無梭織機的現狀及發展趨勢

隨著紡織工業的發展和世界經濟一體化新環境的到來，產品生命周期的縮短，以及新型纖維材料的廣泛應用，中國處于紡織工業現代化的重要階段。大批新興的紡織企業正依靠科技進步,參與了當前激烈的市場競爭,競爭的焦點是產品結構的調整、產品檔次和品質的提高。而使產品上檔次的根本捷徑是加快織造行業技術進步的步伐,擁有行業的核心技術,才能提高行業快速反應能力,提高產品的附加值。當今國際流行的五大紡織技術中,過程應用計算機化、紡織機械機電一體化、紡織技術復合化、紡織產品高科技化四大技術涉及織造行業,新型無梭織機則是四大技術體現的典型領域。中國無梭織技術的應用現狀一、各類織機和劍桿、噴氣織機據不完全統計,截止到2005年11月,我國現有各類織機約189.58萬臺,其中有梭織機約109.5萬臺,有梭棉織機約103.5萬臺,無梭織機約80.08萬多臺,其中劍桿織機12.88萬臺,簡易的GA74系列劍桿織機41.5萬臺,噴氣織機9.5萬臺,片梭織機約1萬臺,噴水織機15.2萬臺。無梭織機率為26.05%(如含GA74系列劍桿織機則為42.24%)。圖1為2005年度各類織機百分比圖,圖2為劍桿織機、噴氣織機各年數量圖(萬臺)。10年來我國織造行業無梭化進程發展迅速,特別是近5年來簡易的GA74系列劍桿織機發展迅猛,無梭織機和有梭織機機臺比率已接近為0.73∶1,當量產量比率已為1.26∶1(以公稱筘幅180cm,無梭織機平均轉速350r/min,GA74系列劍桿織機轉速180r/min、有梭織機平均轉速150r/min計),可見無梭織機已占主導地位,特別是無梭織機中的高檔、中高檔進口和國產織機,其當量產量可占無梭織機的2/3,完全可以開發生產各類高檔和中高檔織物。二、高水平生產能力仍需提高織造行業經過行業結構調整和體制調整,民營企業已占2/3以上比重,沿海蘇、浙、魯、閩、粵地區無梭織機已占據國內使用的主導地位,產品對市場適應能力已大大加強。但綜觀全國還是以中低水平生產能力居多,高水平生產能力不足,產品長年沒有改變,配套化、系列化水平很不夠。隨著行業面臨的機遇與挑戰,競爭的焦點將是新穎纖維材料的應用、產品檔次和品質水平的提高。但要做好產品檔次的提升,除了提高自身知識素質外,裝備的更新和現代化信息技術應用是必不可少的。三、無梭機技術的應用現狀(1)國產保鮮劑總產能分析我國現有各類無梭織機已80多萬臺。最近幾年來,平均年進口各類無梭織機約2萬~3萬臺,中高檔無梭織機在每年增量接近的狀況下,進口總量呈逐年遞減趨勢,說明國產中高檔無梭織機自給量正穩步增長,國產自主生產的無梭織機年均產能已可達到3萬~4萬臺以上(不含簡易的GA74型劍桿織機)。但應該看到,國產無梭織機大量使用的還是簡易型劍桿織機和各類噴水織機,國內織造行業技術進步急需的高檔機電一體化的劍桿織機和噴氣織機還主要依靠進口,對需求量大的國產中高檔劍桿和噴氣織機,除噴氣織機尚處于市場認同階段外,已基本能自給滿足。(2)進展之三:棉、毛、絲、麻除噴水織機僅適用中檔次以下的疏水性化纖類織物外,現代片梭、劍桿、噴氣3種織機均能適用不同檔次棉、毛、絲、麻短纖類織物及差別化化纖織物的生產。片梭織機和劍桿織機由于采用鉗住緯紗積極式引緯,相比較噴氣織機緯紗自由端飛行的引緯方式,緯紗張力易于控制,就品種適應性與高品質產品而言,優于噴氣織機。但近年來隨著國外噴氣織機的品種適應拓寬,高速高產是其優于上述二種織機的特點。(3)采用片梭織機織制品片梭織機就其品種適應、實物質量、單機效率、配件及回絲消耗、能耗、占地面積等方面綜合指標而言,均無可非議,但是一次性投資實在太大,國內適織的高檔產品太少,以致投入產出的性價比很低,至今,國內引進總量也僅約1萬臺略多,部分尚是二手設備。國內某軍工企業雖以技貿結合方式引進了制造技術,但推廣使用受到企業經濟承受力的極大約束。企業如有適銷對路的高利產品,還貸能力強,選用片梭織機在技術上是無風險的。技術力量雄厚企業,尚可選用使用年限不長的二手片梭織機,選取以幅寬360~390cm同時織雙幅的機型較為經濟,國內有一定的范例。目前,國內眾多原片梭織機織制產品領域已逐步為劍桿織機和噴氣織機所替代,但幅寬4.6m以上織物,特別是產業用織物,只能優選片梭織機。噴水織機特點是高速、低投入,適應疏水性織物,因其產品有一定局限性,且產品市場周期波動性較大,本文不擬作評述。該類織機國內已有數量不少,除引進外,國內生產制造技術也已十分成熟,年產能力可達2萬臺左右,配套器材齊全,近年來產品系列并有所拓寬。噴水織機在歐美發達國家上世紀80年代起已不使用,亞洲日本、韓國、我國臺灣地區的生產,特別從上世紀90年代初都大量向我國沿海地區轉移。在我國,只要有關部門能對其工藝衍生物的環保問題切實重視和有所要求,噴水織機使用定會受到較大限制,市場對其使用會有合理的定位。