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織布機
來源:互聯網

織布機,又叫紡機、織機、棉紡機等。世界上主要有劍桿、噴射(噴氣、噴水)、片梭、多梭口(多相)、磁力引緯和編織等方式的無梭織機。

最早的織布機,是席地而坐的踞織機,也叫腰機。唐宋時代,中國已有羅織機、平織機、多綜機、提花機四類織機,以后逐步轉入機器織布。1733年英國人發明了飛梭,后又發明動力織機。1804年約瑟夫·雅卡爾發明了提花機,這種革命性的織布機利用預先打孔的卡片來控制織物的編織式樣,速度比老式手工提花機快了25倍。20世紀初,日本人研制出自動換梭織機。1945年第一臺劍桿織機在美國問世。1947年瑞士Maxbo公司研制成噴氣織機,并在1952年取得專利。1953年瑞士一家公司發明了片梭織機。1955年捷克人制成了第一批噴水織機。目前世界上約有350萬臺織機,劍桿織機,片梭織機都在向高速化發展,并擴大了使用范圍,逐步向無梭化邁進。20世紀70年代以來,許多新型的無梭織機陸續投入市場,無梭織機對改進織物和提高織機的效率取得了顯著成效,在世界各國被廣泛采用,并加快了織造設備改造的進程,許多發達國家無梭織機的占有率已達80%左右,出現了以無梭織機更新替代有梭織機的大趨勢。

提高織機的可靠性和勞動生產率。提高車速是織機發展的主要方向。提高織機品種適應性是織機發展的重要方向??棛C整體結構設計趨于優化。環保設計思想在織機設計中得到普遍加強。這些都是織布機未來的發展趨勢。

發展歷史

19世紀早期的里昂是世界聞名的絲織之都。里昂的絲織工人們織出的絲綢錦緞圖案絢麗,精美絕倫,被人們視為珍品,然而他們使用的工具卻是質量低劣、效率低下的老式手工提花織機。這種機器需要有人站在上面,費力地一根一根地將絲線提起、放下,才能織出精細復雜的絲綢,就好像演員在操縱牽線木偶。

這種繁瑣的勞動隨著1804年雅卡爾提花機的發明發生了改變。這種革命性的織布機利用預先打孔的卡片來控制織物的編織式樣,速度比老式手工提花機快了25倍,就好比從自行車到汽車的飛躍。

中國是四大文明古國之一,早在新石器時代就已出現了原始織機,它采用手工提綜,子引緯和砍刀打緯進行織布。到了春秋時期,又出現了斜織機,它采用杠桿原理,用腳踏連桿帶動綜框開口,梭子引緯,竹打緯,后改為平織機。公元3世紀,中國發明開口機構并傳到歐洲。唐宋時代,中國已有羅織機、平織機、多綜機、提花機四類織機,以后逐步轉入機器織布。相對來說,國外紡織業起點較晚但發展較快,1733年英國人發明了飛梭,后又發明動力織機。1801年,法國織工研制出提花機。20世紀初,日本人研制出自動換梭織機。1945年第一臺劍桿織機在美國問世。1947年瑞士Maxbo公司研制成噴氣織機,并在1952年取得專利。1953年瑞士一家公司發明了片梭織機。1955年捷克人制成了第一批噴水織機。

織機近代化是從改造以前的有梭織機及開發各種無梭織機的2個方面發展的。有梭織機首先要追求的是高速化。后來進行了大卷裝化。1960年,在高速合理化運行及由于勞動力不足而要求自動化的強烈的呼聲中,開發出超過200rpm的高速機。此外還開發了采用筒子轉動,織機卷緯器方式的緯紗供給裝置,謀求了自動化、節省了人力。

另外作為提高產量的一種手段,就是實現寬幅化。此外無梭織機與有梭織機相比較,在結構構造及部件損耗,能源效率方面更適于高速化。而從減小由有梭織機運轉所產生的噪音方面考慮,有利地推進了織機急速的開發。其后開發出劍桿織機,噴水織機。在1963年ITMA漢諾威、1967年ITMA巴塞爾市展示會上,作為實用機展出。但織造范圍受限制,要想開發還需資金及時間,還未到達廢除有梭織機的階段。然而,感受到如前所述的有梭織機受限制的織機廠家,并未放松對無梭織機的開發,經過努力地改造開發,才邁向今天無梭織機的發展階段。

