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劍桿引緯

劍桿織機引緯方法是用往復移動的劍狀桿叉入或夾持緯紗，將機器外側固定筒子上的緯紗引入梭口，劍桿的往復引緯動作很像體育中的擊劍運動，劍桿織機因此而得名。
在無梭織機中，劍桿織機的引緯原理最早被提出，起初是單根劍桿，以后又發明了用兩根劍桿引緯的劍桿織機。在1951年的首屆國際紡織機械展覽會（ITMA）上就展出了劍桿織機樣機，也正是在這次展覽會上將無梭織機評為新技術，
自1959年以來，各種劍桿織機相繼投入使用，現已發展成為數量較多的一種無梭織機。劍桿織機品種適應性強，原因在于劍桿織機是積極地將緯紗引入梭口中，引緯運動是約束性的，緯紗始終處于劍頭的積極控制之下，凡棉、毛、絲、麻、玻璃纖維、化學纖維或輕、中、重型織物都可用相應的劍桿織機來制織，特別是近年來在提高緯紗在劍頭之間交接的可靠性，以及盡可能減小劍頭對經紗摩擦等方面取得了突破之后，大大提高了其競爭力，尤其是劍桿織機具有輕巧的選緯裝置，換緯便當，在采用多色緯織造時，更顯示出它的優越性。
一、劍桿織機分類
劍桿引緯的型式最多，可按以下幾個特征分類。
（一）劍桿的配置
劍桿的配置有單劍桿引緯和雙劍桿引緯之分。單劍桿引緯僅在織機的一側安裝比布幅寬的長劍桿及其傳劍機構，由它將緯紗送入梭口至另一側，或空劍桿伸入梭口到對側握持緯紗后，在退劍過程中將緯紗拉入梭口完成引緯。雙劍桿引緯在織機兩側都裝有劍桿和相應的傳劍機構，這兩根劍桿分別稱之為送緯劍和接緯劍。引緯時，緯紗由送緯劍送至梭口中央，然后交付給對側也已運動到梭口中央的接緯劍上，兩劍再各自退回，由接緯劍將緯紗拉過梭口。
這兩種型式相比，單劍桿引緯時，緯紗不經歷梭口中央的交接過程，故較可靠，劍頭結構簡單，但劍桿尺寸大，增加占地面積，且劍桿動程大，限制車速的提高。而雙劍桿引緯時，劍桿輕巧，結構緊湊，便于達到寬幅和高速，梭口中央的緯紗交接現已很

可靠，極少失誤，因此目前廣泛采用的是雙劍桿引緯。
（二）緯紗交接方式
雙劍桿引緯時，緯紗在梭口中央由送緯劍交付給接緯劍，交接方式有叉入式和夾持式兩種。叉入式的特征是送緯劍與接緯劍之間以紗圈交接緯紗，叉入式又可分為單緯叉入式和雙緯叉入式。單緯叉入式引緯過程如圖8-14所示，緯紗從筒子引出，經過張力器１和導紗器

圖8-14? 單緯叉入式引緯過程
1－張力器? 2－導紗器? 3－夾紗片? 4－送緯劍? 5－接緯劍? 6－導紗器
２、6后，緯紗頭端夾持在供緯夾紗片3中，送緯劍４和接緯劍5在梭口開啟時相向進入梭口，當送緯劍頭經過導紗器6時，緯紗便掛在送緯劍的叉口中，但緯紗紗端仍夾持在夾紗片3中，如圖中（乙）所示。在梭口中央交接時，接緯劍５勾住緯紗紗圈，緯紗紗端則從夾紗片3中釋放，接下來隨接緯劍退出梭口，緯紗不再從筒子退繞，接緯劍將緯紗拉成單根留在梭口中，打緯后已織入的一緯仍與筒子相連，如圖中（丙）所示，待送緯劍４將下一緯的緯紗紗圈交付給接緯劍時，導紗器６已將緯紗納入剪刀剪斷，與筒子相連的緯紗紗端又由夾紗片3夾持作下次供緯準備，引入的緯紗由接緯劍拉過梭口，至此引緯過程經歷了兩緯一個循環，剛引入到織物中的兩緯相連但處于兩個梭口中，尤如“發夾”狀，每一梭口中僅有一根緯紗，故稱單緯叉入式。單緯叉入式引緯時，緯紗與送緯劍劍頭叉口和接緯劍劍頭鉤端之間有摩擦，接緯劍將緯紗拉出時緯紗稍有退捻且處于無張力狀態，不易形成良好的布邊，還有緯紗從筒子上退繞時的速度為劍桿速度的兩倍，附加的緯紗張力過大，不利于高速。
雙緯叉入式的引緯過程如圖8-15所示，緯紗經張力器１、導紗器２后，穿入送緯劍４的

