10.3　织造

10.3　织造

除了贾卡提花机以外（边码318），1760年以后人们在手动织机中只有过一项重大改进，那就是拉德克利夫（Radcliffe）的借助于一只与筘座相连的棘轮卷布装置，它能使卷布辊自动运动。该装置以拉德克利夫的雇员约翰逊（Thomas Johnson）的名义于1805年获得了专利。它除了能加快手动织机的操作速度外，还为走向动力织机作出了贡献。脚踏式织机与装备有这种装置的手动织机的叫法一样，并在19世纪得到了普遍应用。

在织机上使用动力，明显的问题是要设计出能完成织布工手工操作时的手工动作的设备，也就是开启梭子通过的梭口，投梭、打纬和卷布。但是在一台动力织机中，还必须要有另外的设备，在一旦出现断纱时使织机停止，保持布在宽向的伸张并确定经纱的尺寸，这是手动织机的织布工根据需要不时要做的工作。第一位尝试着把动力织机投入使用的英国人来自行业之外，他也没有从以前的机型中借鉴什么经验。卡特莱特在1784年作了首次尝试，并在1785年制成一台难以操作的样机后的第二年，为一台动力织机申请了专利，1787年和1792年的改进均获得了专利。这些在他唐克斯特的工厂里投入生产，另外也被曼彻斯特得到许可的生产商采用了，直到他们的工厂被烧毁为止。他对上述所有事项都提出了解决措施，并把经纱接到织机上，以便在纱线到达经轴前机械地定好其尺寸。鉴于工程技术（engineering techniques）在当时仍处于萌芽状态，织机运作起来并不经济是不足为奇的。这种织机存在一些严重的缺点。梭子是用弹簧推动的，这使得穿梭动作太急促，而驱动力是由一根单轴提供的，这使得所有的动作都很生硬。它的最大贡献在于表明了用动力纺织并非不可能。另有几位发明家作了进一步尝试，特别是格拉斯哥的米勒（Robert Miller）在1796年的工作。据说他的织机不是从卡特莱特的机型发展而来的，而是来自佩斯利的杰弗里（Jeffrey），后者几乎在同一时间也设计了一台样机。米勒的织机被称作滑臂织机，因其使用了偏心轮或滑臂来投梭而得名，这种织机于19世纪初在苏格兰得到了应用。

约翰逊很好地解决了浆纱的问题。他在1803年制造的一台机器是在整经大锡林中给纱线上浆的。具体办法是将纱线通过罗拉，其中有一只罗拉是浸过浆的。上浆通过一系列刷子来完成，上浆过后让纱线通过热空气流上方使其干燥，热空气流由装在机器底部的风扇向上吹风形成。这种机器经后来的发明家作了改进，一直用到1850年以后才被放弃，其中有一部分被霍恩比（Hornby）和肯沃西（Kenworthy）于1839年获得专利的轴经上浆机所取代。在这种机器中，经纱是在被分成纱线相对较少的带或条后通过浆槽的，然后绕在两只加热圆筒上加以干燥。

在19世纪早期制造的各种不同的织机中，最重要的是斯托克波特的霍罗克斯（William Horrocks）的织机，他于1813年引入了改变筘座速度以增加让梭子通过的梭口开启时间的方法，还采用了拉德克里夫的将布绷紧的方法。在1813—1820年间，英国动力织机的数量从2400台增加到了1.415万台，这种增长似乎主要就是由于这种织机的优点——虽然在细节上有较大的出入。最后出现的表现得最为实用的样机，是由自动走锭细纱机的发明人罗伯茨以霍罗克斯的织机为基础制造的。1822年左右，他以罗伯茨·希尔公司（Roberts，Hill and Company）的名字成立了一家制造织机的合伙公司，生产的织机以他的名字命名，虽然他在那年取得的专利主要是与纺织斜纹织品有关。

罗伯茨的织机（图166）有两根轴，主轴驱动筘座，而副轴——称作踏盘轴——驱动提升综片的踏板以及投梭的皮结。主轴的末端有一只齿轮和踏盘轴末端的另一只齿轮相连，而后者的轮齿比前者多一倍，这样后者的转速就只有前者的一半，因而综片和梭子每作一次运动，筘座就运动两次（一次向前，一次向后）。综片是由跨越车面的绳子连接的，可由相互间反向设置的两只偏心轮或凸轮带动踏板杠杆来提升。这样，在每只轮的大边依次将它那边的杠杆提起的同时，自动向下拉动的综片就将另一只综片向上拉。与推动梭子的皮结相连的绳子被另外一些杠杆来回拉动，而这些杠杆则由固定在偏心轮槽上的罗拉带动。通过移动那些罗拉在槽中的位置，梭子开始运动的那一点可以调节到综片运动中的任何一个时刻，这就确保了织机在织任何类别的布时都能搭配协调。这些杠杆通过连接它们的绳子上的弹簧恢复到原来位置。如果梭子被卡在梭口内，可以由自停机构制动，该机构由一根位于筘座下面与部分在梭箱内的杠杆相连的小轴组成。如果梭子没有进箱，它就不能把轴的另一端升起，从而会触及一个凸块并使其向前运动，造成机器停转。