噴氣織機在1975年ITMA米米蘭展示會上,作為實用機確認了其性能。與以前種機型比較,起步較晚,但技術明顯先進,這也是提高其它無梭織機性能的一種刺激劑。在明確確定無梭織機發揮作用后,在ITMA展上,有梭織機的出展明顯減少,縮短了廢除的時間。當然這也是織布行業追求合理化,按其提高產量的強烈的要求而發展的。

20世紀80年代,電子提花機問世。由于織機技術的不斷更新所導致的織造生產率的提高和停機時間的減少,使得面料質量和產量都有很大提高。這其中雖然是由多種因素形成的,但織機技術的不斷進步可以說是最基本的影響因素之一。

近年來,隨著微機開發的同時,還開發出具有高性能的傳感器、傳動裝置及提高了這些控制的技術等。所謂電子化,很有助于擴大織造范圍,提高效率及織機的性能,特別是噴射織機的打緯方式是符合高速化要求的。從而使得這些織機得以急速的發展。發展為現代的噴氣織機。

目前世界上約有350萬臺織機,據說其中85%依然是有梭織機,所有這些有梭織機是不能代替無梭織機的,在效率上也不如噴射織機,此外劍桿織機,片梭織機都在向高速化發展,并擴大了使用范圍,逐步向無梭化邁進。

結構

以馬尾織布機為例。

如圖所示的織布機即為傳統馬尾織布機。整個織布機按各部分功能包括五大機構,這五大機構的相互配合,從而保證整個織造過程的完成。

(1)開口機構

開口機構的主運動是開口運動,其目的是使穿入綜眼的經紗上下分開,形成梭口,以供緯紗的引入。

(2)引緯機構

引緯機構的主運動是引緯運動,其目的是當織機上由開口機構形成梭口之后,由織布梭將緯紗引入梭口。

(3)打緯機構

打緯機構的主運動是引緯運動,其目的是在織機上緯紗引入梭口后,由筘把引入的緯紗推向織口,使與經紗交織,形成符合設計要求的織物。

打緯機構的作用是:

(a)以裝在筘座上的鋼筘把緯紗推向織口形成織物;

(b)控制經紗的密度和織物的幅寬。

(4)送經機構

在織造過程中,由于織物不斷被引離織口,必須從織軸上放出相應長度的經紗,才能保證織造工藝的連續進行,送經機構通過送經運動來實現這一條件。

(5)卷取機構

在織機上隨著織造工藝的進行,必須把織成的織物隨時從織口引離,并卷繞到卷布上,以保證織造生產總是在固定的位置上連續進行。將織物有規律的引離織口并卷到卷布輥上的運動稱為卷取運動。卷取運動是由卷取機構來完成的。

工作原理

織布機是用經緯交錯的原理來工作的。無梭織機共同的基本特點是將緯紗卷裝從梭子中分離出來,或是僅攜帶少量的緯紗以小而輕的引緯器代替大而重的梭子,為高速引緯提供了有利的條件。在緯紗的供給上,直接采用筒子卷裝,通過儲緯裝置進入引緯機構,使織機擺脫了頻繁的補緯動作。

噴氣織機

利用空氣作為引緯介質,以噴射出的壓縮氣流對緯紗產生摩擦牽引力進行牽引,將緯紗帶過梭口,通過噴氣產生的射流來達到引緯的目的。噴氣織機通過張力傳感器檢測經紗總張力,由CPU控制開口、松經、送經、經軸的卷徑變化而發生的經紗張力變化,從而保證送經精度并使經紗保持恒定的張力。

劍桿織機

通過開口、引緯、打緯、卷取、送經五大運動來實現的,首先織機棕框按組織規律上下運動,形成開口,使紗線上下分層,然后由劍頭在梭口中引入緯紗,鋼筘把緯紗打入織口,完成一次交織,卷取機構引離織物,送經機構送出經紗,形成一個連續運動,完成織布,最終獲得所需織物。