圖8-15? 雙緯叉入式引緯過程示意圖
1－張力器? 2－導紗器? 3－撞緯片? 4－送緯劍? 5－接緯劍? 6－接緯劍鉤端
孔眼中，被送緯劍送入梭口

，兩劍在梭口中央交接，接緯劍鉤端6伸入送緯劍中勾住緯紗，如圖（乙）所示。接緯劍５已勾住紗圈退出梭口，在打緯的同時由撞緯片3使紗圈從接緯劍鉤頭上脫下來套到成邊機構的舌針上，由舌針將它與上一個緯紗紗圈串套成針織邊，如圖（丙）所示。送緯劍在退劍時，緯紗仍穿在劍頭的孔內，接緯劍退回時，緯紗繼續從筒子上退繞，這樣每次引入梭口的緯紗為雙根緯紗。雙緯叉入式引緯只適于制織雙緯織物，且無法換緯，故只能用于單色緯紗制織，有著很大的局限性。
夾持式的特征是送緯劍與接緯劍之間以紗端形式交接緯紗。夾持式引緯過程如圖8-16所

圖8-16? 夾持式引緯過程
1－張力器? 2－導紗器? 3－緯紗剪刀? 4－送緯劍? 5－接緯劍
示，當送緯劍４向梭口中進劍時將梭口外處于引緯路線上的緯紗夾持住，同時緯紗剪刀３將
與上一緯相連的緯紗剪斷，送緯劍便夾持住緯紗的頭端進入梭口引緯。送緯劍與接緯劍5在
梭口中央相遇，緯紗便自動轉移到接緯劍上，當接緯劍退出梭口時，劍頭與開夾器相碰，使
接緯劍夾紗鉗口打開，釋放緯紗紗端，完成引入一緯。
夾持式引緯時緯紗無退捻現象，且緯紗與劍頭之間無摩擦，不損傷緯紗，緯紗始終處于一定的張力作用下，故有利于其在織物中均勻排列，但兩側布邊均為毛邊，需設成邊裝置，劍頭結構也較復雜。
（三）剛性與撓性劍桿
劍桿是剛性的，還是撓性的，通常作為劍桿織機的分類依據。剛性劍桿織機的劍頭裝在剛直堅牢的劍桿上，靠剛性劍桿往復運動完成引緯，梭口內不需設置導引劍桿的裝置。剛性劍桿退出梭口后所占空間較大，使得機臺占地面積大，而且劍桿較笨重、慣性大，不利于高速。撓性劍桿織機的劍頭裝在彈簧鋼或復合材料制成的扁平條帶上，靠撓性劍帶的伸卷使劍頭往復運動完成引緯，撓性劍帶退出梭口后可卷繞在傳劍輪盤上或縮到機架下方，這樣撓性劍桿織機占地面積小，劍帶質量輕，有利于

高速，且能達到的幅寬也大。
（四）傳劍機構的位置?
劍桿織機的傳劍機構或固裝在機架上，或固裝在筘座上，前者因引緯部分與打緯部分的運動分開而稱之為分離式筘座，而后者被稱之為非分離式筘座。
在分離式筘座的劍桿織機上，傳劍機構不隨筘座前后擺動，筘座由共軛凸輪驅動。引緯時筘座靜止在最后方，而當筘座運動時，劍頭不能在筘的擺動范圍內，因而在分離式筘座的劍桿織機上，鋼筘的剩余長度有限制，超過時應將其截短。分離式筘座的劍桿織機由于引緯時筘座靜止在最后位置，因而所需梭口高度較小，打緯動程也小，加之筘座質量輕，有利于提高車速。
在非分離式筘座的劍桿織機上，劍桿及其傳劍機構隨筘座一齊前后擺動，同時劍桿相對筘座左右運動，完成引緯。它可采用普通的曲柄連桿打緯機構，但打緯動程較大，以配合劍桿在梭口中的運動，且要求梭口高度較大，以避免劍頭進出梭口時與經紗的過分擠壓，加之筘座的轉動慣量也大，這些都影響車速的進一步提高。
二、傳劍機構
（一）非分離式筘座劍桿織機的傳劍機構
在非分離式筘座劍桿織機上，劍桿的運動由筘座機構的運動和連桿機構的運動復合而成。一種引緯連桿機構如圖8-17所示，送緯劍為六連桿機構，接緯劍為四連桿機構，兩者的曲柄

