噴氣織機(jī)的發(fā)展與動向

陰海明

(中國人民解放軍第四八零六工廠,浙江舟山 316000)

噴氣織機(jī)的發(fā)展與動向

陰海明

(中國人民解放軍第四八零六工廠,浙江舟山 316000)

介紹了近幾年國內(nèi)外噴氣織機(jī)的技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了國內(nèi)外噴氣織機(jī)的主要機(jī)型，并就噴氣織機(jī)如開口、引緯、打緯、卷曲送經(jīng)、電氣控制等裝置改進(jìn)進(jìn)行了詳細(xì)論述，闡述了現(xiàn)階段噴氣織機(jī)在節(jié)能降耗方面的發(fā)展情況。提出噴氣織機(jī)的能耗是制約噴氣織機(jī)發(fā)展的一個重要問題，需要優(yōu)化設(shè)備傳動裝置，研究氣流流體解析技術(shù)，才能更好地滿足生產(chǎn)需求。

噴氣織機(jī)；開口；引緯；電氣控制系統(tǒng)

噴氣織機(jī)相對其他無梭織機(jī)具有車速高、產(chǎn)量高、效率高、自動化程度高、適用范圍較寬等許多優(yōu)點(diǎn),也是取代有梭織機(jī)的首選產(chǎn)品。特別是隨著機(jī)電一體化技術(shù)的高速發(fā)展，在紡織機(jī)械中的應(yīng)用日益廣闊，高速器材的配套使用，使集現(xiàn)代機(jī)、電、光、氣、儀一體化技術(shù)的噴氣織機(jī)在高質(zhì)，高效，低耗生產(chǎn)方面的優(yōu)勢更加明顯。

1 國內(nèi)外噴氣織機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)噴氣織機(jī)機(jī)型

2013-SHANGHAITEX展覽會有國內(nèi)12家企業(yè)展出約20臺噴氣織機(jī)[1]。國內(nèi)噴氣織機(jī)的發(fā)展，主要是將日本和歐洲的噴氣制造技術(shù)經(jīng)消化吸收后改進(jìn)的國產(chǎn)噴氣新機(jī)型[2]。目前市面上噴氣織機(jī)的主要生產(chǎn)地是上海和山東等地。

a) 上海中紡機(jī)生產(chǎn)的GA708噴氣織機(jī)，有190和280兩個系列，能以1200r/min的車速織造全棉襯衣面料和家紡面料。該噴氣織機(jī)具有新型打緯平衡系統(tǒng)，配有Staubli-1781積極凸輪開口裝置，具有電子卷取、電子送經(jīng)和氣動折入邊，電子絞邊的全自動化功能。

b) 上海淳瑞新型EA-800噴氣織機(jī)，可以以1208r/min的車速織造平紋家紡面料。該機(jī)型具有Pro-E優(yōu)化設(shè)計動平衡打緯系統(tǒng)，振動減少了30%，輔噴控制系統(tǒng)有創(chuàng)新改進(jìn)，耗氣量降低12%。最新的雙后梁外置式送經(jīng)結(jié)構(gòu)，操作方便張力穩(wěn)定，并設(shè)置了雙壓布輥抬升機(jī)構(gòu)，提高了效率，增加了自動化程度。

c) 青島紅旗紡織機(jī)械有限公司生產(chǎn)的JA91型高速噴氣織機(jī)，車速可達(dá)1325r/min。采用高強(qiáng)度機(jī)架構(gòu)造體經(jīng)紗張力控制系統(tǒng)，使織造高速重磅織物更加穩(wěn)，偏心搖軸打緯，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低織機(jī)的振動和噪音。配有Staubli-1661型積極凸輪開口和新型后梁裝置，實(shí)現(xiàn)外置式送經(jīng)機(jī)構(gòu)，便于調(diào)整與維護(hù)；引緯系統(tǒng)更加高效節(jié)能，采用的雙擺動主噴，主噴氣路裝置，雙主軸制動等裝置，實(shí)現(xiàn)對稱縮減門幅，并列雙經(jīng)軸經(jīng)紗織造張力均勻控制智能電控系統(tǒng)，使該機(jī)型具有自動化程度更高，操作性能更簡易等特點(diǎn)，體現(xiàn)了較高的技術(shù)水平。

