一种三维机织的环形引纬自动化织造装备及织造

本发明涉及复合材料纺织机械，具体是涉及一种三维机织的环形引纬自动化织造装备。背景技术：1、航空航天器对轻量化的结构零件有着一体化成形的需求，各种复杂结构零件也开始探索轻质高强的复合材料成形方法，环形变截面复杂结构件是各类航空航天器不可或缺的重要结构，复合材料环形变截面构件重量轻，一体化成形方式能够提高关键结构连接点强度，对于提升整体结构性能具有重要意义。2、三维机织凭借较高的织造效率及成形质量，是目前三维织物重要的成形方法之一。传统三维机织装备通常采用剑杆引纬，通过综框的上下移动使经纱之间呈现开口，经、纬纱交织成形三维预制体，这种传统的三维机织装备通常只能成形平板织物，无法成形环形变截面织物。3、故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。技术实现思路1、发明目的：为解决上述问题，本发明的目的是提供一种三维机织的环形引纬自动化织造装备，目的是通过该装备使携带的纬纱在预制体织物中连续不断以成形环形变截面预制体。2、本发明同时提供了使用该三维机织的环形引纬自动化织造装备的织造方法，目的是织造出纬纱在预制体织物中连续不断的环形变截面预制体。3、技术方案：本发明公开的三维机织的环形引纬自动化织造装备可采用以下技术方案。4、一种三维机织的环形引纬自动化织造装备，包括载纱器、位于载纱器一端的第一固定器、位于载纱器另一端的第二固定器、牵引器；所述载纱器包括外壳、位于外壳内的纱管、连接于外壳一端并与第一固定器配合的第一磁吸头、连接于外壳另一端并与牵引器配合的载纱器电磁座；所述第一固定器设有第一电磁座，第二固定器设有第二电磁座，载纱器位于第一电磁座及第二电磁座之间；5、所述牵引器设有穿过第二电磁座的牵引杆、连接于牵引杆一端的第二磁吸头；第二磁吸头在牵引杆带动下沿牵引杆轴向移动，当第二磁吸头移动至与第二电磁座连接时通过电磁力与第二电磁座固定，当第二磁吸头移动至与载纱器电磁座连接时通过电磁力与载纱器电磁座固定并带动载纱器电磁座在第一固定器与第二固定器之间移动；当牵引器带动载纱器移动至第一磁吸头与第一电磁座连接时，第一磁吸头通过电磁力与第一电磁座固定。6、进一步的，第一固定器与第二固定器上均设有引纬张力控制器。7、进一步的，所述引纬张力控制器包括固定角座、与固定角座通过滑轨连接的齿轮架，安装于齿轮架正面的齿轮组、安装于齿轮架背面的驱动电机、驱动齿轮架在沿滑轨移动的气缸，齿轮架沿滑轨移动而靠近或远离载纱器。8、进一步的，所述载纱器设有位于外壳内的主轴、通过轴承围绕主轴设置的两个收放纱齿轮；所述纱管也围绕主轴设置且纱管的两端分别与两个收放纱齿轮固定连接。9、进一步的，所述外壳面对引纬张力控制器一侧分别设有供两个收放纱齿轮露出的开口，当载纱器移动至第一磁吸头与第一电磁座连接时，第一固定器上的引纬张力控制器通过齿轮架靠近载纱器而使齿轮架上的齿轮组与最靠近第一电磁座的收放纱齿轮啮合；当载纱器移动至第二磁吸头同时与载纱器电磁座、第二电磁座连接时，第二固定器上的引纬张力控制器的齿轮组与最靠近第二电磁座的收放纱齿轮啮合。10、进一步的，所述载纱器在外壳上设有供纱线引出的出纱孔。11、进一步的，所述第一电磁座、第二电磁座、载纱器电磁座均为内凹形成内圆锥对接结构，所述第一磁吸头的外端、第二磁吸头的两端形成圆锥对接结构。12、进一步的，所述第一固定器设有第一固定板，第一电磁座及第一固定器上的固定角座均安装在该第一固定板上，第二固定器设有第二固定板，第二电磁座及第二固定器上的固定角座均安装在该第二固定板上。13、进一步的，所述载纱器的外壳为圆柱形，载纱器的主轴与牵引杆同轴设置。14、有益效果：本发明所提供的三维机织的环形引纬自动化织造装备能够使载纱器在第一固定器与第二固定器之间往复运动以使所携带的纬纱能够在使经纱之间形成环形的变截面织物，并且纬纱在经纱之间形成的连续不断的往复编织，是成形环形变截面一体化复杂结构预制体的关键。15、进一步的，本发明中还通过设置了齿轮组与收放纱齿轮的配合实现对纬纱的预紧，同时该收放纱齿轮还是纱管转动的载体，在载纱器内部狭小空间内实现收放纱、预紧功能的集成，使载纱器结构紧凑小巧。