盧雨正 王鴻博 高衛(wèi)東

(江南大學(xué)，江蘇無錫，214122)

1 背景

在各種無梭織機(jī)中，噴氣織機(jī)具有高速、高效、高產(chǎn)、高質(zhì)、低噪、低振、自動(dòng)化程度高等性能優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過近20余年的發(fā)展，無論在織機(jī)車速、幅寬，還是品種適應(yīng)性等方面都有了長足的進(jìn)步。

2018中國國際紡織機(jī)械展覽會(huì)暨ITMA亞洲展覽會(huì)(ITMA ASIA+CITME 2018)上[1]，噴氣織機(jī)的參展商有國外知名的噴氣織機(jī)制造商，如日本津田駒公司、株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)公司(以下簡稱豐田公司)，比利時(shí)必佳樂公司(以下簡稱必佳樂)、德國林道爾·多尼爾有限公司(以下簡稱多尼爾公司)等，國內(nèi)有浙江日發(fā)紡織機(jī)械有限公司、無錫絲普蘭噴氣織機(jī)制造有限公司、青島華信機(jī)械制造有限公司、青島天一集團(tuán)紅旗紡織機(jī)械有限公司等企業(yè)均到場參展。

2 噴氣織機(jī)的發(fā)展趨勢

此屆展會(huì)國內(nèi)外多家生產(chǎn)廠商進(jìn)行了噴氣織機(jī)的展示，各個(gè)廠商不遺余力的對(duì)本公司的各類機(jī)型進(jìn)行了推廣，與以往的ITMA展會(huì)相比，此屆展會(huì)的噴氣織機(jī)總體而言呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：織機(jī)車速注重合理；品種適應(yīng)增加顯著；節(jié)能降耗關(guān)注細(xì)節(jié)；智能制造提速發(fā)展。本文重點(diǎn)對(duì)這幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)論述[2-3]。

2.1 織機(jī)車速注重合理

本屆參展的噴氣織機(jī)的展示車速已經(jīng)與實(shí)際生產(chǎn)車速非常接近。前些年高達(dá)2 000 r/min以上的展示車速，在此屆展會(huì)上并沒有出現(xiàn)。取而代之的是在不同織造品種上的高速化展現(xiàn)，為噴氣織機(jī)的高速發(fā)展帶來新跡象[4]。

多尼爾公司展示的A1型噴氣織機(jī)如圖1所示。據(jù)介紹，在生產(chǎn)常規(guī)品種時(shí)，其入緯率可以超過2 650 m/min。

圖1 多尼爾公司出品的A1型噴氣織機(jī)

豐田公司出品的JAT810型噴氣織機(jī)(如圖2所示)，在生產(chǎn)色織條紋時(shí)，其演示車速為1 200 r/min，然而基于該機(jī)基礎(chǔ)上出品的新型毛巾織機(jī)(如圖3所示)，其織造速度仍然可以達(dá)到1 000 r/min。這凸顯出豐田噴氣織機(jī)高速狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

圖2 豐田公司出品的JAT810型噴氣織機(jī)

圖3 豐田公司出品的毛巾織機(jī)

必佳樂公司OMNIplus Summum型噴氣織機(jī)(如圖4所示)，在生產(chǎn)純棉平紋織物時(shí)，其演示車速為1 350 r/min，較前幾年2 000 r/min的演示車速已有很大下降，但在厚重織物等各類品種中仍可以保持較高的車速。

圖4 必佳樂公司出品的OMNIplus Summum

津田駒公司出品的噴氣織機(jī)是日系噴氣機(jī)型中比較適合織造厚重織物的織機(jī)，其推出的ZAX9200i MASTER型噴氣織機(jī)(如圖5所示)，生產(chǎn)牛仔布時(shí)演示車速約為1 300 r / min；與豐田相似的是，其推出的ZAX9200i MASTER Terry型毛巾織機(jī)(如圖6所示)，雙軸織造也能夠?qū)崿F(xiàn)1 000 r/min的織造速度。

圖5 津田駒公司出品的ZAX9200i MASTER

圖6 津田駒公司出品的ZAX9200i MASTER Terry

進(jìn)口織機(jī)在速度上都可以達(dá)到1 200 r /min的車速，而國產(chǎn)織機(jī)在此屆展會(huì)中展現(xiàn)出來的演示速度，也并不遜色。日發(fā)、紅旗、絲普蘭等推出的噴氣織機(jī)演示車速均超過了1 000 r/min，且絲普蘭推出了實(shí)際生產(chǎn)車速可以達(dá)到880 r/min的窄幅噴氣織機(jī)，適用于一些窄幅簡單品種高速織造的需求。