圖8-17? 引緯連桿機構
均裝在織機主軸上。引緯連桿機構中最末一級搖桿的運動通過周轉輪系與筘座運動復合成傳劍運動，如圖8-18所示。令最末一級搖桿的角速度為ω３，筘座腳由四連桿打緯機構驅動，

圖8-18? 傳劍運動的合成
其角速度為ωk，周轉輪系輸出軸的角速度為ω1，則
?????????????????????? （8-9）
由于圓錐齒輪Z1相對于筘座腳的角速度為ω1-ωk，從而隨筘座腳一起擺動的傳劍齒輪的轉速ωJ為：


因各齒輪齒數為常數，故令

從

而
???????????????????????? （8-10）
由此可見，在組成劍桿的運動中，引緯連桿機構的運動是傳劍運動的基本部分，而筘座運動
是作為修正部分，如圖8-19所示，合成的運動規律可達到工藝上的要求。

圖8-19? 劍桿位移的合成
1－僅由引緯連桿機構運動引起的劍桿位移? 2－僅由筘座運動引起的劍桿位移
3－引緯連桿機構和筘座運動共同引起的劍桿位移

劍桿織機上送緯劍動程Ss和接緯劍動程Sj之和S應為（如圖8-20所示）：
?????????????????????????? （8-11）
式中：ａ——接緯劍劍頭在接緯側邊經外移動的距離；
ｂ——送緯劍劍頭在送緯側邊經外移動的距離；
ｃ——兩劍在梭口中交接時的最大重疊尺寸（也稱交接沖程）；
Ｂ——上機筘幅。

圖8-20? 劍桿動程
對于一定機型的劍桿織機，ａ、ｂ、ｃ保持不變，而織物的上機筘幅Ｂ由所制織的織物品種決定，因此劍桿動程應隨上機筘幅作相應調整，調整方法與機型有關。在非分離式筘座劍桿織機上通過對引緯連桿機構中的曲柄半徑進行變化就可實現，曲柄半徑增大，劍頭動程也增大，適應更大的上機筘幅。
圖8-21為送、接緯劍的劍頭速度曲線圖。從圖上可以看到：在起始處劍桿運動緩慢，而

圖8-21? 劍頭速度曲線
送緯劍更慢，在終了時亦是如此，這是由于送緯劍的引緯六連桿機構中最末一級搖桿在極限
位置附近的運動較接緯劍的四連桿更緩慢的緣故，它有利于送緯劍能在較短的距離內正確夾
持住緯紗，而且能較早地出梭口。而由接緯劍劍頭夾持的緯紗一旦被釋放后，必須立即受閉合的經紗夾持住，故接緯劍頭不能過早地出梭口，采用四連桿機構就可以解決了。另外從圖上還可看到：兩劍的最大速度值均出現在劍頭空載時，這有利于降低緯紗張力峰

值。
對于用傳劍齒輪傳動沖孔劍帶的劍桿織機，只要在上機時改變劍帶與齒輪的初始嚙合位置就可調整兩劍頭在梭口中央的交接沖程和交接位置進行調整，以保證它們在筘幅中央交接。為了控制劍帶穩定地運動，筘座上裝有雙排導劍鉤，如圖8-22所示，在前后兩側控制著劍帶的運動。

圖8-22? 導劍鉤對劍帶的控制
（二）分離式筘座劍桿織機的傳劍機構
在分離式筘座劍桿織機上，傳劍機構不隨筘座前后擺動，劍桿的運動完全由一套機構產生，這套機構有多種形式，主要有共軛凸輪式、空間曲柄連桿機構式、螺桿式等。
1．共軛凸輪式傳劍機構
圖8-23所示為劍桿織機上的凸輪式傳劍機構。織機主軸3上的共軛凸輪１、２驅動轉