鑒于我國還處于發展中國家,地區間經濟實力和消費能力差異還是很大,中低檔合纖類織物有其一定的終端市場,該類織機尚可用于生產其他諸如服裝輔料和價廉的消耗類織物等,一些沿海地區也已有把二手噴水織機作為設備投資移向他國生產的現象。(4)適應低碳經濟要求的新型無梭織機的發展上述對片梭織機和噴水織機的看法,一定程度縮小了國內無梭織機的選擇范疇,針對我國國力和近20多年來的實際應用狀況,也已證明劍桿和噴氣兩種織機是我國無梭織機應用的主導織機。前者品種適應能力強,后者產量高,特別是采用多種新技術后,單位產量能耗有所下降。根據我國既定的織造技術改造路線是按產品要求分檔次、分層次改造;因此發展無梭織機應該用于生產適銷對路的產品,根據產品的檔次,選用相應層次的機型。我國通過技貿結合和技術引進等不同方式,多家單位已引進兩種織機的制造技術,自行研制眾多不同檔次的劍桿織機和噴氣織機,特別是中高檔次的劍桿織機制造技術歷經20余年的發展已十分成熟。筆者認為,經過十幾年來市場實踐,重點宜發展國產中高檔次的織機,少量引進先進的高檔次織機。目前，國內外劍桿編織機和噴霧機的技術和發展趨勢一、新型鑄造裝備現時國外的劍桿織機和噴氣織機已完全是體現高速化、智能化、自動化、多適用化及可靠性高、故障率低的新型織造裝備。因此,如何選用不同型號的劍桿織機和噴氣織機以充分發揮各自織機的自身品種適用特長是我們面臨的重要課題。(1)sqc快速品種更換系統當前國外劍桿織機和噴氣織機的最高演示速度分別可達830r/min(170cm)和1520r/min(190cm),最大入緯率分別可達1500m/min和2500m/min以上;均可配用SQC快速品種更換系統。以微處理器為核心的高性能工業計算機控制和新型驅動技術的結合,以及各種新型傳感器在織機上的應用,使劍桿織機和噴氣織機實現了自動化和智能化。應用的主要體現是對織機實時監控、運動機構電氣化、生產管理自動化三方面。監測和顯示工藝a.劍桿織機和噴氣織機普遍應用微處理機監控,可對設備的運行情況和各項工藝參數進行監測和顯示,并可實行雙向通訊。b.絕大部分織機采用了CAN—BUS現場總線技術,提高了通訊功能和可靠性。進展之一:高速織造布色機,控制緯紗張力,降低耗氣量a.近年對織機主電機大多進行數字化控制,使織機主傳動納入控制系統的控制范疇。各廠商采用的技術主要有:開關磁阻電機、同步可變磁阻電機、獨立變頻電機、交流伺服電機等各種變速電機。c.普遍采用緯紗張力控制技術(程控緯紗張力器):劍桿織機和噴氣織機在引緯時會產生緯紗張力峰值,以至高速運轉時引起緯紗斷頭。在儲緯器出紗端安裝由步進電機控制的緯紗張力制動器,以緩和引緯過程的張力變化,能明顯降低緯紗張力峰值,從而適應高速織造要求。d.對噴氣引緯過程進行精確控制:控制系統對引緯過程實施閉環控制,使引緯過程更精確,實現緯紗低張力柔和引緯,同時能降低耗氣量。e.優化氣路設計:采用新型的主、輔噴嘴,提高了氣流的集束性,降低了氣耗。水平風速織機b.工業網絡技術是劍桿織機和噴氣織機計算機技術應用的更高一個層次,國外的高端無梭織機絕大部分都具備網絡和織造管理功能。以太網、CAN總線、甚至光纖通訊等組成局域網,可以實現劍桿和噴氣織機群控,管理人員能夠方便地查詢各種織造生產數據、織機運行狀態;織機之間能互傳工藝數據;對發生故障的織機進行遠程診斷、處理問題;通過Internet可以實現遠程通信。這些技術在國外的劍桿織機和噴氣織機上已經具備。機電一體化和信息化提升了劍桿織機和噴氣織機的整體水平,由于對織機實現了實時信息控制,為設備的監控提供了更精確的數據信息,織機的控制更方便,織機性能更優越,結構更簡單。(3)織機機構運動織機是單機自動化程度最高的機種,運動機構復雜,配合要求高,以往只能用復雜的機械系統來實現織機各機構運動;當今織機的運動機構已廣泛采用機電一體化裝置,運動部件絕大部分電氣化,部件專業生產,并大都可通用組合安裝,提高了精度,降低了成本,縮短了供貨周期,保證了織機性能。二、劍桿織機織機在無梭織機中,劍桿織機是織制中小批量、品種翻改頻繁的花色織物通用和最可靠的織機,價格比片梭織機低廉。近年來,隨著引緯機構的優化設計,引緯線速度提高,而加速度的變化卻可比較緩和;劍頭構造可適用于不同原料和結構的紗線,德國Dornier(多尼爾)機型積極式劍頭結構在0.7~3300tex之間可不需調換劍頭。劍桿織機加工織物的范圍,可從中厚織物到輕薄織物,從服飾面料到裝飾、產業用織物,從單層織物到毛圈及雙層起絨織物,從單經軸織物到多經軸及經軸和經軸架組合織物,幅寬已達4.6m(特種產業用織機可達12.5m)。現今國外高檔劍桿織機由于機電一體化的高度應用,已實現了自動化和智能化,對織機進行了實時信息控制,提升了劍桿織機的整體水平。劍桿織機的最高入緯率已突破1500m/min,緯紗的選色最多可達16色,品種適應能力方面至今還是其他幾種無梭織機不可比擬的。