Появление первых бесчелночных станков и многозевных машин

В XIX веке был сделан также целый ряд изобретений, в основном предопределивших развитие ткацкой техники XX века, по следующим направлениям:

отказ от челнока как носителя утка (создание бесчелночных ткацких станков);

непрерывное формирование ткани (изобретение круглоткацких станков и многозевных машин);

получение полотен с гибридными свойствами ткани и трикотажа (создание ткацко-трикотажных станков).

На челночных ткацких станках повышения производительности можно было бы добиться только увеличением скорости или паковки утка. Однако вскоре было замечено, что повышение скорости станков имеет предел, так как резко возрастают инерционные нагрузки, увеличивается число разладок и повышается обрывность пряжи. При росте массы уточной паковки необходимо увеличивать высоту зева и ход батана, что также ограничивает скорость станка и вызывает перенапряжение основных нитей. Масса челнока с пряжей в десятки тысяч раз превышает массу уточной нити, необходимой для одной прокидки, что означает крайне нерациональные затраты двигательной энергии. Кроме того, в цехах с челночными ткацкими станками довольно высокий уровень шума.

Вполне естественно, что первые попытки избавиться от челнока начались в лентоткачестве, где малая ширина ленты давала лучшие практические возможности для реализации предложений.

Первый бесчелночный ткацкий станок запатентовал в 1844 году Джон Смит. В этом станке уточная нить вводилась в зев петлей с помощью иглы, с противоположной стороны она удерживалась захватом до образования нового зева. Для закрепления одной кромки с петлями использовали дополнительную основную нить, при выработке бахромы необходимости в такой нити не было.

Через два года У. Ансуорт вместо челноков использовал два набора рычагов — прокладчиков утка и игл, но уточные бобины разместил очень неудобно за ремизным прибором. Отличный станок, основанный на этом принципе прокладки утка, представили на выставку 1851 года Д. и Т. Райды. После этого Рамсден использовал этот принцип в дамастовом ткачестве для внесения узорного утка.

В 1877 году Д. Г. Смит получил патент на интересный игольный станок для ткачества приводных ремней и других многослойных тканей. Для выработки четырехслойного ремня использовались четыре иглы с уточными бобинами для каждой иглы и пять основ. Одновременно происходило образование четырех зевов, в каждый из которых вносилась игла. Для выработки кромок использовали специальный челночок. Галева в ремизках имели два глазка, в которые пробирались нити для двух зевов.

Помимо игл для замены челнока были предложены жесткие рапиры. Первый станок с двусторонними рапирами был представлен в 1876 году на выставке в Филадельфии. В проспекте выставки об этом станке фирмы братьев Дорнан говорилось как о «совершенно новом и оригинальном». Уток вводили в зев с одной стороны в виде петли, причем одновременно можно было использовать уток трех цветов. Станок не имел коммерческого успеха из-за отдельных конструктивных недостатков; не удалось решить положительно и вопрос получения прочной жесткой кромки. Ткань с обычными кромками по обеим сторонам на рапирном станке удалось получить Габлеру лишь в 1920 году.

На челночных ткацких станках для прокладывания уточной нити используется лишь треть времени оборота главного вала станка, остальные две трети теряются на выстой и перемену направления движения челнока.

Стремление повысить производительность привело к созданию круглоткацких станков и многозевных машин, на которых происходит непрерывное тканеформирование. На круглоткацких станках вырабатывали мешки, пожарные рукава, шланги. Нам не удалось обнаружить в технической литературе упоминания о самой первой конструкции таких устройств, но 14 июня 1856 года почетному гражданину Классену была выдана российская привилегия на «станок для тканья рукавов пожарных труб и насосов» [7].

На Парижской выставке 1884 года был представлен круглоткацкий станок Вассермана, признанный самой интересной новинкой выставки. Движение ремизок на станке осуществлялось через эксцентрические шайбы, установленные на вертикальном валу. Уток прокладывали два челнока, приводимые в круговое движение транспортирующими роликами. Готовая ткань в виде мешка наматывалась на товарный валик в нижней части станка.