圖8-23? 凸輪式傳劍機構
1、2－共軛凸輪? 3－織機主軸? 4－轉子? 5－擺軸? 6－滑塊? 7－連桿
8－扇形齒輪? 9－小齒輪? 10、11－圓錐齒輪? 12－傳劍齒輪
子４使擺軸5往復回轉，通過連桿7使扇形齒輪8往復擺動，再通過小齒輪9和同軸的圓錐齒輪10傳動另一只圓錐齒輪11，使傳劍齒輪12往復回轉。劍帶是扁平的沖孔條帶，與傳劍齒輪12嚙合而往復進出梭口引緯。織機主軸轉一轉，兩劍進出梭口一次，引入一緯。
兩劍的交接位置只要在上機時改變劍帶與傳劍齒輪的初始嚙合位置就可調整兩劍頭在梭口中央的交接沖程和交接位置，以保證它們在筘幅中央交接。
劍頭的運動完全取決于引緯凸輪的設計。劍桿動程隨織物的上機筘幅大小需進行調節，是通過改變擺軸5上的滑塊6位置，進而改變連桿7的運動量實現的，若使連桿的運動量增加，則劍桿動程增大，反之則減小。
2．空間曲柄連桿傳劍機構
圖8-24所示為劍桿織機上的空間曲柄連桿傳劍機構。隨著織機主軸3回轉，曲柄４在平

圖8-24? 空間曲柄連桿傳劍機構
1－劍帶? 2

－傳劍齒輪? 3－織機主軸? 4－曲柄? 5－連桿? 6－搖桿? 7－連桿? 8－扇形齒輪? 9－小齒輪
行于織機墻板的平面內作回轉運動，連桿５作空間運動，從而使搖桿６擺動，再通過連桿７使扇形齒輪８在垂直于織機墻板的平面內往復擺動，傳動小齒輪９，從而使傳劍齒輪２回轉，再帶動劍帶１運動。織機主軸轉一轉，劍頭進出梭口一次，引入一緯。劍桿動程靠連桿７與扇形齒輪８聯結點的位置進行調節，當聯結點的位置向O移近時，傳劍齒輪２的回轉量增加，劍桿動程增大；反之，劍桿動程減小。
劍桿織機采用的空間曲柄連桿傳劍機構，結構較為緊湊，能符合劍頭的運動要求，但由于連桿機構本身的特點，故不及共軛凸輪理想。
3．螺桿式傳劍機構
圖8-25所示為劍桿織機上的螺桿式傳劍機構，織機主軸通過齒形帶傳動曲柄輪軸１轉

圖8-25? 螺桿式傳劍機構
1－曲柄輪軸? 2－曲柄? 3－連桿? 4－滑塊? 5－轉子? 6－螺桿? 7－傳劍齒輪? 8－劍帶
動，曲柄２通過連桿３傳動滑塊４往復運動，裝在滑塊４上的轉子５與不等距螺桿６嚙合，從而推動不等距螺桿６作正反旋轉，螺桿末端裝有傳劍齒輪７，由它傳動劍帶８伸縮使劍頭進出梭口，完成引緯動作。劍桿動程的大小可以調節曲柄２的長度來實現。因螺桿是不等距的，故螺桿作變速回轉運動，變速回轉的規律是按劍頭的運動規律要求的。這種傳劍機構的傳動鏈短，沒有中間齒輪，故結構緊湊，運動精確，但滑塊和不等距螺桿設計與制造難度較大。
三、劍桿織機的多色緯制織
劍桿織機在多色緯制織方面有其優越性，選色時只要使相應的緯紗處于送緯劍將要經過的引緯路線就可以了，故劍桿織機選色容易，裝置簡單，可使用的色緯數多。
劍桿織機在制織多色緯時可以采用兩種形式的選緯裝置：一種是采用專門的選緯裝置；另一種是用多臂開口（或提花開口）機構控制選緯。
（一）專

門選緯裝置
專門選緯裝置現多采用電子式，它由選緯訊號和選緯執行兩個部分組成。
1．選緯訊號部分?
選緯訊號部分由選緯紋紙及其傳動和光電閱讀裝置組成。選緯紋紙如圖8-26所示，

