世界織機(jī)的發(fā)展歷史與動態(tài)以及前景
織布生產(chǎn)技術(shù)有著悠久的歷史,其發(fā)展過程經(jīng)歷了原始手工織布、手工急切織布、普通機(jī)器織造、自動織機(jī)織造和無梭織機(jī)織造五個階段!在原始手工織布階段,人們采用簡單的工具,將經(jīng)、緯紗交織成織物,所采用的工具都由人工直接賦予動作。原始手工織布方法經(jīng)歷了漫長的歷史演變后,出現(xiàn)了由原動機(jī)件、傳動機(jī)件和工作機(jī)件三個部分組成的手織機(jī),這種手織機(jī)為近代的傳動機(jī)器進(jìn)行大工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。
進(jìn)入18世紀(jì)后,織布技術(shù)游樂較快的發(fā)展,1785年英國人E.卡特賴特制造出能完成開口、透梭和卷布三個基本動作的動力織機(jī),這是第一臺用動力傳動的織機(jī),從那時候起織布技術(shù)進(jìn)入了工業(yè)化織造時代。
用動力傳動的有梭織機(jī)可以分為兩大類:一類是需要人工補(bǔ)緯的普通織機(jī),另一類是由機(jī)構(gòu)自動完成補(bǔ)緯的自動織機(jī)。人們?yōu)槭蛊胀棛C(jī)的補(bǔ)緯自動化,經(jīng)歷了一個多世紀(jì)的努力,直到1892年,美國人J.諾斯勒普首先發(fā)明了自動換紆,當(dāng)緯管上的緯紗用完時,通過換紆機(jī)構(gòu)將滿紆子換入梭內(nèi),同時排出空緯管。而自動換梭的補(bǔ)緯方法是在1926年由日本人韋田佐吉發(fā)明的,當(dāng)自動換梭機(jī)緯管上的緯紗用完時,通過換梭機(jī)構(gòu)將裝有滿紆子的梭子換入梭箱,同時排出紆子已空的梭子,至自動換梭織機(jī)問世,織造技術(shù)進(jìn)入了自動織機(jī)織造的新時代。
普通織機(jī)及其后來的自動織機(jī)所采用的引緯原理,在本質(zhì)上與手工機(jī)器織布相同,即都是用傳統(tǒng)的梭子作載緯器。但凡采用傳統(tǒng)梭子引緯的織機(jī)被成為有梭織機(jī)。有梭織機(jī)的引緯具有三個特征:一是引緯器為體積大、質(zhì)量大的投射器,二是該投射器內(nèi)容有緯紗卷裝,三是引緯器被反復(fù)投射。
有梭織機(jī)引緯的特征是梭口尺寸特別大,以避免梭子進(jìn)出梭口時與經(jīng)紗產(chǎn)生過分的擠壓致使經(jīng)紗受損。即使在較低的車速和入緯率下,投梭加速過程和制梭減速過程仍然十分激烈,因此,織機(jī)的零部件耗損多,機(jī)器震動大,噪音高達(dá)100-105DB,工人的勞動環(huán)境差,勞動強(qiáng)度大。有梭織機(jī)的這些缺點(diǎn)限制了車速和入緯率的進(jìn)一步提高。
從20世紀(jì)初開始,人們不再采用笨重梭子引緯的傳動原理,提出了由引緯器直接從固定筒子上將緯紗引入梭口的新型引緯原理,并陸續(xù)獲得成功。但凡采用這種原理形成機(jī)織物的織機(jī),統(tǒng)稱為無梭織機(jī)或新型織機(jī)。目前,已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用的無梭織機(jī)有片梭織機(jī)、劍桿織機(jī)、噴氣織機(jī)和噴水織機(jī)四大類型。此外,還有一些新的織造技術(shù)問世,如多相織機(jī),它可以取得更高的入緯率,但是所生產(chǎn)的織物品種有較大的局限性,故尚未在生產(chǎn)中得到大量應(yīng)用。
無梭織機(jī)飛速發(fā)展的20世紀(jì),可以說是個輝煌的一百年,在這期間,織造技術(shù) 取得了飛速的發(fā)展。著名的krause教授把這方面的技術(shù)發(fā)展歸納為織機(jī)的生產(chǎn)率的極大提高。如今,無梭織機(jī)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到普遍應(yīng)用,今后10年,世界紡織工業(yè)的原料結(jié)構(gòu)將從以棉、毛、絲、麻等天然纖維為主,逐漸轉(zhuǎn)化為以化纖為主。因此,將特別適宜織造化纖織物的噴水織機(jī)將有更加廣闊的應(yīng)用前景。
噴水織機(jī)是由捷克人發(fā)明的,并取得了專利權(quán)。噴水織機(jī)利用水為引緯介質(zhì),以噴射水流對緯紗產(chǎn)生摩擦牽引力,使固定筒子上的緯紗引入梭口。由于水射流的集束性較空氣好得多,噴水織機(jī)上沒有任何防止水流擴(kuò)散裝置,即使這樣筘幅也的達(dá)到2米多,且其機(jī)器速度和入緯率一直處于領(lǐng)先水平。噴水織機(jī)通過噴水產(chǎn)生的射流來達(dá)到引緯的目的,與噴氣織機(jī)相比,其射流具有更高的集束性、更大的驅(qū)動力和良好的引緯作用,噪音也較低。噴水引緯具有適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)和能量消耗少的優(yōu)點(diǎn)。噴水織機(jī)的引緯介質(zhì)-水體積小、質(zhì)量輕、所需的梭口高度小、筘座打緯動程短,這就為織機(jī)的高速度、寬筘幅、低噪音提供了可能性。目前,噴水織機(jī)的最高車速、最大織幅以及最高入緯率分別約為2000r/min,230cm 和3200m/min。
噴水織機(jī)不僅引緯原理及其裝置先進(jìn)。它的其他機(jī)構(gòu)和裝置也都有了很大的發(fā)展,自動化程度很高,如自動找緯(自動對梭口)裝置、自動處理斷緯裝置等。噴水織機(jī)上的電動技術(shù)、微機(jī)技術(shù)應(yīng)用很普遍,如電子多臂、電子送經(jīng)、電子卷取和電子選色等,在很多機(jī)型上實(shí)現(xiàn)了“機(jī)、電、儀”一體化,它們一方面適應(yīng)了高速織造的要求,另一方面也提高了產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。
21世紀(jì),片梭織機(jī)、劍桿織機(jī)和噴射織機(jī)將形成三足鼎立的局面。片梭織機(jī)具有引緯穩(wěn)定、織物質(zhì)量優(yōu)、緯紗回絲少等特點(diǎn),但是機(jī)器價格貴;劍桿織機(jī)的最大特點(diǎn)是換色方便,適宜多色緯織造,但是緯紗受力較大,單位產(chǎn)量占地面積也略大,價格較貴;噴氣織機(jī)勞動生產(chǎn)率高,但是能耗較大;噴水織機(jī)具有高速高產(chǎn)、能耗及占地面積少等優(yōu)勢,并且價格低,但是其主要用語表面光滑的疏水性長絲類織物的生產(chǎn)。
目前噴水織機(jī)的生產(chǎn)廠家主要在日本、捷克和意大利,最近在韓國和中國合作機(jī)型也開始進(jìn)入國內(nèi)市場。但是從技術(shù)的先進(jìn)性和市場上的實(shí)績來看 ,競爭力領(lǐng)先的依然是日本產(chǎn)的TEXSYS株氏會社和津田駒工業(yè)株氏會社,其機(jī)型分別為日產(chǎn)系列和津田駒系列,同時也分別與我國的沈陽紡織機(jī)械廠及咸陽紡織機(jī)械廠進(jìn)行合作生產(chǎn)噴水織機(jī)。隨著化纖織物需求量的不斷增加,噴水織機(jī)將在我國以及世界上供不應(yīng)求。
從目前噴水織機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀來看,應(yīng)該從以下幾個方面去繼續(xù)開發(fā):
1、織造范圍擴(kuò)大
除了在塔夫綢、柞蠶絲和斜紋稠等單一品種外,以派力絲綢和喬其紗為代表的各種差別化產(chǎn)品噴水織機(jī)也要能夠生產(chǎn),充分發(fā)揮噴水織機(jī)的高生產(chǎn)性能,擴(kuò)大其可能的織造范圍。
2、提高生產(chǎn)速度
噴水織機(jī)的實(shí)際回轉(zhuǎn)速度根據(jù)布幅和產(chǎn)品雖然有所不同,但是都已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的速度。由于片梭織機(jī)和劍桿織機(jī)的不斷改進(jìn),噴水織機(jī)要保持其在速度上的優(yōu)勢,必須進(jìn)一步提高生產(chǎn)速度,同時,產(chǎn)品的通用性也必須提高。但是由于目前的噴水織機(jī)的速度已經(jīng)達(dá)到了1000轉(zhuǎn)/分鐘,要進(jìn)一步提高噴水織機(jī)速度比較困難,需要解決以下幾個問題:改善噴射系統(tǒng)性質(zhì),要提高住腮泵內(nèi)的水壓,改進(jìn)水泵和噴嘴的性能,改善噴嘴集束性,并且相應(yīng)提高每緯的用水量,改善織機(jī)的機(jī)械性能,滿足機(jī)件的動平衡要求及軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求,紡織原材料對噴水織機(jī)的高速適應(yīng)性等。
3、擴(kuò)大織幅
目前,噴水織機(jī)的最大織幅是230厘米,為了滿足寬幅織物的要求,應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)大織幅,而提高噴水速度和應(yīng)用噴水接力引緯將可能實(shí)現(xiàn)這一目的。
4、降低能耗
和其他織機(jī)相比,噴水織機(jī)引緯所需要的能耗是最小的,但是包括測長儲緯、電熱剪刀、干燥等消耗電力,能耗還是很大的?,F(xiàn)在電熱剪刀已經(jīng)基本上改為機(jī)械式,但是降低電力能耗、減少成本還是必須繼續(xù)研究的課題。
5、改造噴水織機(jī)的接力噴水引緯
接力噴水對噴射系統(tǒng)性能及織機(jī)的機(jī)械性能的要求相應(yīng)要低,對紡織原料的要求也不高。如果接力噴水引緯能夠在實(shí)際生產(chǎn)上應(yīng)用,不僅可以極大地提高噴水織機(jī)的入緯率和擴(kuò)大織幅,而且可以有效地改善噴水織機(jī)對紡織原料的適應(yīng)性,這應(yīng)該是今后噴水織機(jī)發(fā)展的一個主要方向。