劍桿織機入緯率在無梭織機中雖不是最高,但以其功能完善、品種適應性廣、不同檔次劍桿織機選用充沛、特別是國內中高檔劍桿織機制造技術已較成熟、性價比好等特性,在銷售總量上一直居于無梭織機前列,預計今后劍桿織機的銷售數量還將繼續擴大。(1)適應未來市場發展需要的產品我國自上世紀70年代中期首次引進闊幅劍桿織機用于織造毛毯以來,至今已擁有11個國家和地區25家廠商近70余種不同型號的劍桿織機近7.78萬臺。近年來,每年尚以0.5萬~0.8萬臺的數量繼續引進,廣泛應用在服裝、裝飾面料、家用紡織品、領帶、商標及特種工業織物等領域。雖然引進劍桿織機型號眾多,但引進數量比較集中的還是意大利Somet(舒美特)、Smit(斯密特)、Vamatex(范美特),比利時Picanol(必佳樂),德國Dornier,瑞士Sultex(蘇爾壽紡織)等西歐廠商產品。近期幾種主要進口高檔劍桿織機機型的技術性能對比見表1。(2)國內劍桿織機生產、應用及發展現狀當前我國已擁有各類劍桿織機共約54.33萬臺,其中進口劍桿織機7.78萬臺,簡易GA74系列劍桿織機41.5萬臺,國產中高檔劍桿織機制造能力已可達1萬臺/年以上。國內研制生產劍桿織機起步于20世紀60年代后期,主要以法國SACM(薩西姆)公司MAV型剛性劍桿織機為研制參考機型,在棉、毛、絲、麻(黃麻)行業的原有梭織機上進行改型。70年代末至80年代初期,改造定型的工業用、色織、絲織剛性劍桿織機已可批量生產應用,公稱筘幅為110~170cm,最高轉速也可達240r/min,國內對剛性劍桿織機引緯機構的理論研究已十分成熟,且具有一定深度。80年代初、中期,隨著國內劍桿織機進口數量增加,國內上海、西安、杭州、蘇州等地研制生產撓性劍桿織機的廠家也隨之而生,并且參考機型起點都較高。1985年,上海中國紡織機械廠和河南紡織機械廠分別與Smit公司和日本Toyota(豐田)公司采用技貿結合形式,合作生產兩公司最新的TP500型和LT102型撓性劍桿織機,首次開拓了我國引進當時國外高、中檔劍桿織機制造技術的歷史,從而使我國生產和應用劍桿織機進入了一個新的階段。數十年來,國內研制生產劍桿織機的廠商總數近50多家,現主要生產劍桿織機的廠商達30多家,由于零部件生產國產化起步較早,配套器材廠更多,基本已形成國產高、中、低3個檔次的生產線,特別是中檔、中高檔劍桿織機制造技術已非常成熟。根據織機的技術性能、入緯率及價格等因素,國產劍桿織機現可分成高、中高、中、低4個檔次(見表2,以公稱筘幅190cm計),已為市場所接受。2國內高、中、低等級劍桿織機的生產機電一體化和混合成員車速320~500r/min,有自動找緯與對織口裝置,主要分兩大類.高檔:國產高檔劍桿織機主要指國外獨資企業直接引進技術進行生產的機型,如上海意達公司的K—88型、蘇州必佳樂公司的GTX—Plus型、無錫達公司的E5X型,織機實用速度可在500r/min左右,展示速度可達550~600r/min,機電一體化采用了部分最新技術,這3種機型總體代表了國外90年代后期技術水平。此外,國內通過技術合作、合資或消化國外技術自主開發進行生產的機型,如新近上海太平洋機電(集團)公司的PG600型、上海中紡機公司的新龍型、廣東豐凱公司的CLASSIC—“經典”型,織機的器部件配置及機電一體化水平都較高,實用速度450~500r/min,展示速度也可達500~650r/min,并有一定的自己知識產權。上述機型中除中紡機的新龍型外,其余兩種機型還有待進一步批量應用的考驗。對中法合作生產的濟南魯思達公司的LSD—400型(即原瑞士Saurer公司400型第三代產品)剛性伸縮劍桿織機,雖然是國外90年代初中期技術水平,實用和展示速度都僅為400r/min,但以其品種適應性廣,織機性能好,特別經自主開發成適用于產業用織物的織機,已形成了自己獨特的市場。幾種主要機型的技術性能詳見表3。快速啟制動裝置車速在180~300r/min之間,配有快速啟制動裝置。這部分內容,作者在本刊2005年第5期《織造行業的技術改造和技術進步現狀及方向》一文中已有詳述,本文不另作闡述。電子織機主要采用電子材料a.電控系統普遍采用了單片機、PLC(可編程序邏輯控制器)、PCC(可編程計算機控制器)3種方式的控制系統,并正在開發多級高速CPU分散處理控制系統。b.織機上也普遍采用了電子多臂、電子提花、電子送經、電子卷取、電子選緯、電子儲緯器等先進的電子裝置,但尚未見到應用電子緯紗張力器、電子絞邊和電子剪刀。c.織機均采用高啟動轉矩的電動機,配電磁離合器和制動器作為主傳動。國內對同步可變磁阻電機的應用在個別機型已做探索工作。d.國產高檔劍桿織機采用的電子送經和電子卷取裝置,至今基本還是以引進為主。一些單位在采用交流伺服電機控制方面作了大量摸索工作,但成熟的國產電子送經和卷取系統的電機及其伺服包,至今尚未能市場化。