總體而言，此屆紡機(jī)展上，噴氣織機(jī)在車速的提升上并沒有顯著變化，與之前的“瘋狂”相比更加回歸理性?？棛C(jī)生產(chǎn)企業(yè)回歸到織機(jī)本身的用途上來，在品種適應(yīng)性與品質(zhì)兼顧下的高速高效，是今后噴氣織機(jī)的發(fā)展方向。

2.2 品種適應(yīng)性顯著提升

此屆展會(huì)上噴氣織機(jī)對(duì)不同纖維的適應(yīng)性提高了，噴氣織機(jī)市場細(xì)分化明顯。目前，棉、毛、麻、玻璃纖維、純紡及天然纖維與化學(xué)纖維混紡等多種原料，都可以在噴氣織機(jī)上生產(chǎn)，而且噴氣織機(jī)的表現(xiàn)非常穩(wěn)定，進(jìn)一步擠壓了劍桿織機(jī)的生存空間。此外，低緯密(0.8根/10 cm～100根/10 cm)品種如輪胎簾子布，特寬幅品種(460 cm以上門幅)等均可以采用噴氣織機(jī)織造。

噴氣織機(jī)品種適應(yīng)性顯著提升，其拓展的品種領(lǐng)域多為以前劍桿織機(jī)生產(chǎn)品種的范圍。國外噴氣織機(jī)生產(chǎn)廠商相對(duì)比較穩(wěn)健，除了生產(chǎn)常規(guī)的輕薄面料外，逐漸延伸到毛巾、牛仔等；國內(nèi)廠商市場敏感性強(qiáng)，后發(fā)優(yōu)勢明顯，在品種適應(yīng)性上勇于嘗試，出現(xiàn)了大批新型的噴氣織機(jī)，用于多種用途的拓展，比如玻璃纖維用噴氣織機(jī)、簾子線噴氣織機(jī)等。

國外噴氣織機(jī)品種適應(yīng)性最強(qiáng)的是多尼爾公司的A1型噴氣織機(jī)，可配以簡單的凸輪裝置、12 000針的提花機(jī)、多達(dá)16頁綜框的多臂機(jī)，還可以是簡易紗羅裝置DORNIER EasyLeno?，應(yīng)用范圍廣泛，可以織造產(chǎn)業(yè)用布、薄紗、安全氣囊、傳輸帶、汽車和飛機(jī)的座椅裝飾布、服用精紡毛料、薄埃及棉提花貢緞、功能性面料、運(yùn)動(dòng)類面料以及裝飾用家紡織物等。此外，適用紗線范圍極廣，包括天然或人造的短纖紗、長絲及混紡紗。適用的短纖紗號(hào)從6.25 tex～250 tex，長絲從10 dtex～2 200 dtex。花色紗和變形紗可以做到更粗。

青島天一集團(tuán)紅旗紡織機(jī)械有限公司推出了一系列新型的噴氣織機(jī)，用于各種用途。如JA11-460型特寬幅噴氣織機(jī)、JA11-VC型絨布專用噴氣織機(jī)、JA93T型毛巾噴氣織機(jī)、JA11-GF型玻纖噴氣織機(jī)以及JA11型低緯密特種噴氣織機(jī)等。

浙江日發(fā)紡織機(jī)械有限公司推出的RFJA12E型噴氣織機(jī)，主要用于玻璃纖維的織造；RFJA11E型織機(jī)，主要用于簾子布等低緯密產(chǎn)品的織造[5]。

青島華信機(jī)械制造有限公司推出了HAN9100系列織機(jī)，包括噴氣電子大提花織機(jī)、噴氣雙經(jīng)軸織機(jī)、玻璃纖維織機(jī)、醫(yī)用紗布噴氣織機(jī)等。同時(shí)，針對(duì)中國目前市場上有噴水織機(jī)的減產(chǎn)需求，推出了基于噴水織機(jī)改造的HX7100型噴氣織機(jī)。