d) 煙臺宋和科技股份有限公司設(shè)計生產(chǎn)的SA810系列噴氣織機(jī)，采用整體墻板，抗震性和可靠性好，確保了織機(jī)高速化、寬幅化和低噪音。該機(jī)縮小了輔助噴嘴的間距，從而提高了引緯系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性?？梢杂糜诳椩霥TY瓦楞布，低彈絲的提花服裝面料，網(wǎng)絡(luò)絲/丙綸絲提花床墊等。具有二色選緯，多臂開口和大提花開口的特點(diǎn)。配有雙后梁，外側(cè)積極平穩(wěn)裝置，BandR控制系統(tǒng)和259mm的觸摸屏。

e) 青島華信紡機(jī)集團(tuán)生產(chǎn)的HAN-9100型噴氣織機(jī)，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)910r/min。配有雙光探1～8色任選換緯，彩色觸屏，采用獨(dú)立伺服電機(jī)驅(qū)動，可變速變密織造，曲柄開口、史陶比爾1351型凸輪及多臂開口，可以生產(chǎn)包括特種絲織物，貢緞織物，彩格布等多類紡織品。

f)青島同春機(jī)電科技有限公司生產(chǎn)的TC780A系列噴氣織機(jī)，最高的轉(zhuǎn)速為1100r/min。具有二色投緯電子送經(jīng)，電子卷取等功能，配ROJ儲緯器和LGL儲緯器，帶緯紗制動器，氣圈分裂罩，雙后梁送經(jīng)系統(tǒng)，可以生產(chǎn)高擋襯衫面料和方格交織錦等。

1.2 國外噴氣織機(jī)機(jī)型

目前國際級的噴氣織機(jī)制造商在歐洲主要有ITEMA(意達(dá))集團(tuán)的Promatech(寶馬泰克)、Sulzer Textil(蘇爾壽)，德國Dornier(多尼爾)和比利時Picanol(必佳樂)等；在日本主要有Toyota(豐田)、Tsudakoma(津田駒)[3]等。歐洲機(jī)型在節(jié)能降耗上面有了長足的進(jìn)步;日本機(jī)型則在電子信息技術(shù)，電氣控制傳動技術(shù)上引領(lǐng)世界潮流。

a) 意達(dá)集團(tuán)生產(chǎn)的A9500和A9000噴氣機(jī)型，采用了新型的連桿打緯和共軛凸輪打緯兩種可選方式，精確平衡裝置,可以降低振動，優(yōu)化的梭口尺寸設(shè)計更有利于引緯，觸摸屏可以修改織機(jī)速度參數(shù)?？棛C(jī)可選功能包括RTC空氣消耗精益控制系統(tǒng)，LC彈性紗特殊握持系統(tǒng)，AR緯紗自動修復(fù)功能。用戶操作界面為Windows CE系統(tǒng)。可以通過以太網(wǎng)和工廠局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)建立連接，是一種全新的電子平臺，可以滿足對高速織造和對復(fù)雜織物織造的要求。

b) 必佳樂公司生產(chǎn)的OMNI plus Summum噴氣織機(jī)，具有堅固的機(jī)架結(jié)構(gòu)，雙側(cè)共軛凸輪打緯設(shè)計，多孔輔助噴嘴，高效引緯，能快速換品種裝置、自動修緯裝置、“無廢邊”裝置氣動折入邊裝置。集成和共用供電制動能量可相互回收，空氣管家”監(jiān)測和管理耗氣量，自動檢測各個氣路通道，可以降低能耗。具有性能優(yōu)異的微處理器和超大存儲空間的“BlueBox新型電子控制平臺”，使許多控制和功能更加精確。電子控制的電子氣壓調(diào)節(jié)器和獨(dú)創(chuàng)的輔助噴嘴三氣包供氣技術(shù)組合形成新的引緯系統(tǒng)。噴氣織機(jī)的自動化和智能化程度由于性能優(yōu)異的電子氣壓調(diào)節(jié)器而得到了很大的提升。