16、本发明提供的使用该三维机织的环形引纬自动化织造装备的织造方法，采用以下技术方案：17、载纱器中所携带纱线为纬纱，在起始位置时固定于第二电磁座上，牵引器通过第二磁吸头与载纱器电磁座连接并带动载纱器前进穿过经纱开口，使纬纱穿过第一经纱层；对纬纱张紧后，在载纱器仍固定于第二电磁座的状态下，将牵引器自载纱器脱离并使第二磁吸头与第一电磁座固定，使第二磁吸头与载纱器之间空出空间并提供一三维机织装备完成打纬提纱操作；打纬提纱操作完成后，载纱器所出纱的纬纱所在高度位于第二经纱层高度，第二经纱层即位于第一经纱层的下一层经纱层；再通过第二磁吸头向载纱器移动并与载纱器电磁座连接固定后，使载纱器与第二电磁座脱离，牵引器带动载纱器向第二电磁座移动并使第二磁吸头同时与载纱器电磁座、第二电磁座连接，使纬纱穿过第二经纱层，至此一个环形引纬动作完成。技术特征：1.一种三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，包括载纱器、位于载纱器一端的第一固定器、位于载纱器另一端的第二固定器、牵引器；2.如权利要求1所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，第一固定器与第二固定器上均设有引纬张力控制器。3.如权利要求2所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，所述引纬张力控制器包括固定角座(307)、与固定角座通过滑轨(306)连接的齿轮架(303)，安装于齿轮架(303)正面的齿轮组(305)、安装于齿轮架背面的驱动电机(304)、驱动齿轮架(303)在沿滑轨移动的气缸(302)，齿轮架(303)沿滑轨移动而靠近或远离载纱器。4.如权利要求3所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，所述载纱器设有位于外壳(204)内的主轴、通过轴承围绕主轴设置的两个收放纱齿轮(206)；所述纱管(203)也围绕主轴设置且纱管的两端分别与两个收放纱齿轮(206)固定连接。5.如权利要求4所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，所述外壳(204)面对引纬张力控制器一侧分别设有供两个收放纱齿轮(206)露出的开口，当载纱器移动至第一磁吸头(208)与第一电磁座(403)连接时，第一固定器上的引纬张力控制器通过齿轮架(303)靠近载纱器而使齿轮架(303)上的齿轮组与最靠近第一电磁座(403)的收放纱齿轮(206)啮合；当载纱器移动至第二磁吸头(202)同时与载纱器电磁座(209)、第二电磁座(402)连接时，第二固定器上的引纬张力控制器的齿轮组与最靠近第二电磁座(402)的收放纱齿轮(206)啮合。6.如权利要求4所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，所述载纱器在外壳(204)上设有供纱线引出的出纱孔(205)。7.如权利要求1所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，所述第一电磁座(403)、第二电磁座(402)、载纱器电磁座(209)均为内凹形成内圆锥对接结构，所述第一磁吸头(208)的外端、第二磁吸头(202)的两端形成圆锥对接结构。8.如权利要求1所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，所述第一固定器设有第一固定板，第一电磁座(403)及第一固定器上的固定角座均安装在该第一固定板上，第二固定器设有第二固定板，第二电磁座及第二固定器上的固定角座均安装在该第二固定板上。9.如权利要求1所述三维机织的环形引纬自动化织造装备，其特征在于，所述载纱器的外壳(204)为圆柱形，载纱器的主轴与牵引杆(1)同轴设置。10.一种如权利要求1至9中任一项所述三维机织的环形引纬自动化织造装备的织造方法，其特征在于，载纱器中所携带纱线为纬纱，在起始位置时固定于第二电磁座(402)上，牵引器通过第二磁吸头(202)与载纱器电磁座(209)连接并带动载纱器前进穿过经纱开口，使纬纱穿过第一经纱层；技术总结本发明提供一种三维机织的环形引纬自动化织造装备及织造方法，所述环形引纬自动化织造装备包括载纱器、位于载纱器一端的第一固定器、位于载纱器另一端的第二固定器、牵引器；通过牵引器使载纱器在第一固定器与第二固定器之间往复运动以使所携带的纬纱能够在使经纱之间形成环形的变截面织物，并且纬纱在经纱之间形成的连续不断的往复编织，是成形环形变截面一体化复杂结构预制体的关键。技术研发人员：单忠德,袁志超,郭子桐,孙正,侯玉伟受保护的技术使用者：南京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20