Рапирный ткацкий станок

Рапирный ткацкий станок — это тип ткацкого станка, в котором прокладывание уточной нити осуществляется с помощью специального захвата (рапиры), переносящего нить через зев (пространство между нитями основы). В отличие от челночных станков, где уток прокладывается за счёт инерции массивного челнока, рапирные станки используют механическое или пневматическое движение захвата, что позволяет работать с более широким ассортиментом пряжи, включая объёмные, хрупкие и высокоэластичные нити, а также достигать более высокой производительности и меньшего уровня шума.

История

Предпосылки появления

К середине XX века традиционные челночные ткацкие станки, изобретённые ещё в XVIII веке, достигли предела своей производительности. Основным недостатком челночного механизма была необходимость раскручивать и тормозить массивный челнок с паковкой уточной пряжи. Это ограничивало скорость прокладывания утка, приводило к высокому уровню шума и вибрации, а также не позволяло эффективно обрабатывать слабые или объёмные нити. Потребность текстильной промышленности в увеличении скорости и расширении ассортимента тканей стимулировала поиск альтернативных способов ввода утка.

Разработка и внедрение

Первые патенты на механизмы, напоминающие рапирный принцип, были зарегистрированы в конце XIX — начале XX века, однако практическая реализация стала возможной только с развитием точной механики и материаловедения. В 1950-х годах швейцарская компания Sulzer (ныне часть группы Saurer) и бельгийская компания Picanol начали серийный выпуск первых промышленных рапирных станков. Первоначально они использовались для производства специальных тканей — например, технических, где требовалась высокая прочность и равномерность структуры. К 1970-м годам рапирные станки стали доминировать в сегменте средних и тяжёлых тканей, вытесняя челночные станки из производства костюмных, пальтовых и декоративных тканей. В СССР разработкой рапирных станков занимались в Ивановском научно-исследовательском институте текстильного машиностроения (ИвНИИТМ), где были созданы модели типа СТР (станок ткацкий рапирный).

Классификация

Рапирные ткацкие станки классифицируются по нескольким основным признакам.

По типу рапиры

Жёсткие рапиры: Представляют собой металлические или композитные стержни, которые движутся возвратно-поступательно с обеих сторон станка. Одна рапира захватывает нить и передаёт её другой рапире в середине зева. Такая конструкция обеспечивает высокую точность и надёжность, но ограничивает ширину станка (обычно до 2–3 метров) из-за инерции движущихся масс.
Гибкие рапиры: Вместо жёсткого стержня используется стальная лента или трос, который сматывается в рулон при возврате. Это позволяет уменьшить габариты станка и увеличить его ширину (до 5 метров и более). Гибкие рапиры менее инертны, но требуют более сложной системы управления и точного позиционирования.

По способу передачи нити

С передачей нити в середине зева: Классическая схема, где две рапиры (левая и правая) встречаются в центре, и одна передаёт уток другой. Требует высокой синхронизации.
С одной рапирой (комбинированные): Одна рапира протаскивает нить через весь зев, а затем возвращается. Используется реже, обычно для узких тканей или специальных материалов.

По типу прокладывания утка

Механические: Рапира приводится в движение от главного вала станка через кулачковые или кривошипно-шатунные механизмы. Наиболее распространённый тип.
Пневматические: Уток подаётся в зев сжатым воздухом, а рапира используется только для захвата и фиксации нити. Такие станки являются гибридными и часто классифицируются как пневморапирные.
Электрические (сервоприводные): Каждая рапира имеет собственный серводвигатель, что позволяет независимо управлять её движением, ускорением и замедлением. Обеспечивает максимальную гибкость и точность, но отличается высокой стоимостью.

Устройство и принцип работы

Основные узлы

Рапирный механизм: Состоит из двух рапир (захватов), направляющих и привода. Рапиры оснащены зажимами (клешнями), которые удерживают уточную нить.
Зевообразовательный механизм: Формирует зев (пространство между нитями основы). Используются ремизные каретки, жаккардовые машины или кулачковые механизмы.
Боевой механизм: Обеспечивает движение рапиры. Включает кулачки, рычаги, пружины или серводвигатели.
Механизм отпуска основы: Подаёт нити основы с навоя в зону ткачества.
Механизм прибоя утка: Прибивает проложенную уточную нить к опушке ткани с помощью берда.
Механизм натяжения и приёма ткани: Отводит готовую ткань на товарный валик, поддерживая постоянное натяжение.