c) 津田駒生產(chǎn)的ZAX-GS-230-4N-D16噴氣織機(jī)型，筘幅230cm，四色選緯，車速最高可達(dá)800r/min?？棛C(jī)配備標(biāo)準(zhǔn)LAN接口，可以與TLM(津田駒織機(jī)監(jiān)控系統(tǒng))組成以太網(wǎng)，可以集中管理整個機(jī)群。新型的FDP-AⅢ電控鼓動儲緯器，具有積極的紗圈分離功能，適應(yīng)多種緯紗種類[4]。

2 近年來噴氣織機(jī)裝置的發(fā)展

電氣化和數(shù)字化已經(jīng)成為提高噴氣織機(jī)性能的主要趨勢。已有技術(shù)有電子卷取、電子送經(jīng)、電子選緯、電子絞邊、電子多臂、電子開口、電子提花、緯紗斷頭自動修補(bǔ)、儲緯器自動切換、自動對織口和自動防開車檔裝置等[5]。特別是引緯機(jī)構(gòu)、打緯機(jī)構(gòu)、送經(jīng)卷曲機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，大大提高織機(jī)的效性、可操作性和節(jié)能降耗性。

2.1 引緯機(jī)構(gòu)

引緯機(jī)構(gòu)對噴氣織機(jī)的品種適應(yīng)性和節(jié)能降耗起著至關(guān)重要的作用。隨著引緯系統(tǒng)的發(fā)展，噴氣織機(jī)可適用短纖、長絲、彈力紗、花色竹節(jié)紗、低捻紗、玻璃纖維等紗線；織物包括輕薄、高密厚重織物、裝飾織物、家用紡織品、服用面料、毛巾織物、毛圈織物、部分產(chǎn)業(yè)用織物等[6]。

目前主要是針對引緯控制系統(tǒng)的硬件和軟件開發(fā)[7]，市場上的智能引緯控制系統(tǒng)包括：

a) 基于FPGA+DSP的噴氣織機(jī)新型引緯控制系統(tǒng)的設(shè)計提出了一種新型數(shù)字化引緯控制系統(tǒng)[8]，該控制系統(tǒng)顯著提高了噴氣織機(jī)引緯控制系統(tǒng)的精度和一致性。

b) 基于STM32的噴氣織機(jī)設(shè)計新型引緯控制系統(tǒng)。STM32F103RBT6內(nèi)核32位處理器，設(shè)計狀態(tài)機(jī)控制算法的高速電子引緯控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能適應(yīng)750r/min的車速，入緯率接近1875m/min，可支持8色選緯[9]。

c) OMNIplus Summum噴氣織機(jī)新型引緯系統(tǒng)，采用電子調(diào)壓器，改進(jìn)輔助噴嘴與供氣氣包的配置，引緯統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)電子控制，提升了織機(jī)的自動化和智能化程度。

d)豐田公司生產(chǎn)的JAT810和JAT710型噴氣織機(jī)則配置了通過最新的氣流流體解析技術(shù)而開發(fā)的“新型引緯控制系統(tǒng)[10]。

2.2 打緯機(jī)構(gòu)