國內(nèi)噴氣織機(jī)生產(chǎn)廠商充分抓住了噴氣織機(jī)多元化發(fā)展的需求，由于距離終端市場近，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)策略，對(duì)噴氣織機(jī)的品種適應(yīng)性進(jìn)行了有益的嘗試。目前，國外生產(chǎn)廠商因?yàn)槠渥陨淼奶攸c(diǎn)，以及新型噴氣織機(jī)市場的不穩(wěn)定性，使其在品種適應(yīng)性拓展上落后于國產(chǎn)織機(jī)。但是，一旦噴氣織機(jī)對(duì)某個(gè)產(chǎn)品的適用性形成了規(guī)模，國外噴氣織機(jī)生產(chǎn)廠商憑借其雄厚的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢，仍然可以迅速占領(lǐng)該市場。因此，國內(nèi)廠商要在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)深入鉆研，利用好后發(fā)優(yōu)勢，形成自己的技術(shù)壁壘，加強(qiáng)研發(fā)投入，確保在細(xì)分領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。

2.3 節(jié)能降耗關(guān)注細(xì)節(jié)

噴氣織機(jī)的能耗是所有無梭織機(jī)中最高的，因此，降低能耗是所有噴氣織機(jī)企業(yè)的目標(biāo)。噴氣織機(jī)節(jié)能降耗要從細(xì)節(jié)入手，進(jìn)一步降低織造過程中的能耗。在此方面，國外生產(chǎn)廠商相比國內(nèi)廠商而言具有比較大的優(yōu)勢[6]。

噴氣織機(jī)的降耗主要通過以下兩個(gè)方面進(jìn)行：輔助噴嘴的優(yōu)化和織造工藝的優(yōu)化。下面重點(diǎn)對(duì)國內(nèi)國外噴氣織機(jī)在這兩個(gè)方面進(jìn)行比較。

2.3.1 輔助噴嘴的優(yōu)化

噴氣織機(jī)75%以上的能耗來自于輔助噴嘴的引緯，因此，輔助噴嘴的優(yōu)化是各類織機(jī)節(jié)能降耗的重中之重[7]。

多尼爾公司憑借多年的單孔輔助噴嘴的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)和制造上對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化，改進(jìn)了其主要性能，減少了空氣消耗。此外，噴嘴表面經(jīng)硬化處理，使用壽命更長。這種未經(jīng)表面涂層又無裂縫的噴嘴可有效防止長絲受損。

豐田公司研發(fā)了新型的輔助噴嘴，采用合理的錐形開口角度，確保了低壓環(huán)境下氣流的集束程度，使低壓環(huán)境下的緯紗飛行更加安全，進(jìn)而降低了引緯過程中空氣的消耗。

必佳樂公司的噴嘴一般為多孔噴嘴。其研發(fā)的TwinJet節(jié)能型噴嘴，顯著提升了多孔噴嘴在低壓下的氣流集束程度，進(jìn)一步降低了能耗。

相比較而言，國內(nèi)織機(jī)在噴嘴研發(fā)上投入較少，大多采用拿來主義，或者委托國內(nèi)專門的噴嘴制造商對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，而國外織機(jī)在此領(lǐng)域已經(jīng)開始針對(duì)不同氣壓、品種要求對(duì)噴嘴進(jìn)行細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，從目前的情況來看，國外織機(jī)生產(chǎn)廠商利用其系統(tǒng)性優(yōu)勢，走在了國產(chǎn)廠商的前面。

2.3.2 織造工藝的優(yōu)化

織造工藝的優(yōu)化是降低噴氣織機(jī)能耗的有效方式，各個(gè)廠商均在此投入了大量的精力。相比輔助噴嘴的優(yōu)化，織造工藝優(yōu)化帶來的節(jié)能效率要顯著得多。比如輔助噴嘴電磁閥“一拖二”的方式，可以降低能耗10%左右，已經(jīng)成為輔助噴嘴控制方式的標(biāo)配，國內(nèi)外織機(jī)生產(chǎn)商以此降低輔助噴嘴的能耗。

織造工藝對(duì)節(jié)能降耗的作用首先表現(xiàn)為相關(guān)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，在此領(lǐng)域，國外織機(jī)優(yōu)勢明顯。

豐田JAT810型織機(jī)上搭載了第三代開口裝置E-shed，采用水冷式的電機(jī)冷卻方式，大幅提升生產(chǎn)性能并實(shí)現(xiàn)節(jié)能；必佳樂織機(jī)裝有全電子控制氣壓調(diào)節(jié)器，各通道配置集成式獨(dú)立氣缸，輔助噴嘴配備獨(dú)特的三氣缸裝置，提高了織機(jī)的靈活性和操作便利性，降低能耗；日發(fā)集團(tuán)則采用超啟動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，無離合器和皮帶盤，使得織機(jī)在織造過程中自動(dòng)變速，同時(shí)還能夠節(jié)約10%～30%的電力消耗。