圖8-26? 選緯紋紙
1－光敏管? 2－紅外發光管? 3－紋紙
兩側為傳動和定位孔。紋紙首尾相接成環狀，每緯由齒輪傳動轉過一排孔，每排有8個孔位，在處于工作位置孔位的內外兩側分別有8組紅外發光二極管和光敏三極管。從紅外發光二極管發出的紅外光須經紋紙上的孔才能照射到光敏三極管上，有光照時，則光敏管的信號經控制部分電纜傳到選緯執行部分，使相應的選緯針下降到劍頭所經路線上，劍頭在進劍時便將這種緯紗引入到梭口中。顯然，每排8個孔位上都有一只孔，也僅有一只孔位上有孔。
新型劍桿織機上，選緯訊號部分為一專門的控制器，不再采用選緯紋紙，而是通過按鍵直接輸入選緯程序并存儲。
2．選緯執行部分
如圖8-27所示，每一色緯的選緯針均有一套相同的執行單元。選緯針１的孔眼中穿有所

圖8-27? 選緯執行單元
1－選緯針? 2－凸輪? 3、4－桿? 5－鉤子? 6－電磁鐵
控制的緯紗，選色訊號部分使對應的執行單元中的微型電磁鐵６得電，鉤子５使桿４的右端不能上抬，同時依靠凸輪２的作用，使桿４的左端上抬，桿３逆時針轉動，選緯針１便下降到引緯路線上，等待送緯劍將其上的緯紗引入梭口，而其它單元中的選緯針仍在引緯路線的上方，不參與引緯。
（二）多臂開口機構控制選緯??
多臂開口直接控制選緯是用開口機構的提綜單元的提綜臂直接驅動選緯針，兩者之間通過軟軸連接，每一提綜單元控制一只選緯針。上機時只要簡單地把選緯訊號同開口提綜訊號一樣輸入（電子多臂機）或打在紋板上（機械多臂機）。選緯要占用部分開口提綜單元，減少了多臂機的用綜數。如劍桿織機配置的是提

花開口裝置，則也可利用提花開口控制選緯。
四、劍桿引緯的品種適應性
劍桿引緯的特點決定了它的品種適應性。劍桿由傳劍機構傳動，設計合理的傳劍機構使劍頭運動具有理想的運動規律，保證了劍頭在拾取緯紗、引導緯紗和交接緯紗過程中緯紗所受的張力較小、較緩和。與片梭引緯相比，劍桿頭在啟動緯紗時的加速度僅為片梭引緯的～，這顯然對一些細特紗、低強度紗或弱捻紗等一類緯紗的織造是有利的，從而保持較低的斷緯率和較高的織機生產效率。
劍桿引緯以劍頭夾持緯紗，緯紗完全處于受控狀態，屬于積極引緯方式。在織造強捻緯紗織物時（如長絲縐類織物、純棉巴里紗織物等），抑制了緯紗的退捻和織物緯縮疵點的形成。
目前，大多數劍桿織機的劍頭通用性很強，能適應各種不同原料、不同粗細、不同截面形狀的緯紗，而毋需調換劍頭。因此，劍桿引緯十分適宜于加工裝飾織物中緯向采用粗特花式紗（如圈圈紗、結子紗、竹節紗等）或細特、粗特交替間隔形成粗、細條，以及配合經向提花而形成不同層次和凹凸風格的高檔織物，這是其它一些無梭引緯所難以實現或無法實現的。
由于良好的緯紗握持和低張力引緯，劍桿引緯還被廣泛用于天然纖維和人造纖維長絲的織造生產以及毛圈織物生產。
劍桿引緯具有極強的緯紗選色功能，能十分方便地進行8色任意換緯，最多可達16色，并且選緯運動對織機速度不產生任何影響。所以，劍桿引緯特別適合于多色緯織造，在裝飾織物加工、毛織物加工和棉型色織物加工中得到了廣泛使用，符合小批量、多品種的生產特點。
雙層劍桿織機適用于雙重織物、雙層織物的生產。織機采用雙層梭口的開口方式，每次引緯同時引入上、下各一根緯紗。在加工雙層起絨織物的專用劍桿絨織機上，還配有割絨裝置。雙層劍桿織機不僅入緯率高，而且生產的絨織物手感、外觀良好，無毛背疵點，適宜于加工長毛絨、棉絨、天然絲和人造絲的絲絨、地毯等織物。
在產業用紡織品的生

產領域中，由于剛性劍桿引緯不接觸經紗，對經紗不產生任何磨損作用，同時，劍頭具有理想的引緯運動規律和對緯紗強有力的握持作用，因此在玻璃纖維和其它一些高性能纖維的特種工業用技術織物的織造加工中，有用剛性劍桿織機的。