空氣壓力和噴嘴設(shè)定對噴氣織機(jī)斷緯率的影響

A.P. Girase， R. N. Turukmane， A. M. Daberao， S. S. Gulhane

NMIMS大學(xué) 紡織品功能中心(印度)

噴氣織機(jī)多用于棉織物和化纖織物的織造。經(jīng)過幾十年的研究和試驗(yàn)，現(xiàn)代織機(jī)具有生產(chǎn)效率高和斷頭率低的特點(diǎn)。有學(xué)者為減少噴氣織機(jī)上單噴嘴的空氣消耗，對氣體的流場進(jìn)行了分析，并開發(fā)出通過特殊波紋式管道片通道完成在織物幅寬方向上引入緯紗的噴氣織機(jī)。在接力引緯噴氣織機(jī)上，多個(gè)輔助噴嘴在面料的幅寬方向上排列且指向鋼筘的異形部分，在引緯過程中，它們按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置交替打開或關(guān)閉。由此可建立相應(yīng)引緯數(shù)值模擬分析，以提高織物織造過程中的引緯速率。減少斷緯率是織造過程中節(jié)約能耗的一項(xiàng)重要操作，可通過優(yōu)化輔助噴嘴的啟動時(shí)間實(shí)現(xiàn)。引緯長度由織物的幅寬決定，這取決于單噴嘴氣流引緯系統(tǒng)的力學(xué)特性及噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能。引緯過程中，所需的空氣量由織機(jī)的寬度和一對主噴嘴決定，而輔助噴嘴可加快緯紗經(jīng)過筘幅的速度。這一過程中的張力變化會造成緯紗斷紗和停機(jī)，從而降低生產(chǎn)效率。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)根據(jù)織機(jī)和風(fēng)量的要求產(chǎn)生壓縮空氣，以保持氣流輸送(FAD)。實(shí)際氣流速度與設(shè)定氣流速度不同，其氣壓由主噴嘴和輔助噴嘴相對應(yīng)的氣流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)。紗線性能和機(jī)器狀態(tài)是引起織造過程中能量損耗的原因。通過有效控制壓縮空氣系統(tǒng)和噴嘴的設(shè)定可減少斷紗的發(fā)生，從而節(jié)省能源、降低機(jī)器停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。降低壓縮氣體壓力和優(yōu)化織機(jī)梭口的相對濕度均可提高織機(jī)的生產(chǎn)效率。目前，現(xiàn)代織機(jī)上的緯紗大多儲存在大型錐形筒上，在噴氣織機(jī)的織造過程中，引緯必須保持緯紗退繞張力穩(wěn)定，否則織物性能將會發(fā)生大幅度改變。

1 材料與方法

研究的試驗(yàn)部分在印度孟買人造棉時(shí)尚有限公司(BRFL)提供的噴氣織機(jī)上完成，各類具體參數(shù)如表1所示。通過一系列預(yù)試驗(yàn)并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定主噴嘴參數(shù)，其氣壓設(shè)定的具體值如表2所示。

表1 織物相關(guān)參數(shù)

表2 主噴嘴氣壓參數(shù)設(shè)定

1.1 試驗(yàn)

1.1.1 引緯時(shí)間(輔助噴嘴)

一個(gè)完整的噴氣引緯過程由一系列動作構(gòu)成。首先打開主噴嘴，將緯紗從儲緯器上釋放出并喂入梭口，再開啟輔助噴嘴，緯紗在氣流的引導(dǎo)下到達(dá)織機(jī)另一側(cè)，此時(shí)關(guān)閉噴嘴，切斷緯紗，完成一次引緯。圖1為典型的主噴嘴和輔助噴嘴引緯時(shí)序圖。輔助噴嘴的設(shè)定需確保使緯紗頭端穿越織機(jī)。

1.1.2 輔助噴嘴的調(diào)整和壓力設(shè)定

理想的情況是波動的緯紗處于氣流通道中心線稍高的位置。若緯紗波動較大，應(yīng)按以下方式進(jìn)行調(diào)整：將輔助噴嘴安裝角由3°調(diào)小為2°；將輔助噴嘴的位置從第二個(gè)標(biāo)記處提高到第三個(gè)標(biāo)記處；增加輔助噴嘴氣壓；清潔鋼筘。若波動緯紗低于氣流通道的中心位置，應(yīng)按以下方式進(jìn)行調(diào)整：將輔助噴嘴安裝角由3°調(diào)大至4°；將輔助噴嘴之間的距離從80 mm減小至75 mm。

圖1 引緯時(shí)序圖

1.1.3 壓力設(shè)定

織機(jī)運(yùn)行時(shí)，在設(shè)置主噴嘴壓力的同時(shí)設(shè)置輔助噴嘴壓力。將壓力表插入調(diào)節(jié)箱內(nèi)的耦合器中；轉(zhuǎn)動氣壓調(diào)節(jié)器的手柄，將壓力值調(diào)至比主噴嘴壓力高0.1 MPa；調(diào)整壓力，使織機(jī)運(yùn)行過程中不會出現(xiàn)短緯、弓緯、長短緯或松緯現(xiàn)象；緯紗飛行到達(dá)角度應(yīng)盡可能穩(wěn)定(±10°)；當(dāng)織機(jī)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，引緯到達(dá)時(shí)間將被推遲。

提高輔助噴嘴的氣壓，空氣消耗量會增加，緯紗的運(yùn)行狀態(tài)會有很大的改善。但若輔助噴嘴壓力過高，一些緯紗可能會被吹走；若輔助噴嘴壓力過低，可能會出現(xiàn)長短緯的問題。

1.1.4 電磁閥

電磁閥是一種用于控制壓縮空氣流量的機(jī)電裝置，如圖2所示。電磁閥由通電線圈控制。電流經(jīng)過線圈，產(chǎn)生磁場，使得氣閥內(nèi)的柱塞打開通氣。當(dāng)線圈斷電后，閥座將返回至斷開氣流狀態(tài)。

圖2 電磁閥

對于直動式電磁閥，需直接打開或關(guān)閉閥門內(nèi)的卸壓孔。先導(dǎo)式(也稱伺服式)電磁閥中則由柱塞開啟和關(guān)閉卸壓孔。卸壓孔引進(jìn)的氣道壓力可打開和關(guān)閉密封閥門。應(yīng)用電磁閥可對壓縮空氣進(jìn)行自動控制。

2 結(jié)果與討論

表3列出了輔助噴嘴的3種不同時(shí)間參數(shù)設(shè)定。試驗(yàn)結(jié)果表明，3種工作參數(shù)設(shè)置中，設(shè)置3的緯紗斷紗率比設(shè)置2和設(shè)置1(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置)的低。

表3 輔助噴嘴的噴射時(shí)間

2.1 減少斷緯率與提高織機(jī)效率

織機(jī)的運(yùn)行效率取決于業(yè)內(nèi)整體技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)、操作人員的技能、機(jī)器的維護(hù)和機(jī)器參數(shù)設(shè)定等。在引緯過程中，可通過優(yōu)化氣壓值盡量減小斷緯率。壓縮空氣的使用成本與原料成本相當(dāng)，因此可通過盡量減少空氣損耗及控制噴嘴的啟動時(shí)間和輔助噴嘴的噴射時(shí)間，延遲空氣壓縮機(jī)的重新開啟時(shí)間。在這種情況下，與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置1相比，通過改變噴嘴的開關(guān)設(shè)定(設(shè)置2和3)，每十萬緯停機(jī)率(CMPX)大大減少(圖3)。縮減噴嘴工作時(shí)間可減少斷緯和氣流運(yùn)行時(shí)間，有助于提高織機(jī)的工作性能。

圖3 緯紗斷紗率與輔助噴嘴設(shè)置間的關(guān)系

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)可知，調(diào)整噴嘴織機(jī)上的輔助噴嘴開關(guān)時(shí)間可實(shí)現(xiàn)壓縮空氣的最優(yōu)化利用，并有助于控制緯紗的斷紗率和有效利用織機(jī)。研究發(fā)現(xiàn)，將輔助噴嘴的噴射時(shí)間從74.88°降低到54.87°，斷緯率可降低60%，織機(jī)的運(yùn)行效率提高40%。同時(shí)，通過保持輔助噴嘴通氣時(shí)間內(nèi)的工作壓力，可顯著降低緯紗斷紗率，提高織機(jī)效率和產(chǎn)量。