现代喷气织机的发展

现代喷气织机的发展

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喷气织机相对其他无梭织机具有车速高、产量高、效率高、自动化程度高、适用范围较宽等许多优点，也是取代有梭织机的首选产品。特别是随着机电一体化技术的高速发展，在纺织机械中的应用日益广阔，高速器材的配套使用，使集现代机、电、光、气、仪一体化技术的喷气织机在高质，高效，低耗生产方面的优势更加明显。

通过查阅资料，我重点从喷气织机的纬纱张力控制、稀密路织疵或者开车痕的防止措施、自动处理纬纱故障、网络化等几个方面做了一些了解。

一、纬纱张力控制

喷气织机以其入纬率高、织物质量好等优点在纺织厂的应用越来越普遍，但其纬纱故障造成的织机停台比较高，影响了织机的效率，其中纬纱断头是造成纬向停台的一个主要原因，因此测量喷气织机在正常运转条件下纬纱的实际张力，了解其变化规律，对喷气织机的合理使用，降低纬纱断头造成的停台，提高喷气织机效率是十分有益的。

1、喷气织机引纬过程

(1)纬纱从筒子上退绕下来后，由于退绕张力波动很大，引纬速度较大时，退绕张力也较大。这种现象对于高速引纬是不利的。尤其对于喷气、喷水引纬，引纬过程只占织机主轴一周的1/3- 1/2时间，这不仅引起张力波动大，而且造成纬纱断头率高。

(2)经过储纬器储纬，其作用是预先把纬纱以引纬速度的2一3倍速度从筒子上退绕下来，存储在储纬器中，引纬时从储纬器上引出纬纱，使得纬纱的张力大小和张力波动都大大降低，使得织物瑕疵少。

(3)夹纬器配合储纬器的使用，引纬前夹纬器打开，纬纱从储纬器上脱解出来，夹纬器闭合，停止脱纬。夹纬器打开的时间点称为引纬时间，也称为脱纬时间，夹纬器从打开到关闭的这段时间称为脱纬时期。引纬时间必须和开口和打纬时间协调一致。

(4)主喷嘴的开关由电磁阀来控制。主喷嘴的供气时间一般应该比脱纬时间提早一些，这种方式称为预喷，使开始引纬时，射流已经稳定。主喷嘴的关闭时间应该稍晚于夹纬器的闭合时间。主喷的供气气压可以调节设定，正常引纬时的气压随纬纱的不同作适当的调整。织机还应该向主喷嘴提供低气压(104Pa)用于穿纬。

(5)剪刀用于引纬及打纬完成后剪断纬纱。

(6)开口是指经纱的上下运动，形成梭口的开和关。引纬开始前，梭口必须完全打开，以便引纬运动的顺利完成。引纬完成并开始打纬后，梭口可以开始闭合。

(7)辅助喷嘴分组控制，每组2-6只，由一只电磁阀来控制。所有辅助喷嘴从左到右分成若干组，相应的电磁阀依次打开和关闭。以必佳诺喷气织机为例，设置有17组共计34个辅助喷嘴。每一组辅助喷嘴先供气，在气流稳定后纬纱头才到达;纬纱头通过本组控制区域并被下一组控制后，才停止供气。前后组的供气阶段部分重叠，对纬纱的牵引进行接力交接，所以辅助喷嘴又称接力喷嘴。辅助喷嘴的供气气压一般比主喷的供气气压高0. 5一1 x lOSPa，这有利于减少引纬时前拥后挤造成的纬缩疵点。

(8)探纬用于检测引纬是否正常，如果引纬不正常，则纬停。喷气织机一般采用光电传感器进行探纬。通常有两个纬纱检测光电传感器。第一个用于检测纬纱在设定的一段时间内是否到达，如果不到，则控制器产生纬停信号;第二个用于检测引纬是否过头。

2、纬纱张力变化规律分析

纬纱张力的变化规律是与喷气织机的引纬、打纬、储纬及边剪等机构的运动相联系的，根据这些机构的运动配合，可将纬纱张力的一个变化周期分为5个阶段。

（1）纬纱飞行阶段(100°一约210°)

主喷嘴在100°开始喷射气流，储纬器解除对纬纱的制动，释放纬纱，气流带动从储纬器上退绕下来的纬纱穿过主喷嘴后在梭口中飞行，这一阶段纬纱张力的变化较均匀，与所测的储纬器前的纬纱张力变化曲线相比较，可见从筒子上退绕下来的纬纱张力变化剧烈，使用储纬器能够均匀引纬过程中的纬纱张力。气流对纬纱的摩擦牵引力一部分用于纬纱的加速，使纬纱获得必要的飞行速度；另一部分用于克服纬纱与机件间的摩擦阻力、纬纱从储纬器上退绕形成的旋转气圈所造成的阻力和纬纱进入主喷嘴前受到周围静止空气的摩擦阻力。由于主喷嘴引纬气流的紊流特性及纬纱表面毛羽的分布存在差异，使纬纱所受气流的牵引力有一定变化，纬纱飞行速度有波动，因此纬纱到达对侧布边的时间并不是一固定值，而是存在着波动，在织机正常引纬时，这个波动量并不大，可用一平均值来代表纬纱的到达时间。