筘座由两只曲柄（即“筘座压毛刀”）从下面支托着，曲柄则与一个在传动轴上运动的机构相连。通过调节，曲柄可以改变筘座的速度，以适应织不同种类的布。在附图（图167）所示的机型中，经纱是按照与手动纺纱机相同的方式，通过经轴上设置的荷重展开的，人们曾多次尝试找到转动经轴的方法，以使得经纱不需加压便能展开。将织好的布拉紧，采用的是基于拉德克利夫的原理改进的方法。在卷绕过程中，卷布轴的尺寸是不允许增加的，因为这会使得快到布的端头时存在的张力更小，使布更加松弛。如何保持经纱和布之间的张力完全均匀，这个问题在1850年以前并未得到解决。

罗伯茨织机传播的范围很广，也有很多变化。1826年，这种机器被引入法国，在那里早有几种其他的机型［21］。在法国，织机的制造可追溯到帝国时期比亚尔（Biard）发明的一种机器，后来由科利尔制造的一种机器在几个国家都获得了专利。(https://www.daowen.com)

此时，大量的改进仍在不断涌现，尤其是在关于如何使驱动梭子的力度恰到好处这个难题上。在这方面，迪金森（William Dickinson）的“上投梭”（overpick）或者布莱克伯恩织机于1826年的引入，标志着织机的发展又向前迈进了一步。在其他的发明中，这里值得一提的只有涉及罗伯茨织机不足之处的两点，也就是缺乏使布在宽度上保持伸展的设备，以及发生纬线断裂时所需的自动制动装置。对于后者，最早取得成功的是由托德莫登的拉姆斯博顿（Ramsbottom）和霍尔特（Holt）于1834年获得专利的设备。该装置由肯沃西（Kenworthy）和布洛（Bullough）于1841年加以改进，后又于1842年在布洛的制动器中得到了改进，它能做到立即制动。这种制动器后来的一种结构形式由一把小叉组成，可在纬纱通过的筘上凸出。如果纬纱不能通过，叉子就会落回，并触发一系列停机动作。在用作自动伸缩机构或伸幅器的许多装置中，经证明最令人满意的是由肯沃西和布洛于1841年取得专利的槽辊伸幅器，它是在之前已经引入的一种方法的基础上改进而来的，由两只表面粗糙的小罗拉组成，在卷布轴的每一侧各设一只，随卷布轴在一个槽内移动。绒布在罗拉和槽之间通过，并由于粗糙表面的附着力而保持伸张状态。

以上所述的为用于织平织物的动力织机，而它在很早以前便被用于织纹织物或花式织物，这些织物中的花样是由经纱以不同方式的配置间隔一定距离浮起形成的。鲍曼（Bowman）于1820年、罗伯茨于1822年对此所作的改进均得到了专利。所有系统都涉及取代许多圆轮（或是装在一只轮上的罗拉，如同罗伯茨的专利中那样）的偏心轮，其数量对应于通过圆轮上的凸块所提升的综片的数目，圆轮则能使相应的杠杆运动。在后来的专利中，最重要的就是伍德克罗夫特（Woodcroft）在1838年获得的专利，据称有多达8对综片和8种花样款式可用这种方法实施。升降梭箱的运转机械化花费了更长的时间，通过这种升降梭箱，带有不同颜色纬纱的梭子可任由手动织机的织布工操作。最后的解决方案是贝里的迪格尔（Squire Diggle）于1845年获得专利的循环链条，它由一系列不同厚度的盘构成，在位于一只滑轮之下的织机的一端旋转，滑轮则连着一根另一端支撑着升降梭箱的链杆。随着链条的转动，那些盘将链杆提升到由每只盘的厚度所决定的高度，这样就使相应的梭子就位。这些方案最终让位给了贾卡织机，这种用于纹织的机器大约从1833年起就用动力驱动了。然而出于棉织业对成本的考虑，贾卡织机的一种较为简单的机型，即所谓的“多臂机”（dobby），直到1850年之后才得到普遍使用。

到19世纪40年代中期，动力织机已进入可以使其应用更为经济的阶段。由于纬纱断裂自停装置和自动伸幅器消除了经常看管每台织机的必要性，使得一个织布工可以同时照管多台机器。凭借40年代的其他发明特别是布洛的“游筘”（loose reed），当梭子被卡在梭口时，筘可以和筘座分离，从而防止它驱动梭子去撞击经纱，就有可能加快机器的运转速度。到1850年，动力织机在棉纺业中取代手工织机就顺理成章了，而在1824年便已引入动力织机的精纺业中，动力织机也几乎全部代替了手工织机。然而对于毛粗纺业而言，纺线的脆性使得梭子不可能以比在手工织机上更快的速度运转，所以直到40年代的改进出现以前，在动力织机的使用方面进展甚微。但到1850年，这一领域也得到了发展。在麻纺业，由于麻纱缺少弹性，这意味着只要受到棉纺或毛纺时所受到的张力，麻纱就会断裂，所以就必须要采用放出经纱的不同方法。这个问题直到1850年以后才得到认真的处理，这可以解释为什么到那时在亚麻工业中运作的动力织机还为数甚少。