歐洲的噴氣織機(jī)均采用共軛凸輪打緯機(jī)構(gòu)，達(dá)到減小開口動程、獲得充裕的引緯時間、提高打緯能力、提升織機(jī)檔次的目的。日本的噴氣織機(jī)主要運(yùn)用連桿打緯，達(dá)到使打緯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、打緯運(yùn)動柔和、最大加速度小的目的。噴氣織機(jī)的四連桿打緯機(jī)構(gòu)多采用短牽手、短筘座腳，雙側(cè)連桿傳動。筘座的擺動動程較小，減小筘齒對經(jīng)紗的摩擦，減小前梭口的長度；六連桿打緯機(jī)構(gòu)，筘座運(yùn)動比四連桿機(jī)構(gòu)更為緩慢，有利于緯紗通過梭口，并提高車速，增加幅寬，有利于降低氣流速度，節(jié)約氣耗，打緊緯紗。意達(dá)公司生產(chǎn)的A9500和A9000兩款最新噴氣織機(jī)可以根據(jù)生產(chǎn)的需要，選擇采用共軛凸輪打緯或連桿機(jī)構(gòu)打緯，以滿足對復(fù)雜織物織造或?qū)Ω咚倏椩斓囊?，這將會成為未來打緯機(jī)構(gòu)的主要發(fā)展方向。

2.3 送經(jīng)卷曲機(jī)構(gòu)

近幾年來，各種新型的噴氣織機(jī)都配上了電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)，由伺服電機(jī)直接驅(qū)動織軸，輔以精密的張力傳感器，自動操作經(jīng)紗張力的設(shè)定和調(diào)整，調(diào)節(jié)精度有明顯的提高[11]。緯密的調(diào)節(jié)通過徽處理器來完成，還可以變速變密織造，而且不需要緯密變換齒輪，利于混緯織物和提花織物的織造[12]。有的新機(jī)上面還配有雙經(jīng)軸電子送經(jīng)裝置和外置式電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)，有利于張力更穩(wěn)定，操作更方便，便于調(diào)整與維護(hù)引緯系統(tǒng)。數(shù)字式智能電子送經(jīng)與電子卷曲由計算機(jī)系統(tǒng)來精確控制，送經(jīng)張力，送經(jīng)量，卷曲張力使噴氣織機(jī)的各項功能控制更加便利。

2.4 電氣控制系統(tǒng)

噴氣織機(jī)上的電氣控制系統(tǒng)主要有以下幾種類型：

a) 可編程序控制器PLC。這種控制系統(tǒng)比計算機(jī)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，而且執(zhí)行件可以直接連接在控制器的輸出口上。目前，該控制系統(tǒng)已經(jīng)開始取代了傳統(tǒng)的邏輯控制裝置[13]。

b) 可編程計算機(jī)控制器PCC。該系統(tǒng)兼具PLC、數(shù)控等優(yōu)點(diǎn)，具有靈活的擴(kuò)展能力，屬于智能控制器，應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，因此可以方便地按控制項目中各部分不同的功能要求，如數(shù)據(jù)采集、報警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通訊控制等[14]。

c) 基于ARM和CPLD的噴氣織機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計CPLD[15]，控制器作為主CPU的協(xié)處理器，可以減輕主控制器的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)速度，而且使系統(tǒng)更加可靠穩(wěn)定，也更具有靈活性和擴(kuò)展性。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方案，可根據(jù)客戶要求進(jìn)行部分模塊更新，便于升級維護(hù)，人機(jī)界面易于操作。

3 節(jié)能降耗的措施

如何降低噴氣織機(jī)能耗，是國內(nèi)外噴氣織機(jī)制造方和噴氣織機(jī)使用方均十分重視的課題。通過近幾年的研究，噴氣織機(jī)節(jié)能降耗主要集中在以下5個方面:引緯系統(tǒng)的節(jié)能，空氣壓縮系統(tǒng)的節(jié)能，節(jié)能型元器件的使用，噴氣織機(jī)制造商在設(shè)計制造上的節(jié)能和噴氣織機(jī)使用方在生產(chǎn)管理上節(jié)能[16]。

3.1 優(yōu)化引緯工藝的節(jié)能

由于引緯過程中輔助噴嘴的耗能，占總能耗的70%[17]，因此，要降低噴氣織機(jī)的能耗，首先需要在保證引緯的前提下，優(yōu)化引緯系統(tǒng)，合理制定包括輔助噴嘴的供氣壓力，輔助噴嘴的噴氣時間，優(yōu)化電磁閥控制的輔助噴嘴個數(shù)等引緯工藝參數(shù)。其中，合理調(diào)節(jié)電磁閥的作用時間，能夠顯著降低噴氣織機(jī)的耗氣量，起到良好的節(jié)能效果。