В 1886 году была запатентована круглоткацкая машина Заутера, Хуга, Наефа. Зевообразование осуществляется при помощи ремизок 8. Перемещение челноков 7 и прибой уточной нити выполняют пластины 1, поворачивающиеся между зубьями двух берд 3 и 4 относительно оси 2. Концы пластин 1 находятся в направляющем криволинейном пазу цилиндра 5, укрепленного на вращающемся барабане 6.

Форма паза такова, что пластины образуют перемещающуюся волну, как это показано на нижней части рисунка. Внутри волны движутся челноки 7, снабженные роликами. Выступы пластин берда 3 служат направляющей для боковых стенок челноков.

Конструкцию станка с интересной идеей — электромагнитным гоном челноков — предложили Иосиф и Карл Герольды.

Введение утка производилось четырьмя челночками, перемещаемыми со скоростью 3 метра в секунду. Основа с двух навоев 1 огибает неподвижные скала 2 и 3 и поступает на кольца 16 и 17, равномерно распределяющие нити по кругу. Между кольцами находятся валики 4, выполняющие функции подскальника для каждой группы нитей основы, пробранной в соответствующую ей группу ремизных игл 6. Затем нити основы проходят через зубья неподвижного кольцевого берда 7, служащего направляющей дорожкой для челноков, и через плоские зубья 8 прибойного берда, получающие качательное движение от кулачка 10. Образование ткани происходит у нижней цилиндрической части 9 воронки 11. С воронки ткань поступает на вальян 14, к которому она прижимается валиками 13, и навивается на товарный валик 12. Группы ремизных игл 6 получают возвратно-поступательное движение от кулачков 5, закрепленных на центральном валу 15 машины.

Для конструктивной проработки механизмов с учетом практических требований в Брюнне был организован завод круглых ткацких станков Герольда и Рихардса. Основной целью было упрощение конструкции и удобство обслуживания. Зевообразовательный эксцентрик разместили непосредственно на главном валу станка, расположенном вертикально. Это уменьшило габаритные размеры станка, улучшило наблюдение и уход за основой, облегчило смену уточных шпуль. Ремизки были объединены по секциям, движение к которым передавал пазовый кулачок. Была изменена конструкция берда, состоявшего теперь из двух частей. Неподвижная часть служила направляющей для движения челноков, отдельные подвижные пластины осуществляли прибой уточной нити. Из-за такой конструкции берда товарный валик и навой поменяли местами, разместив товарный валик в верхней части станка.

Однако и до настоящего времени применение круглоткацких станков в основном ограничивается выработкой мешковины и не в последнюю очередь из-за сложности с отделкой круглых тканей.

Развитие идеи круглого ткачества привело к созданию многозевных машин, первую из которых предложил в 1901 году Сейлисбери. Машина была двусторонней, уток прокладывался с помощью двадцати маленьких прокладчиков, двигавшихся с помощью роликов по замкнутым направляющим. Перед входом в зев прокладчик заряжался утком на одну прокидку. Эта идея сохранилась в большинстве современных многозевных машин.

Во второй половине XIX века крупные успехи были достигнуты в машиностроении для трикотажной промышленности. Большая производительность трикотажных машин и желание получить прочное, как ткань, и эластичное, как трикотаж, полотно пробудили мысль о гибриде ткацкого станка и трикотажной машины. Первый ткацко-трикотажный станок был изобретен уже упоминавшимся Сейлисбери в 1891 году. На станке было два ткацких навоя, расположенных по разным сторонам станка. Уточные и трикотажные нити срабатывались с шестидесяти бобин, расположенных над станком в два этажа. Из-за отдельных конструктивных недостатков станок так и не нашел практического применения. Кстати, многие вопросы (кромкообразование, большое выделение пуха и пыли, увеличенное количество отходов и т. д.) не удалось решить удовлетворительно и до настоящего времени.

Изобретения XIX века стали той базой, на которой создавались ткацкие станки, в настоящее время определяющие технический уровень отрасли: бесчелночные ткацкие станки с микропрокладчиками, пневматические, гидравлические и пневморапирные станки, станки с гибкими, жесткими и телескопическими рапирами, многозевные ткацкие машины и ткацко-трикотажные станки.