内容提要:20世纪最后20年喷气织机由于电子计算机技术、传感技术、变频调速技术、射流技术与织机的完美结合加快了发展,出现了速度高、效率高、产品质量高几自动化监控水平高的高科技水平的现代化喷气织机,更由于电子多色、多品种选纬、电子提花、电子多臂等高新技术的应用,使喷气织机的品种适应性大大提高,成为当代无梭织机发展最快、最先进的机型.
关键词:自动监控 电子计算机技术 传感技术 电子多色引纬 电子多臂 电子提花
早期的喷气织机有许多缺陷,1960年世界上第一台喷气织机由于射流技术不成熟,喷射的气流速度及压力损失大,只能生产窄幅织物,织机速度低、织物质量差,更谈不上纬纱颜色的变化,只能生产单色的、简单的普通平纹批量坯布织物.
1981年后喷气织机由于喷气技术的突破性进步以及电子计算机、传感器及变频调速技术的应用,大大提高了运转速度,织机的自动监控水平也取得了显著的进展,经过近10年的不断改进,现代喷气织机已具有速度高、自动监控水平高、产品质量高、品种适应性强等许多优点,成为无梭织机中发展最快的机型.新型喷气织机采用了许多先进技术,如:电子控制喷气引纬、寻纬、电子送经电子卷取、经纬向断头的检测及原因分析、纬向断头自动修复、机器停车自动控制等,使喷气织机在高速运转下能保证产品质量的稳定与提高。现就有关问题讨论如下:
一、喷气织机的速度:
喷气织机是由喷射具有一定压力的气流进行引纬的,引纬方式不同于有梭织机及其他无梭织机的引纬,引纬速度受运动的限制,速度不能提的很高,如剑杆织机引纬率最快也只有1500-1700米／分,引纬频率只有600-700次／分.而喷气织机的喷嘴喷射气流的动作是经过电子计算机控制电磁阀的开闭运动完成的,更由于喷气织机的主喷嘴已由单喷嘴改为双喷嘴、四喷嘴,相对于一定的引纬率、织机转速下,多喷嘴上电磁阀开闭运动的频率可以相应降低,因此喷气织机主喷嘴喷射气流的喷气引纬频率可大大提高.一般喷气织机的引纬率已高达2000-2500米／分.最新型喷气织机转速已高达1800-2000转／分,引纬率3200米／分.如津田驹，哔加诺等喷气织机等。
喷气织机的转速、引纬率与所生产的品种、幅宽相关,生产细薄织物与重厚织物、生产宽幅织物与普通宽幅织物的织机转速及引纬率都不相同.即使如此,生产重厚牛仔布的喷气织机转速也在850转／分以上,生产高档电子提花装饰织物的引纬率也已达到2800米／分.
提高喷气织机的引纬率,除了要解决好主辅喷嘴在计算机控制下电磁阀高频率的开启、闭合技术之外,贮纬器及停止指的停止与释放动作也有了相应的改进与提高,在电子计算机的程序控制下,贮纬器停放纬纱的动作与主喷嘴喷射气流的电磁阀的开启与闭合动作十分协调.
为了节省能耗,主喷嘴已有固定与运动混合式,提高了引纬能力,降低了压缩空气的消耗量.
为了配合高频引纬,打纬运动系统的部件一方面提高了刚性强度,另一方面打纬往复运动十分平稳而精确.
为了提高喷气织机高速运转的灵活适应性,新型喷气织机都采用了变频调速,而且电动机可以正反转及点动.在21世纪初,喷气织机的速度会进一步提高.
二、喷气织机的自动控制系统:
由于喷气织机采用了微电脑技术以及其他电子检测技术,对全机的运动进行控制,尤其对产品质量的自动监控,使喷气织机生产效率大大提高可达到95％以上,产品质量得到保障,下机一等品率达到98％以上.机上安装了许多监控传感器,使织机本身具有自动运行及程序控制的功能,形成许多转动联接的微电子自动控制体系.机上装有主控制板,经微机进行程序控制及质量控制,经过电子计算机形成喷气织机自动控制及通讯网络系统,主要功能如下:
1,电子送经.在经轴胸梁上设立传感器,可精确通过电子送经系统调节经纱张力,为避免开、关车造成的稀密弄疵点,专门配有开关车稀密弄防止系统.
2,电子自动落布的程序控制:可以适于各种纬密织物及大直径布轴的落布.
3,电子控制纬纱张力及经纱张力:在完成引纬的条件下,尽量选择较低的喷射张力,进行柔和引纬以减少纬纱断头和压缩空气消耗.
4,经纬纱断头自动检测系统:一般纬向断头传感器沿整个筘幅设置两个或两个以上,用以监测纬纱引纱失败(包括断纬)造成的停台.
5,经纬纱密度及织机速度的自动控制,并在运行中按照有关信息进行在机调整.
6.自动纬纱修复及自动卷绕监测系统,以消除无故停车,保障织机正常运行.
7,电子选纬选色(4-12色):按照计算机软件要求选择不同的品种或颜色的纬纱进行引纬.
8,机器的全部信息由自动荧屏显示并记忆贮存各种生产数据,数字传递功能可与中央计算机数据库连接,实现网络信息贮存.
9,电子自动维修体系,自动修复故障后可自动开车.
10,自动工艺变更系统:纬密变化不必调换齿轮,新品种改变可以简化,像纬纱颜色选择及纬密变更都可借助于电子控制系统完成.
11,电子程控快速改变品种系统.
12,人机对话:高度发展的电子技术使喷气织机准确运转,操作简化,只要揿揿电钮即可运行.人机对话属于电子人机工程学范畴,并以语言软件的辅助功能来取代难以理解的人的语言,进行对机器的程序控制.
13,自动检验织物疵点功能:可以根据电子计算机体系检查织物疵点并以简单语言显示,可快速发现织物疵点并与电子学模拟疵点相比较进行分类.
14,电子多臂与电子提花系统的设立,使喷气织机花色品种的适应性有很大提高.电子提花织机的运转速度的引纬率也大大提高在2800米／分.
15,自动卷绕机构开闭系统及纱线卷绕脱圈控制系统可实现织造中纬纱无接头.
未来喷气织机的自动控制水平将更进一步发展,织机产量、质量及花色品种能进一步得到提高与发展.
三、喷气织机的品种适应性:
一般都认为喷气织机的品种适应性差,但经过20世纪后20年的发展,喷气织机的适应性在布幅宽度、织物厚度及色织等方面都已赶上或超过了剑杆织机及片梭织机.
1、布幅:由于喷气织机主辅喷嘴喷射压力的进一步发展,使主喷气流嘴推动后的纬纱在织口中不断受到辅助喷嘴的接力引纬,使织机布幅大大加宽.从1999年巴黎展览会上可看到布幅宽度从1991年以前的190-280公分发展到400公分左右,像哔加诺omniplus型喷气织机有190、220、250、280、340、380及400公分等;多尼尔LWV、LTV型织机布幅宽度在150-430公分,舒美特Mythos型织机有效宽度在190-400公分;津田驹ZAX系列幅宽在150-390公分;居内喷气织机有效宽度在180-360公分.
喷气织机幅宽的增加,在织造许多品种上都可以取代剑杆织机及片梭织机,如阔幅被单布、提花装饰布等,随着时间的推移,喷气织机织造幅宽还会有所增加.
2、多色引纬:剑杆织机以多色引纬可生产许多色织布为优势,但经过20年的发展喷气织机已配备了由电子计算机软件程控的多色引纬系统,引纬颜色从4色至12色可任意根据织物要求变换纬纱颜色,剑杆织机的引纬颜色也是微电子程控选纬的,达到2、4、6、8色.喷气织机的多色引纬为电子多臂、电子提花等技术的应用,为生产各色提花织物,提供了必不可少的条件。
3、纬纱种类的选纬:现代喷气织机可根据产品品种的不同选用不同性质、不同原料的纬纱：从化纤长丝纱到化纤短纤纱；从纯棉纱到各种化纤纱（、尼纶、丙纶及粘纤等）；从羊毛纱到玻璃纤维纱；从环锭纱到转杯纱及喷气纱；从低支纱（4支、6支、8支、10英支）到高支纱（60、80英支等）从单纱到股线；从普通纱线到各式花色纱线，如雪尼尔纱及粗毛纱等。
纬纱还可应用各式花色线,如雪尼尔纱及粗毛纱等.
织造纬密一般可在50-1400根／10公分.
4、电子多臂及电子提花技术的应用:
喷气织机如果仅应用凸轮开口系统,织造的品种有很大的局限性,只可能织造一般的平纹、斜纹坯布,而应用了电子提花、电子多臂等高级开口技术后,织物品种的适应性大大提高,尤其在1995年米兰展览以后,电子提花及电子多臂技术已在喷气织机上广为应用,像多尼尔电子提花钩针已在10000钩以上,津田驹应用正反向电子多臂及电子提花开口装置,哔加诺也增加了各式电子开口系统.电子提花可以做到无综框提花.
我国传统式的大提花技术是事先将花纹图案设计编成孔状纹板,用以控制提花钩针的上升与下降,从而达到织造出各式花纹的目的,织机速度特别低,多用于丝织行业做提花面料(被面、高档服装面料等),电子提花技术是将花纹编成软件以电子计算机控制钩针的上升与下降,速度可大大提高,引纬率 达到2800米／分(德国多尼尔喷气织机),应用了电子提花、电子多臂开口技术及多色引纬技术后,喷气织机的品种已发展到织造色织布及各式豪华装饰织物,如室内装饰布等.
5、织物重量及品种范围的扩大:
喷气织机既可织造细支高密的轻薄高档衣着面料,又可以织造粗支高密牛仔布系列的重磅织物,像津田驹织机织物重量从34-540克／平方米,都可以织.
以牛仔布为例:美国目前十大牛仔布公司已有2631台喷气织机。1997年一年哔加诺就向美国提供了1100台生产牛仔布的喷气织机。
用喷气织机生产牛仔布要做一些必要的改进,像津田驹、哔加诺等公司加固了机架及相关的打纬系统的零件,增大了主喷嘴压力等。
应用喷气织机可以将各色花色线如雪尼尔纱、毛圈纱做纬纱,生产各种装饰织物及服装面料。
喷气织机近20年在织造品种适应性上取得了巨大进步,品种的适应范围由于阔幅、色纬、电子多臂、电子提花及一些必要的改进已扩大了许多,织造的织物从轻薄的高支、高密织物到粗支高密织物,从简单的平纹到有豪华图案的装饰布,从阔幅床单到毛巾及标签等均能适应,世界上第一台喷气织机筘幅宽度仅为45英寸,约在1960年投入运转,而现在的织物宽度已是过去的3.5倍-4倍。
认为喷气织机仅能织造大批量简单织物的观念早已过时,目前许多类型的高质量的织物都可在喷气织机上生产,应用曲轴、凸轮、电子多臂、电子提花等开口装置,在受控的电动机控制下可生产出各种独特外观风格与奇特色彩的织物。
总之,经过20多年的发展,喷气织机技术有了很大的提高:速度高、效率高、质量好、产品适应性广。过去只能在剑杆织机及片梭织机上生产的品种,现在大都可以在喷气织机上生产。但由于喷气织机速度高，因此国外许多发达国家纷纷以喷气织机取代剑杆织机及片梭织机。预计21世纪喷气织机将在许多纺织领域里广为应用,并取得比任何无梭织机更快的发展速度。
四、喷气织机的其他进步:
近20年来除了喷气织机在提高车速、提高自动监控能力、提高品种适应性外,在提高运转效率、节约原料方面也做了许多改进,这些方面包括采用大织轴、快速度更换品种及改进布边等。
1、喷气织机的织轴是由浆纱机供应的,1999年巴黎展览会展出的经轴都已经加大,一般直径都已达到1100毫米以上,舒美特的经轴直径已加大到1600毫米。
大经轴可以延长织造时间、减少换轴次数及换轴停机时间,当经轴直径由40英寸(1016毫米)增加到50英寸(1270毫米)时,纱的容量增加1.6倍,经轴直径增加到63英寸(1600毫米)时,织轴容量比直径为40英寸织轴的容量增加2.4倍。换轴次数显著减少,织机停台时间减少,提高了织机运转效率。目前新型喷气织机采用63英寸直径的织轴越来越多。
2、快速换轴技术:实践证明换轴对喷气织机效率的影响很大,一般换一次轴要一小时以上,每个轴最多可织2-3天,因此更换经轴及改变品种的时间必须采取措施减少,事先工作人员在穿筘间完成穿筘任务外,还可清洁钢筘,据统计综筘不清洁会使2-5％的经纱布机经向停台,占整个经向断头的80％。为了作好上机前穿综筘工作,喷气织机要有25-35％的经轴贮备。
喷气织机快速更换品种装置QSC(Quick Style Change)只要一个极小的变动即可改变品种,将喷气织机换轴准备与织机准备工作都事先调整好,使换轴时间仅为30分钟。当然,这种换轴动作是自动化机构及织机运转辅助机构完成的,也有人工的。既提高了织机效率,又可以根据用户需求灵活及时地调换品种。津田驹、哔加诺、舒美特等系列的喷气织机都配备了自动换轴、变换品种的机构。TSC津田驹品种快速变换装置可使品种按照要求短时间内1人完成。
在无梭织机上使用自动结经机只能适于一个品种的换轴,不适于更换品种。自动结经机工作质量不十分理想,有错结情况发生,必须在2-3次自动结经后进行人工穿筘、穿综整理,所以自动快速换轴技术十分重要。
3、布边的改进:
喷气织机织出的布是毛边的,纱线浪费大,剪下的边纱不能回用,而且在后加工中会产生一些问题。新型喷气织机大都在布边上作了改进,有纱罗布边、集圈布边、熔化布边及粘合布边,及由喷射的气流将纬纱头尾压入布边组织中的折边法,外观十分整齐,如舒美特Mythos型喷气织机的布边即是由压缩空气将纱尾折入布边的装置,该系统适于不同支数及类型的纬纱,省去一些运动部件,不受车速的限制,耗能低,基本上不需要维护,减少了边纱的浪费。其它津田驹、哔加诺等系列的喷气织机也有这种新的折边装置。
4、传动系统的改进：
有些喷气织机采用了变频调速电机，直接传动主轴，简化了传动机构，取消了传动带，离合器及刹车装置等，提高了传动统率，减少了能耗。像哔加诺omniplus喷气织机，采用了专用的主电机sumo直接传动织机主轴。
五、展望:
20世纪最后20年里喷气织机取得了自动监控水平高、速度高、质量好、零件损坏率低、布幅加宽、多色以及多品种纬纱引纬及电子多臂、电子提花等高新技术的应用,使得品种适应性大大提高,以生产牛仔布为例，比片梭织机节约劳动力40％。许多国家用喷气织机织造各式中、细厚度的服用织物,而且逐步已采用喷气织机取代其它无梭织机,像美国十大牛仔布厂已拥有2600台各式喷气织机代替片梭织机生产牛仔布。
美国纺织界认为用喷气织机及高档转杯纱织造牛仔布,使牛仔布产量、质量达到尽善尽美的水平。因此像美国西欧等发达国家对于高速度、高质量、多品种适应性高的喷气织机的发展及应用十分重视,从总体趋势看喷气织机的发展速度将在21世纪大大加快。
为了提高产品在品种、产量及质量方面的竞争性,喷气织机在我国应作为重点发展的机型。我国“九五”期间建立具有90年代国际水平的喷气织机制造厂--咸阳纺机厂,生产的喷气织机已在我国广为应用,为推动我国喷气织机的发展做出很大贡献.但与1999年巴黎展览会上展出的新型喷气织机的性能及适应性相比,已有所落后,我国应当集中精力,加快步伐,在原有基础上努力提高的技术水平及产品适应性,为我国兴建或改造一批具有现代化世界级水平的纺织企业,提供更加先进的喷气织机设备。相信我国喷气织机的总量会在我国加入WTO后的竞争与发展的机遇中,得到快速的发展。