3.2 空氣壓縮系統(tǒng)的節(jié)能

空氣壓縮系統(tǒng)的節(jié)能主要是空氣壓縮機(jī)的降能。新的空氣壓縮機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用，使得壓縮空氣的智能化輸出成為可能，避免了空壓機(jī)空載時造成的電能浪費(fèi)[18]。目前國外噴氣織機(jī)配置的利用電子空氣流量表不斷地對空氣消耗進(jìn)行檢測，數(shù)字化管理織機(jī)的壓縮空氣消耗，有效減小和控制了壓縮空氣的消耗。

3.3 使用節(jié)能型的元器件

在生產(chǎn)條件相同的況情況下，選用節(jié)能型輔助噴嘴選配集流腔一體型電磁閥，節(jié)能型異形槽筘、防氣圈裝置等元器件，也可以達(dá)到節(jié)能降耗的作用。

3.4 設(shè)備制造商節(jié)能

研發(fā)商開發(fā)的RTC(緯紗實(shí)時控制)裝置，智能積極控制系統(tǒng)，縮短了引緯過程中輔助噴嘴的噴氣時間，降低了壓縮空氣的消耗量。如歐洲和國內(nèi)大多采用Sumo電動機(jī)，無需離合器、制動器和飛輪，可直接驅(qū)動。各種制動裝置需相互回收能量，達(dá)到節(jié)能降耗的作用。

3.5 設(shè)備應(yīng)用方的生產(chǎn)管理節(jié)能

噴氣織機(jī)應(yīng)用方想要節(jié)能降耗，必須加強(qiáng)生產(chǎn)管理。如管網(wǎng)壓縮空氣的泄漏不易被察覺，但其造成的浪費(fèi)十分巨大。因此，定期檢查輸氣管網(wǎng)，減少泄漏對節(jié)約能源十分重要，只有引起員工足夠的重視，才能發(fā)揮最大的節(jié)能效果。

4 結(jié) 語

隨著電子技術(shù)和材料的發(fā)展，近年來噴氣織機(jī)在寬幅、高速低振動、品種適應(yīng)性、多色引緯織造，電控技術(shù)智能化，數(shù)字化，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指導(dǎo)，節(jié)能降耗等方面有了長足的進(jìn)步，仍然需要不斷的改進(jìn)和優(yōu)化。國內(nèi)織機(jī)大多是消化吸收的國外技術(shù)，缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)，國內(nèi)市場常常受制于國外廠家，因此還需要搶占專利市場。噴氣織機(jī)的能耗是制約噴氣織機(jī)發(fā)展的一個重要問題，仍然需要優(yōu)化和改進(jìn)傳動、電機(jī)、輔助噴嘴等零部件，研究氣流流體解析技術(shù)，設(shè)計節(jié)能效果更好的配套裝置。

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(責(zé)任編輯：陳和榜)

Development and Trend of Air-jet Loom

YINHaiming

(No.4806 Factory of PLA, Zhoushan 316000, China)

This paper introduces technological development and current situations of domestic and overseas air-jet looms in recent years and mainly presents main modes of domestic and overseas air-jet looms. Besides, the opening, weft insertion, beating, curling delivery devices and electrical control on air-jet looms are discussed in detail. This paper also sets forth energy-saving and cost-reducing development of air-jet looms and proposes an important problem which restricts development of air-jet looms, i.e. energy consumption. It is necessary to optimize transmission of the equipment and study fluid flow technology in order to better meet production needs.

air-jet loom; opening; weft insertion; electrical control system

2014-08-26

陰海明(1958-)，男，山東平陽人,本科,主要從事紡織機(jī)械制造方面的研究。

TS103.337.11

B

1009-265X(2015)01-0061-04