬凸轮的设计。剑杆动程随织物的上机筘幅大小需进行调节，是通过改变摆轴5上的滑块6位置，进而改变连杆7的运动量实现的，若使连杆的运动量增加，则剑杆动程增大，反之则减小。
2．空间曲柄连杆传剑机构
图8-24所示为剑杆织机上的空间曲柄连杆传剑机构。随着织机主轴3回转，曲柄４在平

图8-24  空间曲柄连杆传剑机构
1－剑带  2

－传剑齿轮  3－织机主轴  4－曲柄  5－连杆  6－摇杆  7－连杆  8－扇形齿轮  9－小齿轮
行于织机墙板的平面内作回转运动，连杆５作空间运动，从而使摇杆６摆动，再通过连杆７使扇形齿轮８在垂直于织机墙板的平面内往复摆动，传动小齿轮９，从而使传剑齿轮２回转，再带动剑带１运动。织机主轴转一转，剑头进出梭口一次，引入一纬。剑杆动程靠连杆７与扇形齿轮８联结点的位置进行调节，当联结点的位置向O移近时，传剑齿轮２的回转量增加，剑杆动程增大；反之，剑杆动程减小。
剑杆织机采用的空间曲柄连杆传剑机构，结构较为紧凑，能符合剑头的运动要求，但由于连杆机构本身的特点，故不及共轭凸轮理想。
3．螺杆式传剑机构
图8-25所示为剑杆织机上的螺杆式传剑机构，织机主轴通过齿形带传动曲柄轮轴１转

图8-25  螺杆式传剑机构
1－曲柄轮轴  2－曲柄  3－连杆  4－滑块  5－转子  6－螺杆  7－传剑齿轮  8－剑带
动，曲柄２通过连杆３传动滑块４往复运动，装在滑块４上的转子５与不等距螺杆６啮合，从而推动不等距螺杆６作正反旋转，螺杆末端装有传剑齿轮７，由它传动剑带８伸缩使剑头进出梭口，完成引纬动作。剑杆动程的大小可以调节曲柄２的长度来实现。因螺杆是不等距的，故螺杆作变速回转运动，变速回转的规律是按剑头的运动规律要求的。这种传剑机构的传动链短，没有中间齿轮，故结构紧凑，运动精确，但滑块和不等距螺杆设计与制造难度较大。
三、剑杆织机的多色纬制织
剑杆织机在多色纬制织方面有其优越性，选色时只要使相应的纬纱处于送纬剑将要经过的引纬路线就可以了，故剑杆织机选色容易，装置简单，可使用的色纬数多。
剑杆织机在制织多色纬时可以采用两种形式的选纬装置：一种是采用专门的选纬装置；另一种是用多臂开口（或提花开口）机构控制选纬。
（一）专

门选纬装置
专门选纬装置现多采用电子式，它由选纬讯号和选纬执行两个部分组成。
1．选纬讯号部分 
选纬讯号部分由选纬纹纸及其传动和光电阅读装置组成。选纬纹纸如图8-26所示，

图8-26  选纬纹纸
1－光敏管  2－红外发光管  3－纹纸
两侧为传动和定位孔。纹纸首尾相接成环状，每纬由齿轮传动转过一排孔，每排有8个孔位，在处于工作位置孔位的内外两侧分别有8组红外发光二极管和光敏三极管。从红外发光二极管发出的红外光须经纹纸上的孔才能照射到光敏三极管上，有光照时，则光敏管的信号经控制部分电缆传到选纬执行部分，使相应的选纬针下降到剑头所经路线上，剑头在进剑时便将这种纬纱引入到梭口中。显然，每排8个孔位上都有一只孔，也仅有一只孔位上有孔。
新型剑杆织机上，选纬讯号部分为一专门的控制器，不再采用选纬纹纸，而是通过按键直接输入选纬程序并存储。
2．选纬执行部分
如图8-27所示，每一色纬的选纬针均有一套相同的执行单元。选纬针１的孔眼中穿有所

图8-27  选纬执行单元
1－选纬针  2－凸轮  3、4－杆  5－钩子  6－电磁铁
控制的纬纱，选色讯号部分使对应的执行单元中的微型电磁铁６得电，钩子５使杆４的右端不能上抬，同时依靠凸轮２的作用，使杆４的左端上抬，杆３逆时针转动，选纬针１便下降到引纬路线上，等待送纬剑将其上的纬纱引入梭口，而其它单元中的选纬针仍在引纬路线的上方，不参与引纬。
（二）多臂开口机构控制选纬  
多臂开口直接控制选纬是用开口机构的提综单元的提综臂直接驱动选纬针，两者之间通过软轴连接，每一提综单元控制一只选纬针。上机时只要简单地把选纬讯号同开口提综讯号一样输入（电子多臂机）或打在纹板上（机械多臂机）。选纬要占用部分开口提综单元，减少了多臂机的用综数。如剑杆织机配置的是提

花开口装置，则也可利用提花开口控制选纬。
四、剑杆引纬的品种适应性
剑杆引纬的特点决定了它的品种适应性。剑杆由传剑机构传动，设计合理的传剑机构使剑头运动具有理想的运动规律，保证了剑头在拾取纬纱、引导纬纱和交接纬纱过程中纬纱所受的张力较小、较缓和。与片梭引纬相比，剑杆头在启动纬纱时的加速度仅为片梭引纬的～，这显然对一些细特纱、低强度纱或弱捻纱等一类纬纱的织造是有利的，从而保持较低的断纬率和较高的织机生产效率。
剑杆引纬以剑头夹持纬纱，纬纱完全处于受控状态，属于积极引纬方式。在织造强捻纬纱织物时（如长丝绉类织物、纯棉巴里纱织物等），抑制了纬纱的退捻和织物纬缩疵点的形成。
目前，大多数剑杆织机的剑头通用性很强，能适应各种不同原料、不同粗细、不同截面形状的纬纱，而毋需调换剑头。因此，剑杆引纬十分适宜于加工装饰织物中纬向采用粗特花式纱（如圈圈纱、结子纱、竹节纱等）或细特、粗特交替间隔形成粗、细条，以及配合经向提花而形成不同层次和凹凸风格的高档织物，这是其它一些无梭引纬所难以实现或无法实现的。
由于良好的纬纱握持和低张力引纬，剑杆引纬还被广泛用于天然纤维和人造纤维长丝的织造生产以及毛圈织物生产。
剑杆引纬具有极强的纬纱选色功能，能十分方便地进行8色任意换纬，最多可达16色，并且选纬运动对织机速度不产生任何影响。所以，剑杆引纬特别适合于多色纬织造，在装饰织物加工、毛织物加工和棉型色织物加工中得到了广泛使用，符合小批量、多品种的生产特点。
双层剑杆织机适用于双重织物、双层织物的生产。织机采用双层梭口的开口方式，每次引纬同时引入上、下各一根纬纱。在加工双层起绒织物的专用剑杆绒织机上，还配有割绒装置。双层剑杆织机不仅入纬率高，而且生产的绒织物手感、外观良好，无毛背疵点，适宜于加工长毛绒、棉绒、天然丝和人造丝的丝绒、地毯等织物。
在产业用纺织品的生

产领域中，由于刚性剑杆引纬不接触经纱，对经纱不产生任何磨损作用，同时，剑头具有理想的引纬运动规律和对纬纱强有力的握持作用，因此在玻璃纤维和其它一些高性能纤维的特种工业用技术织物的织造加工中，有用刚性剑杆织机的。