織造工藝對(duì)節(jié)能降耗的作用其次表現(xiàn)為對(duì)引緯氣路的優(yōu)化。

津田駒織機(jī)通過i-Weave、DSS-Ⅱ直供副噴嘴系統(tǒng)等的導(dǎo)入將減少10%耗氣量，提高節(jié)能性[8]；豐田JAT810型織機(jī)則采用多節(jié)式串聯(lián)噴嘴，采用兩段式串聯(lián)噴嘴，使主噴氣壓進(jìn)一步得到降低，且提升了噴嘴內(nèi)推進(jìn)力，適用于機(jī)臺(tái)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)；天一紅旗則采用了分段式輔助氣包，將緯紗飛行區(qū)間的輔助氣壓做前中后三個(gè)區(qū)段，以對(duì)應(yīng)緯紗加速、正常飛行和減速階段的不同需求，進(jìn)而降低能耗。

織造工藝對(duì)節(jié)能降耗的優(yōu)化最終還體現(xiàn)在智能系統(tǒng)對(duì)織造工藝的調(diào)整上。這是此屆展會(huì)上的最大亮點(diǎn)。

多尼爾織機(jī)安裝伺服控制系統(tǒng)的DORNIER PIC?實(shí)時(shí)引緯控制系統(tǒng)，對(duì)輔助噴嘴的開啟和閉合時(shí)間的實(shí)時(shí)控制和設(shè)定值與實(shí)際值之間的不斷對(duì)比調(diào)整，確保了織物的高品質(zhì)織造，并減少了不必要的養(yǎng)護(hù)停車。配備的STS緯紗傳感器，可以實(shí)時(shí)反饋緯紗飛行狀態(tài)，方便控制系統(tǒng)對(duì)引緯系統(tǒng)中的引緯參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而降低氣耗。新研發(fā)的DORNIER EcoValveControl?節(jié)氣裝置可檢測到緯紗到達(dá)相應(yīng)的輔助噴嘴群區(qū)域。只有當(dāng)緯紗全部進(jìn)入噴氣區(qū)域時(shí)，噴嘴的電磁閥才會(huì)打開。這種控制可防止過早地噴氣，從而減少了空氣消耗。

豐田公司的IAS(智能節(jié)氣系統(tǒng))，分析機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，使氣壓設(shè)定調(diào)整至最適合的數(shù)值，減少無謂的空氣損耗，達(dá)到節(jié)能效果。P-Monitor(壓力監(jiān)控)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)臺(tái)的使用氣壓和空氣消費(fèi)量，且附帶報(bào)警功能，可更容易地進(jìn)行機(jī)臺(tái)的運(yùn)營成本管理。

津田駒公司的AJC-S引緯自動(dòng)控制系統(tǒng)配置了省氣模式功能，通過控制與實(shí)際的緯紗飛行相匹配的輔助噴嘴噴射，使得節(jié)氣和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)合理兼顧。

在節(jié)能降耗方面，國產(chǎn)噴氣織機(jī)織造企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到差距所在，也開展相關(guān)研究，尤其在噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、噴氣引緯流暢研究方面，但進(jìn)展不大，因此，國產(chǎn)織機(jī)在能耗上，總體距離進(jìn)口織機(jī)有一定距離，需要持續(xù)努力。

2.4 智能制造提速發(fā)展

噴氣織機(jī)作為無梭織機(jī)中最復(fù)雜的機(jī)型，智能化顯得尤其重要。如何提高機(jī)器的自動(dòng)化水平是重中之重。在此領(lǐng)域，日系織機(jī)特點(diǎn)突出，重點(diǎn)介紹一下豐田和津田駒織機(jī)特點(diǎn)。

豐田公司提供更全面的WAS(織造支援系統(tǒng))和全新的FACT(工廠管理系統(tǒng))。兩者結(jié)合使用，進(jìn)行工廠整體管理的同時(shí)還能儲(chǔ)存產(chǎn)品工藝的最佳設(shè)定條件，用戶可通過積累經(jīng)驗(yàn)提升技術(shù)水準(zhǔn)。新的WAS系統(tǒng)在本地機(jī)臺(tái)上對(duì)織機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)緯紗運(yùn)行情況和織機(jī)能耗進(jìn)行檢測，通過運(yùn)用報(bào)警功能或停機(jī)等方法將疵布的生產(chǎn)防患于未然；FACT(工廠管理系統(tǒng))：以TMS(豐田監(jiān)控系統(tǒng))為基礎(chǔ)，不僅包含過去的輪班報(bào)告和停車原因分析圖表，還可以模擬顯示工廠實(shí)際的機(jī)臺(tái)排列平面圖，通過各種路徑顯示機(jī)臺(tái)的運(yùn)行狀況，從而更利于對(duì)生產(chǎn)性能、產(chǎn)品品質(zhì)、空氣消耗量等進(jìn)行管理。此外，推出緯紗自動(dòng)處理裝置TAPO，大大降低了擋車工強(qiáng)度。

津田駒織機(jī)與豐田織機(jī)類似，采用了TISS津田駒網(wǎng)絡(luò)支援系統(tǒng)以及Weave Navigation System-Ⅱ等。通過網(wǎng)絡(luò)將用戶的織機(jī)與津田駒本部相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)改善運(yùn)轉(zhuǎn)、提高生產(chǎn)、預(yù)測保養(yǎng)的目的。此外，津田駒的APR-C自動(dòng)補(bǔ)緯裝置等也進(jìn)行了升級(jí)和改進(jìn)，自動(dòng)化和智能化更進(jìn)一步提高[9]。

國產(chǎn)織機(jī)在噴氣織機(jī)智能制造方面進(jìn)展緩慢，目前仍然停留在織造過程中經(jīng)緯向停臺(tái)率、生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)等方面，缺乏對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、追溯、預(yù)測、能耗等大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，工藝參數(shù)的自動(dòng)修正等功能。必須充分認(rèn)識(shí)到智能制造和質(zhì)量控制將顯著影響噴氣織機(jī)未來的發(fā)展方向。

3 國產(chǎn)噴氣織機(jī)的改進(jìn)方向

國產(chǎn)噴氣織機(jī)總體上來看已取得很大的進(jìn)步，與國外噴氣織機(jī)的差距逐漸縮小，但在以下三個(gè)方面亟待提升。

(1)提升機(jī)臺(tái)高速運(yùn)行穩(wěn)定性。織機(jī)高速化之后，必須確保機(jī)臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定性，特別是電子送經(jīng)、電子卷取與織機(jī)其他機(jī)構(gòu)的密切配合。

(2)重點(diǎn)關(guān)注降低機(jī)臺(tái)能耗。從細(xì)節(jié)入手，從噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化，到氣路優(yōu)化，到基于緯紗運(yùn)行狀況監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)入手，優(yōu)化引緯工藝參數(shù)，進(jìn)一步降低國產(chǎn)織機(jī)的能耗。目前國內(nèi)幾家噴氣織機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)具備監(jiān)控緯紗運(yùn)行狀態(tài)的能力以及引緯工藝實(shí)時(shí)調(diào)整的能力，只需進(jìn)一步細(xì)化即可實(shí)現(xiàn)上述功能。

(3)提升織機(jī)智能化水平。建議噴氣織機(jī)生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)與相關(guān)高校合作，利用高校平臺(tái)，建立織造專家系統(tǒng)，為國產(chǎn)織機(jī)的工藝優(yōu)化提供網(wǎng)絡(luò)支持[10]。同時(shí)，在諸如TAPO和APR-C等智能化系統(tǒng)研發(fā)上投入力量，提高國產(chǎn)噴氣織機(jī)的智能化水平。

4 結(jié)論

本文重點(diǎn)介紹了2018中國國際紡織機(jī)械展覽會(huì)暨ITMA亞洲展覽會(huì)展出的噴氣織機(jī)的技術(shù)進(jìn)展，通過對(duì)國內(nèi)外噴氣織機(jī)的分析可以看出，國內(nèi)外噴氣織機(jī)在高速表現(xiàn)上差異不大，國內(nèi)外廠商參展機(jī)型演示車速均已經(jīng)超過了1 000 r/min；國產(chǎn)噴氣織機(jī)在品種適應(yīng)性上有了很大程度的擴(kuò)展；國外織機(jī)在節(jié)能降耗方面具有較大的優(yōu)勢，通過噴嘴及織造工藝的優(yōu)化，獲得了較好的能耗表現(xiàn)；智能制造技術(shù)在國外噴氣織機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，宏觀的織機(jī)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)支持系統(tǒng)以及微觀的自動(dòng)補(bǔ)緯技術(shù)等的采用，顯著降低了織機(jī)的操作難度以及企業(yè)用工量，成為噴氣織機(jī)發(fā)展的重要趨勢。