三、噴氣織機應采用互聯網機械協議的形式長噴氣織機具有高速、高效、高質的特點,是織制批量大、品種翻改少的織物通用和可靠的織機,應用較多的是棉織物、牛仔織物、防羽絨織物、色織物、彈力織物、毛巾織物等,織制這些織物性價比高于劍桿和片梭織機。近年來,噴氣織機在無梭織機中是技術和應用發展最迅猛的機種,特別隨著機電一體化技術的高度應用,新型高速器材的配套使用,使集現代機、電、光、氣、儀技術一體化的噴氣織機特別在亞洲地區是引進應用最多的機種。近年國外噴氣織機最大幅寬已達5.4m,線速度可達2500m/min以上,智能化自動監控系統的應用,對織機實行了即時信息控制,借助互聯網絡系統,并可實行遠程遙控及傳輸。隨著噴氣織機引緯機構的新穎設計構思,緯紗的品種、纖度適用范圍也越來越大,緯紗的選色最多可達8色,織物的范圍,也逐步由一般服飾面料發展到裝飾類織物及少量產業用織物,并也已向毛圈織物和商標織物拓展。近來國外噴氣織機品種適用性已有相當范圍可和劍桿、片梭織機交匯替代,特別是中檔、中高檔批量大的以三原組織為基礎的坯布類織物,其高速制織能力是其他幾種無梭織機不可比擬的。(1)國內外噴氣織機的發展我國自1982年首次由上海科研機構引進12臺日本Tsudakoma(津田駒)公司ZA—200型噴氣織機用于試織有關品種以來,國內噴氣織機的研究對使用管道片單獨供氣和使用異形筘接力噴集中供氣的兩種噴氣引緯技術方有定論,至今已擁有6個國家近10家廠商約28種不同型號的噴氣織機8.6萬臺。國外噴氣織機在整體技術水平上,關鍵的主控制系統普遍采用32位計算機控制,對主噴、付噴、牽伸噴嘴和電磁閥等組成的織機引緯氣流控制系統、電子送經和卷取系統、開口系統等其他輔助運動系統能有效進行控制,能實時采集、監測、設定、調整各種工藝參數,具有故障診斷功能;通過互聯網、工業以太網、現場總線,可實現織機遠程聯網控制和管理。國內使用引進的噴氣織機最高轉速可達800r/min,工藝入緯率超過1500m/min,織機機電一體化程度高,可靠性好,近年來,每年尚以1萬~1.5萬臺的數量繼續引進,國內噴氣織機市場引進的份額占近85%,主要應用在服飾與家用紡織品面料等領域。雖然引進型號眾多,但引進數量比較集中的主要還是Tsudakoma、Toyota、Picanol3家公司產品,也引進了Somet公司、Dornier等公司產品。幾種主要噴氣織機的技術性能對比見表6。(2)國內外噴氣織機技術開發方面與國外相比較國內研制生產現型(采用異型筘、集中供氣、接力噴)噴氣織機起始于上世紀80年初期(研制噴氣織機要追溯到上世紀60年中后期),現今已有經緯咸陽、上海中紡機、沈陽宏大3條從日本引進技術、技貿結合方式的中高檔生產線及獨資的(蘇州)必佳樂公司一條進口中高檔生產線;自主研制生產噴氣織機的廠家約20家,已可批量生產供貨的有近10家。國內現型噴氣織機按綜合技術性能、車速、售價等因素,和進口噴氣織機相比,可分中高、中兩個檔次。①中高檔次噴氣織機的生產,主要是指通過從國外引進技術或國外獨資企業直接引進技術進行生產的機型,如:經緯咸陽JWG—1752、1758型、上海中紡機JAT—600型、沈陽宏大LA—622型、蘇州必佳樂公司OMNI—Jet型產品;中檔次噴氣織機則是指通過消化吸收國外織機技術,結合國內實際狀況自行研制生產的機型,如:上海中紡機GA—718型、無錫絲普蘭SPR—700型、江蘇萬工WG—2000型、浙江泰坦TT—800型、浙江日發RFJA10型、青島引春YC—425型、青島紅旗JA—11型、蘇州紡機ASGA—701型、無錫龍力LL—880型、石家莊紡機SGA—211型、廣東豐凱KT2000型、陜西普聲PS—109e型等。兩類機型總體接近國外20世紀90年代中期技術水平,國產中高檔和中檔噴氣織機差別僅在于關鍵部件的國產化程度多少,綜合性能及車速差異不是很大,按現今市場接受的性價比來看,每臺15萬元左右的中檔噴氣織機會成為國產噴氣織機應用的主流機型。低檔次在原有梭織機上進行改造的噴氣織機除90年代初期生產些許,市場已很罕見。②由于現型噴氣織機研制開發起步較晚,國內電子電控器件質量穩定性及可靠性和國外相比尚有一定差距,故中高檔噴氣織機由于進口組件多,特別是電控部件,制造成本較高,無銷售優勢。從目前市場情況看,85%以上部分噴氣織機都是進口,國產中高檔噴氣織機性價比是影響推廣應用的主要因素。③國內近年研制噴氣織機整機及部件生產廠商眾多,技術發展迅猛,主要得益于國內電氣控制系統的發展。目前關鍵的核心部件——控制系統的開發、生產,如奧地利貝加萊公司的PCC技術電控系統、經緯咸陽引進Tsudakoma技術的的電控系統及最近與美國Danaher合作開發,擁有自主知識產權的電控系統、北京中科遠恒科技有限公司的電控系統、陜西長嶺紡電的電控系統及無錫(瑞典)艾洛公司電控系統等都具有較高的技術水平,均已和主機制造單位配套,但可靠性和穩定性還有待批量一定時間的運轉考驗后認可。④國內近期自主研制生產的噴氣織機在關鍵技術上已有所突破。江蘇無錫絲普蘭噴氣織機公司SPR—700型噴氣織機電控系統,采用了多CPU控制技術,在國內還屬首創,使織機的可靠性和穩定性有了較大程度的提高,整機外形的設計結合了國情和人機工程學設計理念,在機械和能耗設計方面獲得了多項發明專利,擁有多項自主知識產權,樣機展示速度可達1000r/min,實物質量可和國外高檔噴氣織機相仿,但性價比大大高于國外織機,社會效應良好。和眾多國內其他中檔噴氣織機一樣,一旦關鍵的核心技術突破,這些擁有自主知識產權新型國產噴氣織機的面世,必將打破噴氣織機長期依賴進口的局面。⑤國內噴氣織機配套件水平的提高也為噴氣織機快速發展提供了物質基礎。如綜框、異型筘、主噴嘴、輔噴嘴、開口裝置、部分電控線路板等,雖然在技術水平和質量上尚不及國外產品,但已能基本滿足使用要求,且價低、供貨及時,只是電磁閥一時還難以批量完全替代進口產品。四、進口器材的配套劍桿織機和噴氣織機配套用的開口裝置、鋼筘、鋼片綜、停經片、綜框、刺軸、劍帶、劍頭、噴嘴、電磁閥、電子儲緯器、電子緯紗張力器等配套器材,經過近20年來的努力,特別是通過國家“八五規劃”,在引進無梭織機制造技術時,同時配套引進器材制造技術,使我國上述器材在近十幾年來,從品種規格、產品質量等方面,已和國外產品縮短了距離,絕大部分已能自給配套。但也應看到,鑒于國內基礎工業緣故,雖然配套器材已門類齊全,但和國外品牌產品,特別是復合材料和電子產品還是有一定差距,特別是高檔高速劍桿和噴氣織機,用戶基本還是采用全進口器材配套。近期大提花開口裝置在劍桿織機和噴氣織機的應用也有較快發展趨勢,特別是南方一些企業,因此,熟悉和了解開口裝置對產品的開拓十分必要。國內外多臂設備高速電子多臂機上世紀90年代以來,國外多臂開口裝置現多采用偏心驅動器旋轉式運動原理,每片綜框均有偏心輪單元無間隙傳動;電子閱讀機構,可機上編程,十分方便,最大循環數為6400~12800緯,實用速度可達600~650r/min,最新型號的無梭織機通用型高速電子多臂機,車速可達800r/min以上。國內獨資的史陶比爾(杭州)精密機械電子有限公司、意大利Fimtextile(費姆泰西利)公司,已分別在國內批量組裝2650型和5S型高速旋轉式電子多臂機,配套供應國內獨資和其他廠商生產的國產高檔劍桿織機。瑞士St妘bli(史陶比爾)公司、Tsudakoma公司于2003年展示了單獨伺服電機直接分別驅動各頁綜框的16頁電子開口裝置。國外主要踏盤、多臂開口裝置廠商系列產品性能詳見表7、表8。消極式機械多臂機國內以江蘇常熟紡織機械廠有限公司為代表生產的國產系列多臂裝置產品:其機械式多臂裝置與國外上世紀80年代中、后期的同類產品性能相仿,目前,制造和應用技術都已十分成熟。積極式機械多臂機國內覆蓋面可達80%以上,設計車速為400r/min以上,實用工作速度可達350r/min;消極式機械多臂機主要配置在國產中、低檔劍桿織機上,覆蓋面達60%以上,速度可達250r/min。近年來,國產旋轉式電子多臂機也已批量研制生產,并應用于各類國產中高檔及高檔劍桿織機上,設計車速為550~600r/min,實用工作速度也已達400r/min以上。關鍵元件采用流水線專業生產和檢測,使產品可靠性得到較大的提高,有較高的性價比,可選配手持式編程器,方便紋織數據的傳輸和更換。引進技術的GD—50型消極式高速機械多臂機已可配置在國產中高檔噴氣和噴水織機上。國內外電子花不了upshed型電子提花機自英國Bonas(博納斯)公司于1983年首次推出第一臺應用積極式電磁閥選針原理的電子提花機以來,St妘bli公司、德國Grosse(格羅斯)公司等均推出各自公司的系列電子提花產品,選針原理類同。目前,最大針數可達到24192針(Grosse公司的EJS—4型),最大循環數可達到20000000緯(St妘bli公司CX860型—1344針),最高工作速度可達1000r/min。Grosse公司于1999年首家推出了Unished型電子提花機,該機采用了“雙穩態元件”的平彈簧,提綜和回綜均為積極式,取消了通絲,直接用針鉤帶動綜絲,是一種完全真正創新的提花機,可直接裝于織機墻板上方,體現了極高的技術水平。國外先進的電子提花機網絡系統,可使生產車間中各臺提花機和中心控制室的中央電腦之間實行雙向通訊聯接,操作者在中心控制室就可以隨時編排或更改任何一臺提花機的工作狀態和花型,并監測和記錄每臺提花機的運行數據等。國外主要電子提花開口裝置廠商系列產品性能分別詳見表9—表11。高效電導率測試儀器國產電子提花機產品設計起點和技術含量均較高,已有多家廠商批量研制生產具有自主知識產權、關鍵技術和部件獲國家專利的高速電子提花機,如江蘇常熟紡織機械廠有限公司的GT511—II型、浙江舟山弘通精密機械有限公司的CCJB型、浙江奇匯電子提花機有限公司、山東煙臺宋和宋科學技術應用工程有限責任公司、浙江樂清中紡劍頭有限公司、浙江大學經緯自動化有限公司等,其中有包括和國外技術合作的產品,選針原理類同。舟山弘通公司的CCJB型電子提花機,針數1344~10752針,是目前國內自行設計制造的最大紋針數的高速電子提花機,處于國內領先水平。最高轉速可達600r/min,可和各類中高檔無梭和商標織機配套。(2)劍桿織機和噴出織機主要支持設備國內鋼與進口粘合劑的性能對比為適應高速、寬幅、高密的要求,劍桿織機和噴氣織機用鋼筘普遍采用鋁合金筘梁、金屬扎絲及高強度粘合劑等新材料和新工藝,以達到強度高、筘面平整、筘眼均勻的要求。目前,國內生產的鋼筘與進口件相比存在的差距主要是:鋁合金筘梁(特別是闊幅)、筘片用的不銹鋼帶等,尚不能完全做到國產化;同等使用條件下,國產環氧樹脂粘合劑強度低于進口粘合劑。噴氣織機用異形筘,除少數高速、高密特殊需要筘外,基本已可用國產異形筘替代。發展鋼片綜眼結構鋼片綜、停經片的生產主要還是材質、熱處理、表面后處理、綜眼光潔度等問題,特別是鋼片綜的生產要求更高。國內生產的碳鋼材質產品基本已可以做到自給,并已和國產無梭織機大量配套;但不銹鋼材質產品和國外產品尚有距離,絕大部分還需進口。當前,國外鋼片綜的綜眼結構總的發展趨勢為改變傳統的綜眼與綜片的角度,減少經紗摩擦,增加鋼片綜密度。國內部分廠家亦對其產品角度做了不同程度的改變。國內鋼片綜幾何形狀及尺寸精度仍需提高,進一步采用新的拋光工藝,降低鋼片綜,尤其是綜眼部位的粗糙度,以縮小和國外產品的差距。碳素纖維及輔件材料等材質熱為適應高速運轉,綜框對橫梁、穿綜桿材質、平直度、制造工藝、充填吸音防震材料及輔件等材質均有很高要求。國外幾家廠商近年已推出適應高速的最新“超輕”橫梁材料,采用碳素纖維及玻璃纖維增強塑料制成,壽命長、重量輕、強度高。國內產品在新型材質應用方面,鑒于國內基礎工業較差的緣故,和國外相比尚有一定距離。針刺密度一致性技術邊撐刺軸是控制織口位置十分重要的器材,對織機而言,織口位置的控制尤其重要。刺軸零件細小,但加工的精度、光潔度要求很高,針刺密度一致性要求高,并且規格系列繁多。通過“八五”期間技術改造,國內對刺軸產品基本可做到自給。目前,除引進時隨機一次性配套外,對翻改品種和作備件用刺軸(除特種織物外)一般都已采用國內采購方式。復合劍帶材料在增強骨架材料中的應用劍桿帶是劍桿織機的關鍵器材,屬于易損件。國外撓性劍桿帶根據材質基本分復合型劍帶和碳素纖維型劍帶兩大類(鋼帶類織機除外),綜合性能好,使用壽命長,但加工工藝要求高,價格也較貴。撓性劍桿帶主要由多層不同纖維和織物作劍帶的增強骨架材料,用環氧樹脂作基體熱固復合而成,要求具有良好的抗摩擦、耐疲勞等性能。國外用于復合型劍帶增強骨架材料織物的纖維有聚四氟乙烯、碳纖維、高強低延伸的滌綸3種,根據不同型號把用3種纖維織造的織物多層交替用環氧樹脂熱固復合制成劍帶板材,再根據劍帶的尺寸進行剖裁后加工成形。國外劍帶在纖維材料、加工工藝上占有較大優勢。國內劍帶綜合性能和國外相比還是有較大差距,主要是增強骨架材料——織物用的纖維材料,國內幾乎是空白,有的是民品用纖維,達不到工業用纖維的性能要求;有的國內廠商采用進口劍帶板材,再加工成形,可滿足不同層次用戶要求。碳纖維粒子/抗耐磨性涂層和劍桿帶一樣,劍桿頭是劍桿織機的關鍵器材,也是屬于易損件。劍桿頭產品基本分為注塑(含一定比例的碳纖維粒子)鑲嵌金屬型和全輕質合金表面抗耐磨涂層處理型兩大類,要求表面光潔、耐磨、使用壽命長。國內劍桿頭研究生產已有近20年歷史,特別是隨著20世紀90年代劍桿織機的大量應用,劍桿頭生產發展極快,各機型用劍桿頭系列完整,絕大部分可替代進口產品,也已向國外出口。國外汽車用紡織品噴氣織機用主噴嘴和輔噴嘴(包括延伸噴嘴),經過十幾年的研制開發,國內制造廠商較多,產品系列也較完整,但和國外產品相比有一定距離。在一般使用條件下,基本可選用替代國外同類產品,新穎高速噴氣織機用戶還是選用進口產品。國產電磁閥研制廠商較少,和日本、瑞士等國產品相比,鑒于國內基礎材料的原因,產品性能尚有一定距離,特別是啟閉時間的一致性方面。在車速不是很高的條件下,已可替代使用。電子儲備箱劍桿儲緯器國外無梭織機基本上都配置IRO—ROJ公司、L.G.L電子公司這兩大廠商的儲緯器產品,均采用交流變頻電機驅動,并有很多品種和系列,以適應各種機型的需要。IRO—ROJ公司最新的劍桿儲緯器型號為Luna—X2、Chrono—X2型,采用了永磁馬達、PWM技術、CANBUS通信技術,產品性能更可靠,電能節省,使壽命更長。兩公司最新噴氣、噴水織機用ROJ—SUPER—ELF—TD型和SIRIO—JET—DSR型儲緯器,儲緯器前方均裝氣圈破裂器,以適應緯紗高速退解的要求。儲緯量和斷紗檢測國內劍桿和噴射織機儲緯器最大入緯率分別可達1400和1800m/min,紗支適應范圍廣,紗圈之間的間距連續可調,可S/Z正反向轉換,采用光電傳感器控制儲緯量和斷紗檢測。國產儲緯器已能年產數萬頭供主機配套,特別是中高檔國產劍桿,生產和應用成熟度均較高,市場競爭也十分激烈。調整溫度和張力電子緯紗張力器分劍桿織機用和噴氣織機用兩種,該裝置用在高速織機上,主要解決高速引緯時出現的緯紗張力峰值問題,以減少引緯時的斷頭,特別是纖細與低強度緯紗引緯過程中,起調節速度和張力之用。該裝置最新結構通過步進電機,根據一個循環內緯紗張力的變化狀況,設置控制程序,使電機軸定時往返運動,通過擺桿制動緯紗起到補償緯紗張力的作用。該裝置國外一般是由儲緯器廠商生產,價格較高。國內可能由于入緯率不是太高,所以大部分沒有使用。隨著織機速度的提高,電子緯紗張力器將會被逐漸采用。國產儲緯器生產廠商應進行緯紗張力器開發研制,以適應織機高速的需要。(3)減少停機時間,提高產量隨著紡織品生產批量愈來愈小,更換產品的周期加快,為此減少停機時間、提高產量的要求日益受到織機制造廠商的重視。國外織機制造商們都已經普遍選用快速換批系統,縮短了經紗及品種的更換時間。快速交換系統的時間概念換批時間是以整個織造過程的5%計算的,在展覽會展示期間,其更換時間往往可在20~30min之間,實際應用時間會長一些。托持經軸與綜框的運行設備快速換批系統操作程序涉及到經紗準備工序的變換,包括連接停經裝置的停經片、綜絲以及鋼筘等,而這些工序都是在織機之外完成的。因此,還需要配套一種能夠托持經軸與綜框的運載設備,以便于在織機上更換經軸。當然,織機本身也要為該系統配套設有各自專用的裝置。快速換批系統已面世10余年,確實能較大程度地提高生產效率,但進口價格較高,國內極少引進。鑒于該系統主要裝置是運載車,國內完全有能力可以由運載車專業制造廠和織機制造廠一起,共同自主研發結合國情的快速換批系統系列產品,相信在一定的性價比前提下,必有商機。關于劍桿織機和噴霧機的選擇一、適用于劍桿織機和噴霧機的品種適應性(1)劍桿織機的選集適應性(2)織物結構方面噴氣織機的適用范圍主要是面大量廣的坯布類織物,近年來隨著噴射技術的突破,也已涉及色織、裝飾、起圈類織物領域,高速高產以量取勝是其優于片梭和劍桿織機的特點。由于噴氣引緯是依靠噴射氣流對緯紗的摩擦將紗引入,因此對花式紗線、緊捻紗、低強弱捻紗、低特紗(80S以上)就不太適宜,易產生織疵,粗支紗耗氣大。二、劍桿織機與噴霧機的選擇可按產品不同檔次分層次選用劍桿和噴氣織機。(1)r/min標準根據國產化成熟度,重點擬應用國產中高檔、高檔劍桿織機,實用車速范圍可為320~500r/min,也包括車速300r/min左右、帶自動找緯、對織口裝置、性價比高的中檔劍桿織機。車速300~400r/min、價格8.5萬~15萬的中檔、中高檔劍桿織機會在相當一段時期內是使用的國產主流劍桿織機。對高品質產品可選用引進的高檔劍桿織機。(2)噴氣織機的市場展望國產噴氣織機的市場雖還沒有完全形成,但國內噴氣織機的巨大市場份額已吸引了國內眾多廠商積極投入噴氣織機的研制,可以預期,隨著織機關鍵的核心部件——電控系統早日全部自給,國產噴氣織機的生產與應用必會有一高潮期。即時,市場經過對相應產品的優勝劣汰也必有一合理的價格定位。對發展噴氣織機,近期可引進高檔次的機型,重點發展國產中高、中檔次的機型,實用車速范圍可為450~650r/min,技術成熟時也可向色織和其他領域拓展。三、流無刷電機電子送經和卷取控制方案電子送經和電子卷取裝置保證運轉中具有最精密的緯密和恒定的經紗張力,最大程度地降低了開車痕產生的可能,近10年來的國外高檔劍桿、噴氣織機均已作為標準配置。國外劍桿織機的電子送經和卷取系統采用交流伺服電機、步進電機加驅動伺服系統、開關磁阻電機、直流無刷電機4種控制方案;噴氣織機的電子送經和卷取系統多采用交流伺服電機、也有采用開關磁阻電機二種控制方案。從價格和技術性能來說,直流無刷電機價格略低,但變速性能和速度精度不如交流伺服電機。國內劍桿織機的電子送經和卷取系統普遍采用步進電機加驅動伺服系統、交流伺服電機、力矩電機等幾種方案,但是作選購件(尤其是電子卷取),由用戶指定。需要指出的是國產中高檔劍桿織機如實用車速在400r/min以下,則完全可選用性能可靠、技術成熟的各種機械式送經和卷取機構,不必采用價格較之昂貴的電子機構。噴氣織機的電子送經和卷取系統多采用交流伺服電機。國內一些單位在采用交流伺服電機控制方面作了大量摸索工作,并取得較快的發展。但成熟的國產電子送經和卷取系統的電機及其伺服包,特別是送經量變化范圍大的劍桿織機電子送經裝置,至今還尚未能市場化。四、前后道設備配套提高劍桿織機和噴氣織機的效率是一個系統工程,織前準備工序的質量指標控制至關重要,除對原紗質量有一定指標要求外(最好采用經自動絡筒工序后的無疵無結紗),紗線毛羽、絡筒質量、經緯紗張力、上漿質量等各道工序參數都應把關,前、后道設備配套應注意產品檔次的整體化,這樣才能保證劍桿織機和噴氣織機的效能。國產主要準備機械:隨著自動絡筒機制造技術的引進,電子技術應用的成熟,機、電、氣、液一體化加快了對整經機和漿紗機質量保證體系的技術滲透,特別對自動檢測、自動調節裝置一般都選用進口部件;國產絡筒機、整經機、漿紗機的生產制造技術已較成熟,一般使用條件下,準備機械可以用國內配套。應用探索新工藝和新技術:適用各種小批量、多品種、大卷裝、高速劍桿織機和噴氣織造要求的幾種新準備工藝路線,如整經工序“染色經軸的松式整經”、漿紗工序“預濕上漿”、“松式經軸上漿”、“涂敷上漿”、國外漿紗機經軸退繞方式、環保漿料的應用等。五、紡織機械的進口主要考慮價格二手織機畢竟是使用一定年限的設備,因此對其選用應十分慎重,對選用的機型應十分了解和熟悉。筆者認為:(1)對進口織機必須十分了解和熟悉其機型、生產年份、使用時間、織制產品情況(如織厚重織物機器易磨損,就不宜選用)等,再實地考察并綜合考慮價格情況。一般來說,歐洲廠商產品運轉時間可考慮略長一些,亞洲廠商產品因材質因素,運轉5年以上的產品就不宜考慮。(2)對二手紡織機械的進口,國家有關四部委曾聯合發文,嚴格控制進口,主要還是考慮對用戶負責。(3)鑒于國產中高檔劍桿織機和噴氣織機的價格相對較低,對于運轉相當年限的國外同類織機,價格就不一定具有優勢。當然,如作為外方設備投資則另當別論,但合資方也應考慮切實保護自身的利益。針對中國劍桿織機和噴霧機的一些看法一、在國內應用現狀下,織機的選用應符合國綜上,我國未來無梭織機的應用主要為劍桿織機和噴氣織機,兩種織機究竟以何種織機為主,是近期市場探討的熱點議題。我國歷經了上世紀80年代中葉、90年代中葉兩個劍桿織機應用高潮段,現今劍桿織機的制造和應用技術都已十分成熟。而噴氣織機隨著近年該機種織制品種范圍的拓寬,一些新技術的應用,現正處于國內應用高潮段。國產噴氣織機的制造已處于控制系統的攻堅階段,一旦控制系統的穩定性和可靠性達到用戶認可,相信國內劍桿織機和噴氣織機的市場會隨產品結構的要求有一個重新定位、平衡的過程。但鑒于兩種織機引緯及對緯紗張力控制方式的不一,因此,織機的選用隨織制品種而異,絕不會出現劍桿織機或是噴氣織機一統國內無梭織機市場的現象。對劍桿織機和噴氣織機的選用,完全在于市場對面料選用的定位,這同歐美和亞洲市場對面料選用的理念不同有關。市場對面料的要求決定了劍桿織機和噴氣織機不同檔次的存在,“商品存在有其合理性,同時并存有其各自的特點和互補性”。根據我國的國情和經濟實力,國產中高檔、中檔劍桿織機和噴氣織機將來會成為市場的主流織機。二、是否可以用簡易型劍桿織機替代現有織機隨著國民經濟的總體實力增強,為避免若干年后又面臨低檔次無梭織機改造問題,中高檔和中檔無梭織機應是我國新型織機發展的主流織機。作為自身基礎條件較差,產品質量無一定保證的簡易型劍桿織機在一定范圍內可以搞,但絕不是我國新型織機發展的主流織機。該類劍桿織機至今已有40多萬臺,幾乎占織機數量的近1/4,存在就有其合理性。綜觀近年市場,新增有梭織機用戶極少,且基本是老用戶,去年有梭織機產量不足0.5萬臺。織機新用戶幾乎都用無梭織機,相當一部分就會選用簡易型劍桿織機。特別近幾年,該類織機和有梭織機價格已十分接近,投資風險不大,但車速、噪音、看臺率、勞動強度等指標均較大程度優于原有梭織機。無論是作為過度機型還是自用,作為替代增量的有梭織機,簡易型劍桿織機倒不失為是一條很好的途徑。也不排除簡易型噴氣織機面世。以生產一些中低檔織物,適應不同市場的需用。三、織機開發的必要性國內研制現時的國產劍桿織機和噴氣織機已歷時20多年,引進技術或仿制改進的織機起點都較高,對劍桿織機和噴氣織機的理論研究也有一定深度,這為近10余年來我國無梭織機市場的迅猛發展奠定了良好的基礎。至今,國產劍桿織機除高檔外,不同檔次機型制造技術已十分成熟,應用范圍頗廣;國產噴氣織機亦已進入控制系統的攻堅階段,批量應用只待時間。除機電一體化程度、電子元件、特種復合材料等與國外產品尚有一定距離外,一般速度條件下應用,國內已可以自給。但應指出,主流的國產中高檔劍桿織機和噴氣織機,雖生產廠商眾多,然仿制機型趨同,勢必形成市場競價,不理性的競價甚至以降低部件質量為代價,影響使用壽命,于買賣雙方都為不利,這種市場弊病已經呈現,值得各方關注。我國引進織機的實際應用車速利用率約為80%,純短纖織造更低,這和國內纖維材料的物理特性有關,這是眾所周知較為一致的看法。筆者認為,自主開發適合國情應用車速(以短纖為例:300~450r/min)、立足國內自給、性價比高的國產主流劍桿織機條件具備,也十分必要,數家企業也已作這方面探索研制工作,并已有樣機試用;噴氣織機自主開發條件目前還尚欠缺。我國已是加入世貿組織的國家,開發自主產權的劍桿織機,需注意保護自己的知識產權,但也切莫招惹侵犯他人知識產權的麻煩,這些都有先例在先。四、噴氣織機染整加工工藝從西歐國家多家廠商織機技術發展狀況看,鑒于現型無梭織機五大運動機構中,在一定轉速情況下,四大