Принцип работы

Цикл работы рапирного станка включает несколько этапов:

Формирование зева: Нити основы разделяются на две группы (верхнюю и нижнюю) с помощью ремизок.
Прокладывание утка: Рапира (или две рапиры) вводится в зев. Захват захватывает уточную нить, подаваемую от неподвижной бобины (паковки). В случае двух рапир одна захватывает нить, проносит её до середины зева, где передаёт другой рапире, которая завершает движение.
Прибой: После выхода рапиры из зева бердо (гребёнка) прибивает проложенную нить к опушке ткани.
Смена зева: Ремизки меняют положение, образуя новый зев для следующей прокладки утка.
Отвод ткани: Готовая ткань наматывается на товарный валик, а основа подаётся с навоя.

Ключевое отличие от челночного станка — уточная нить подаётся с неподвижной бобины, а не с паковки, движущейся вместе с челноком. Это позволяет использовать нити любой крутки, толщины и структуры, а также снижает нагрузку на нить.

Характеристики и преимущества

Основные параметры

Ширина заправочная: От 1,5 до 5,5 метров и более.
Скорость прокладывания утка: До 1200–1500 прокидок в минуту (для гибких рапир) и до 700–900 прокидок (для жёстких).
Ассортимент тканей: От лёгких (шёлк, подкладочные) до сверхтяжёлых (брезент, технические ткани, ковры).
Типы переплетений: Любые — от простых полотняных до сложных жаккардовых.

Преимущества

Высокая производительность: В 2–4 раза выше, чем у челночных станков.
Низкий уровень шума: Значительно тише челночных станков.
Широкий ассортимент пряжи: Возможность работы с объёмной, кручёной, фасонной, стеклонитью, арамидными и другими специальными нитями.
Меньший расход пряжи: Отсутствие челнока исключает потери утка на перемотку и смену паковок.
Высокое качество ткани: Равномерная структура, отсутствие «челночных полос» и дефектов, связанных с ударом челнока.
Компактность: Меньшие габариты по сравнению с челночными станками той же ширины.

Недостатки

Сложность конструкции: Требует квалифицированного обслуживания и наладки.
Высокая стоимость: Цена рапирного станка значительно выше челночного.
Ограничения по скорости: Уступают пневматическим и гидравлическим станкам в скорости прокладывания утка (особенно для лёгких тканей).
Чувствительность к качеству пряжи: Требует равномерной и прочной уточной нити, чтобы избежать обрывов.

Применение

Рапирные станки занимают нишу между высокоскоростными пневматическими станками (для лёгких и средних тканей) и челночными станками (для тяжёлых и специальных тканей). Основные области применения:

Производство костюмных и пальтовых тканей: Из шерсти, полушерсти, синтетических и смесовых волокон.
Декоративные и мебельные ткани: Жаккардовые, гобеленовые, с крупным рисунком.
Технические ткани: Стеклоткани, арамидные ткани, ткани для фильтров, конвейерные ленты, брезент.
Ковровые изделия: Производство ковровых покрытий (тафтинговых и тканых) с использованием рапир для укладки ворса.
Специальные ткани: Для авиационной, космической, оборонной промышленности, где требуется высокая прочность и термостойкость.

Критика и ограничения

Основная критика рапирных станков связана с их относительно высокой сложностью и стоимостью по сравнению с пневматическими станками. Для массового производства лёгких тканей (например, хлопчатобумажной бязи или подкладочного полиэстера) пневматические станки обеспечивают более высокую скорость и меньшую себестоимость. Рапирные станки, напротив, оптимальны для средних и малых серий, частой смены ассортимента и работы с дорогими или сложными нитями. Также отмечается, что механические рапиры требуют регулярной смазки и настройки, что увеличивает эксплуатационные расходы.

Интересные факты

Первый промышленный рапирный станок Sulzer (модель SU) был выпущен в 1955 году и имел ширину 2,2 метра.
В СССР рапирные станки СТР-2 (станок ткацкий рапирный) выпускались на Чебоксарском заводе текстильного машиностроения и использовались для производства технических тканей.
Современные рапирные станки могут оснащаться системами автоматического контроля натяжения нити, лазерными датчиками обрыва и системами автоматической смены утка.
Рапирные станки являются основным типом оборудования для производства жаккардовых тканей, так как позволяют точно подавать уток любого цвета и толщины.

Источники

Гордеев В.А., Волков П.В. «Ткацкое производство». — М.: Легкая индустрия, 1984.
Корабельников А.Р., Литвинов А.Н. «Технология и оборудование ткацкого производства». — М.: МГУДТ, 2008.
Справочник по текстильному машиностроению. Под ред. В.П. Щербакова. — М.: Машиностроение, 1995.
Техническая документация компаний Picanol, Sulzer, Saurer (разделы «Рапирные ткацкие станки»).
Патенты на рапирные механизмы (US 2,876,809, CH 332,456 и др.).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →