空氣壓力和噴嘴設定對噴氣織機斷緯率的影響

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

NMIMS大學 紡織品功能中心(印度)

噴氣織機多用于棉織物和化纖織物的織造。經過幾十年的研究和試驗，現代織機具有生產效率高和斷頭率低的特點。有學者為減少噴氣織機上單噴嘴的空氣消耗，對氣體的流場進行了分析，并開發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。在接力引緯噴氣織機上，多個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，它們按照標準設置交替打開或關閉。由此可建立相應引緯數值模擬分析，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約能耗的一項重要操作，可通過優化輔助噴嘴的啟動時間實現。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的力學特性及噴嘴的結構設計和性能。引緯過程中，所需的空氣量由織機的寬度和一對主噴嘴決定，而輔助噴嘴可加快緯紗經過筘幅的速度。這一過程中的張力變化會造成緯紗斷紗和停機，從而降低生產效率。旋轉式壓縮機根據織機和風量的要求產生壓縮空氣，以保持氣流輸送(FAD)。實際氣流速度與設定氣流速度不同，其氣壓由主噴嘴和輔助噴嘴相對應的氣流調節器調節。紗線性能和機器狀態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和噴嘴的設定可減少斷紗的發生，從而節省能源、降低機器停機時間，提高生產效率。降低壓縮氣體壓力和優化織機梭口的相對濕度均可提高織機的生產效率。目前，現代織機上的緯紗大多儲存在大型錐形筒上，在噴氣織機的織造過程中，引緯必須保持緯紗退繞張力穩定，否則織物性能將會發生大幅度改變。

1 材料與方法

研究的試驗部分在印度孟買人造棉時尚有限公司(BRFL)提供的噴氣織機上完成，各類具體參數如表1所示。通過一系列預試驗并根據標準設定主噴嘴參數，其氣壓設定的具體值如表2所示。

表1 織物相關參數

表2 主噴嘴氣壓參數設定

1.1 試驗

1.1.1 引緯時間(輔助噴嘴)

一個完整的噴氣引緯過程由一系列動作構成。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，緯紗在氣流的引導下到達織機另一側，此時關閉噴嘴，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序圖。輔助噴嘴的設定需確保使緯紗頭端穿越織機。

1.1.2 輔助噴嘴的調整和壓力設定

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，應按以下方式進行調整：將輔助噴嘴安裝角由3°調小為2°；將輔助噴嘴的位置從第二個標記處提高到第三個標記處；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，應按以下方式進行調整：將輔助噴嘴安裝角由3°調大至4°；將輔助噴嘴之間的距離從80 mm減小至75 mm。

圖1 引緯時序圖

1.1.3 壓力設定

織機運行時，在設置主噴嘴壓力的同時設置輔助噴嘴壓力。將壓力表插入調節箱內的耦合器中；轉動氣壓調節器的手柄，將壓力值調至比主噴嘴壓力高0.1 MPa；調整壓力，使織機運行過程中不會出現短緯、弓緯、長短緯或松緯現象；緯紗飛行到達角度應盡可能穩定(±10°)；當織機轉速增大時，引緯到達時間將被推遲。

提高輔助噴嘴的氣壓，空氣消耗量會增加，緯紗的運行狀態會有很大的改善。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電裝置，如圖2所示。電磁閥由通電線圈控制。電流經過線圈，產生磁場，使得氣閥內的柱塞打開通氣。當線圈斷電后，閥座將返回至斷開氣流狀態。

圖2 電磁閥

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

2 結果與討論

表3列出了輔助噴嘴的3種不同時間參數設定。試驗結果表明，3種工作參數設置中，設置3的緯紗斷紗率比設置2和設置1(標準設置)的低。

表3 輔助噴嘴的噴射時間

2.1 減少斷緯率與提高織機效率

織機的運行效率取決于業內整體技術和經驗、操作人員的技能、機器的維護和機器參數設定等。在引緯過程中，可通過優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，因此可通過盡量減少空氣損耗及控制噴嘴的啟動時間和輔助噴嘴的噴射時間，延遲空氣壓縮機的重新開啟時間。在這種情況下，與標準設置1相比，通過改變噴嘴的開關設定(設置2和3)，每十萬緯停機率(CMPX)大大減少(圖3)。縮減噴嘴工作時間可減少斷緯和氣流運行時間，有助于提高織機的工作性能。

圖3 緯紗斷紗率與輔助噴嘴設置間的關系

3 結論

通過試驗可知，調整噴嘴織機上的輔助噴嘴開關時間可實現壓縮空氣的最優化利用，并有助于控制緯紗的斷紗率和有效利用織機。研究發現，將輔助噴嘴的噴射時間從74.88°降低到54.87°，斷緯率可降低60%，織機的運行效率提高40%。同時，通過保持輔助噴嘴通氣時間內的工作壓力，可顯著降低緯紗斷紗率，提高織機效率和產量。