（2）综平前辅助喷嘴气流对静止纬纱的控制(约210°一300°)

纬纱以高速飞行到对侧布边时，卷绕在储纬器上的定长纬纱也退绕到终点，由于储纬器不再释放纬纱，纬纱速度必然很快降到。，纬纱减速度很大，纬纱动量的这种突然变化将使纬纱产生冲击张力峰值，其数值远较引纬过程的纬纱张力大，若已引入梭口的纬纱在某个薄弱环节不能承受此冲击张力，纬纱会产生断头。在综平前，新引入梭口的纬纱处于静止状态，此时主喷嘴和大部分辅助喷嘴已经闭合，只有靠近对侧布边的一组辅助喷嘴还继续喷射气流，牵引纬纱头端的一段纱线，使纬纱具有一定张力处于伸直状态，以避免与经纱交织时因纬纱松弛、扭结而产生纬缩、纬圈等疵点。最后一组辅助喷嘴的闭合时间要持续到综平，经纱夹住纬纱以后。

（3）打纬阶段(300°一360°)

综平后的经纱开始形成下一梭口，钢箱推动刚刚引入梭口的纬纱向织口移动，纬纱因与经纱交织产生屈曲而伸长，张力逐渐增大;安装在箱座的主喷嘴随箱座一起摆动，安装在机架上的左侧探纬器因工作需要，使打纬时的纬纱在主喷嘴与储纬器间形成一条折线，纬纱受到拉伸产生弹性变形，且钢箱越靠近前止点，纬纱的折角越大，纬纱所受的拉伸张力越大，当钢箱运动到前止点位置时，纬纱张力又一次达到峰值。

（4）剪纬阶段(0°一30°)

打纬结束后钢箱回退，主喷嘴与储纬器间的纬纱折角减小，纬纱所受拉伸变形减小，因此张力有所下降，此时纬纱在织机左侧边剪的凹槽内滑动，边剪的上刀片向下摆动准备剪断纬纱，当纬纱滑动到凹槽的尽头，凹槽壁控制住纬纱时，上下闭合的刀片将纬纱剪断。

（5）主喷嘴微风阶段(30°一100°)

剪刀剪断纬纱后，穿入主喷嘴的纬纱张力很小，为防止纬纱产生松弛、扭结现象，在主喷嘴内有微风流过，气流对纬纱产生很小的摩擦力，使纬纱在下次引纬前一直处于伸直状态。

3、纬纱断头的原因及控制

从纬纱张力变化曲线可知，纬纱张力峰值不是发生在引纬过程，而是在引纬终点及打纬时，因此纬纱因弱捻等强力不足所造成的断头也主要发生在这两个区域，降低纬纱断头的措施也是减小这两个区域的张力峰值，目前降低引纬终了时的张力峰值措施主要有下面两种。

（1）提早主喷嘴和部分辅助喷嘴的闭合时间

由于在引纬终了时纬纱突然受到制动，速度急剧降低到。是纬纱产生张力峰值的根本原因，因此降低引纬终了时的纬纱速度，可以减小纬纱所受的这种冲击力。在丰田JA型喷气织机上，主喷嘴及第一组辅助喷嘴的闭合时间是170°，而设定的纬纱到达对侧布边时间是230°一235°即在引纬的后期，纬纱是靠自身惯性及对侧布边的几组辅助喷嘴喷射的气流牵引到终点的，在此飞行过程中，纬纱所受气流的牵引力小，纬纱处于降速飞行阶段，使纬纱以较低速度到达对侧布边，使引纬终点的冲击张力减小。这种安排还因减小了喷嘴的喷气时间而使耗气量降低，减小了织机的能耗。但纬纱飞行平均速度的降低，将造成纬纱通过梭口的时间延长，为不使纬纱到达对侧布边的时间过晚影响织机的其他他运动，纬纱到达对侧布边的速度不能降低到。以免造成较多的纬向停台，因此纬纱在引纬终点的张力峰值是不能完全消除的。

（2）纬纱张力控制装置

在新型喷气织机上，为了消除引纬终点的纬纱张力峰值，使用了纬纱张力控制装置，张力控制器是一个弹性部件，它降低了引纬系统的刚度，在引纬结束时能吸收纬纱的剩余动能，从而减小了纬纱伸长所造成的张力峰值。张力控制器能明显降低纬纱的张力峰值，从而降低了喷气织机对纬纱强度和质量的要求，提高了品种适应性。

二、稀密路织疵或者开车痕的防止措施

开车稀密路是织物常见的疵点，尤其稀薄高档织物更容易产生。而且一旦产生开车稀密路，就难于修补，严重影响产品质量和档次。进行消除开车稀密路研究的实际意义是显然的。若消除了由于织口位置偏移引起的开车稀密路，就会使得产品质量上一个新台阶，满足人们对纺织品质量提出的越来越高的要求，也将大大增加企业利润。

1、开车稀密路产生原因

开车稀密路产生的原因很多，比如因为打纬机构的磨损使运动精度下降，或箱座脚的刚度不够，或第一纬时主轴的转速不均匀，造成第一纬的打纬力不足，从而产生稀密路；或者在断经断纬时刹车不及时，造成纬纱不能交入梭口中，也会产生稀密路。但对于现代织机来说，由于其优良的性能，以上产生开车稀密路原因都可以避免。比如针对由于电机刚启动，转速没有达到正常值，造成第一纬的打纬力不足形成开车稀密路，现代织机大都使用了超力矩启动电机，使得第一纬的打纬力接近或达到正常值。目前产生开车稀密路的主要原因是织机停机期间，织物和经纱的蠕变和松弛特性引起的织口位置偏移。由于织物和经纱具有粘弹性，织机停车时织物和经纱均承受着较大的上机张力，于是在粘弹性的作用下织物和经纱产生蠕变和松弛，织口位置移动(前移或后移，偏离其正常织造时的相应位置，再次开车时第一纬没能充分打入织口而形成稀路，或与前一纬靠的太紧密而形成密路经试验测试，织口的偏移量及偏移方向与停机时间长短、织物组织特点、纱线品种、纱线弹性模量、织物和经纱的相对长度、织物密度、车间的湿度等因素有关。织物和经纱的蠕变和松弛特性进行分析在采用具有活动后梁的送经张力调节机构的织机上，可以认为停台后织物和经纱受恒定和较小的张力作用，且织物所受的张力和经纱所受的张力相等。

2、研究现状及分析

国内外科技人员对于控制和消除开车稀密路的研究一直在进行，取得了一些进展，但尚未完全解决这一问题，稀密路疵点仍然是影响织物质量的主要问题，也是各纺织厂鱼待解决的问题。针对开车稀密路这一难题，国内外科技人员提出了一些解决办法，通常有两类方法：（1）提高织机启动速度或力矩以增加第一纬的打纬力；（2）改变经纱张力或调整织口位置。

第一类方法常用的措施有：

（1）用定位起制动装置，实行定位停车和定位开车，提高第一纬打纬力以消除稀纬。具体停车方式和启制动位置可视织机的具体情况进行选择，例如当纬停车后心位置开车如实行定位停车，确保织机断经关车时停在上心位置，断纬关车时停在后心位置。这样可以减少了织机振动，保证了曲轴的寿命，同时又消除了因织机关车曲轴惯性回转打纬力下降产生的稀路疵点。另外，在使用按钮开车时曲轴先自动至后心，然后开车。这样转至前死心时可获得较大的打纬力，从而解决开车时因打纬力不足而造成的稀密路织疵。

（2）将打纬共扼凸轮的打纬点设计成打纬区，在打纬时使钢箱有较长的时间挤压纬纱使其反弹最小，从而消除因打纬力不足引起的开车稀密路。传统设计中，打纬共扼凸轮主凸轮最大半径处为一点，而这一点就是打纬点。实际上打纬时凸轮转过这一点时或在这一点之前一段区域就都在打纬区之内。把共扼凸轮的

最高点设计成等径的一段圆弧，这段圆弧所包容的转角控制在10°至15°左右。这样打纬时钢箱有较长的时间挤压纬纱使其反弹为最小，更趋向于稳定，从而防止稀密路的产生。

（3）采用超力矩启动电机，产生高输出转矩，以提高第一纬的打纬力，防止开车稀密路的产生。这是大部分现代织机都采有的方法。

（4）有一种机械式弹性打纬机构，能根据织口位置的变化调节打纬动程，而在动程变化过程中维持足够且恒定的打纬力，从而消除开车稀密路。

第二类方法常用的措施有：

（1）采用一种织口位置探测装置，装置主要由探针、电磁铁、接近开关及机架组成。其工作原理为:停车时调整探针长度，使针尖对准织口位置。开车前，电磁铁通电将探针顶起，卷取装置倒转释放出部分织物，织口位置后移。然后电磁铁断电，探针在自身重力的作用下绕A轴顺时针旋转并压紧布面。再正向卷取织物使织口前移，探针在布面上滑动。当织口移动到正常位置时，探针因缺乏支撑作用而穿过经纱继续下旋，当探针尾部靠近接近开关时，电磁铁接到信号通电，顶起探针。然后，织机正常启动。这种织口探测装置由于使用接近开关本身有直径大小，探针靠近接近开关一小半或靠近全部均使得接近开关得电，以及人工调节探针长短时避免不了有较大的误差存在，所以检测精度无法满足要求。

（2）通过增加经纱张力来调整织口位移。一是织机停止再开机时经轴倒转一定数值，增加经纱张力，从而把织口向机后拉动以平衡织口游动量，使织口恢复到正常开机时的位置达到防止稀密路产生的目的。二是通过某一机构在织机开机时使后梁抬高，增加经纱张力，把织口向机后拉动，使织口恢复到织机正常运转时的位置。但这种方法都是靠经验来进行织口位置调节的，必须在有大量数据积累的基础上由熟练的挡车工来完成，而且如果停机时间过长，织口位置偏移量过大，即使熟练的挡车工也难于操作，开车稀密路的出现就成为必然现象了。

（3）使用电子送经或电子送经与卷取联动调整织口。一种是只使用电子送经来调整织口位置：在停车时，启动送经电机释放一定长度的经纱a，以减小经纱张力，从而减小停机期间经纱和织物的松弛和蠕变，再次开车前送经电机倒转卷取一定长度的经纱b，使织口回复到一定所需的位置。电机倒转卷取经纱长度b一般不等于a，b跟a之间的差值跟具体机型、织物种类等诸多因素有关，需要根据试验数据和经验来确定。另一种是电子送经与卷取联动调整织口位置:开车前，根据织机停机时间的长短和停机原因，由试验得到的织口补偿经验数据，送经电机和卷取机构相配合，对织口进行调节后开机运转。这也是目前绝大部分现代织机都采用的防止开车稀密路的方法。但这两种方法也都是依靠经验数据来调整织口位置的，也存在没有足够经验数据的困难，所以开车稀密路也难于避免的会出现。

（4）使用一个带刺的轮子，放在离织口尽可能近的布面上，轮子会随着织口的运动而转动，轮子跟一个轴编码器连接在一起，轴编码器记录靠近织口处布面的移动距离，也就是织口的位移。

（5）更有效的测量织口位移的方法是直接使用涡流接近传感器。停机时，可动的检测器电枢通过几根针跟织口连接，这样就可以测出织口的实际位移。

三、自动处理纬纱故障

1、自动(正反)寻纬

喷气织机在发生纬停或其他原因停车时，设置了不同的梭口调整(对织口)动作，使主轴停在便于处理故障和织疵的位置。加上预先设定气织的停车时经纱张力的自动补偿和开车时的反冲量，超启动打纬技术，使纬停、经停及其他原因停车时的对梭口操作更简易便行。

自动寻纬功能是当喷气织机因为故障停止运转后，能够自动地转动，将主轴角度调整到一合适的位置。自动寻纬分为反寻纬和正寻纬，根据不同织物的织造要求，需要在断经断纬后进行自动寻纬动作，以消除织物的瑕疵，同时在自动寻纬后使织机达到可以开车前的正确位置，并保证选色的正确性。正反寻纬的数量及配合方式可以通过人机界面进行设置，以满足不通织物的需要。

2、纬纱自动修复控制

纬纱自动修复是一项比较先进的功能，实现起来有比较大的难度：一是实现该功能的机械比较复杂;二是实现该功能的控制工艺比较复杂;三是该功能由于纬纱的质量情况会造成修复失败，因此必须能够对修复过程做出比较完善的监控，当修复失败时及时停止进一步动作，并给出相应的提示信息，以免造成织物出现瑕疵。这项功能的织机执行动作顺序如下:(1)探纬系统在检测到纬纱故障时，供纱侧的电子剪刀不动作，使故障纬纱与储纬器上的纬纱保持连接；(2)储纬器的挡纱销提起，释放出一定数量的纬纱，这时开启吹起喷嘴将纬纱吹高，然后开启抽气电磁阀将吹上来的纬纱吸进导纱器；(3)织机停止在300°；(4)织机继续反转，停止在180°，织口张开到最大，故障纬纱已经脱离织口；(5)电子剪刀动作，割断与储纬器连接的纬纱；(6)卷线电机将故障纬纱抽出送至储纱箱；(7)织机反转到30°，自动启动运转。

四、网络化

网络技术在喷气织机上的充分应用，带来了管理上的巨大便利。通过织机之间，织机与电脑之间，电脑和因特网之间的联接，可以方便地采集生产数据并制作成图表或报表，并在办公室监控织机设定运行参数，可以方便地查询零部件并下订单，可以足不出户的让织机制造商进行远程诊断或提供技术支持等。这一切在织造厂将越来越多的成为现实。