基本種類

有梭織機

老式紡織機叫做有梭織機(shuttleloom),它的織布速度比現代紡織機要慢,每小時只能出4米布。

無梭織機

世界上主要有劍桿、噴氣、噴水、片梭、多相織機、磁力引緯織機等多種類型的無梭織機。

劍桿織機

劍桿織機是無梭織機中最早發明和推廣應用于生產實踐的一種織機,經過多次更新換代,目前最先進的劍桿織機已經與早期的劍桿織機大相徑庭,是全新電子式的劍桿織機。劍桿織機用剛性或撓性的劍桿頭、帶來夾持、導引緯紗,除了適宜織造平紋和紋路織物外,其特點是換色方便,適宜多色緯織物,適用于色織、雙層絨類織物、毛圈織物和裝飾織物的生產。改革開放以來,劍桿織機一直是中國重點發展的對象,各地紡織廠進口了許多型號的劍桿織機。同時,還引進了Smit公司的TP型及豐田公司的LT102型劍桿織機的制造技術,但由于選型失誤,以失敗告終。世界劍桿織機技術迅猛發展,目前國內劍桿織機制造水平仍處于低檔次,與高水平相比至少還落后10年以上。

噴氣織機

噴氣織機發明于20世紀50年代,70年代開始應用于生產實踐,它的主要特點是高速、高效、高質,適用于平紋和紋路織物、細特高密織物和批量大的織物的生產。1984年,中國引進了津田駒ZA203型制造技術;1993年,又分別引進了津田駒ZA205型和豐田JAT600型制造技術;而現在這幾種型號的噴氣織機國外已不再生產,國外每隔五年左右就會推出一個新型號的噴氣織機,技術更新非常快;而中國的噴氣織機生產技術卻還停留在前兩次引進上的消化吸收,不僅技術差距很大,而且自動化率較低、主要零部件還依賴進口;所以,雖然現在噴氣織機市場現狀良好,但國產機型卻并不被看好。

噴水織機

噴水織機主要應用于絲織,它是織制合纖綢的最佳機型,速度高、產量大、產品質量好、成本低,市場很廣闊。中國在改革開放初期就大量引進了噴水織機,使絲織廠利潤大幅提高;1984年左右,又引進了日產汽車公司噴水織機制造技術并生產至今;但是目前仍處于較低檔次,國產化率不高,在國內市場所占份額很小。

片梭織機

片梭織機推廣應用于50年代,開始的型號是TW型、PU型、P7100型、P7200型;目前仍生產的是P7100型和P7200型。它的技術進步相對于其他無梭織機慢了一些;但它在某些特種行業(如金屬網、簾子布、土工布、闊幅牛仔布等產品的織造)仍有廣闊市場。1993年中國引進了片梭織機制造技術;但恰逢片梭織機市場萎縮時期,使片梭織機的生產遇到了很大困難。近年來,片梭織機市場已開始復蘇,其效率、速度、質量不斷提高,品質日趨完美,已推出的改進型P7150型和P7250型使功能更顯完善。目前,我們的主要問題是技術水平低、成本高,從而了影響了片梭織機的推廣使用。

應用領域

紡織工業

織布機在紡織工業中起到了至關重要的作用。它可以高效地將紗線編織成各種不同的紡織品,例如棉布、絲綢、毛料等。織布機的自動化程度高,生產效率較高,能夠滿足大規模紡織品的生產需求。

服裝制造業

織布機是服裝制造過程中不可或缺的設備。制衣廠使用織布機來生產各種不同風格和材質的面料,供后續裁剪和縫制使用??棽紮C的高效性和可靠性使得大規模服裝生產成為可能。

家居紡織品

織布機也廣泛應用于家居紡織品的制造中。它可以生產出各種不同圖案和顏的布料,用于制作窗簾、床上用品、桌布等家居紡織品??棽紮C使得家居紡織品的制造更加多樣化和個性化。

手工紡織

在手工紡織領域,織布機也扮演著重要的角。手工織布機可以協助紡織者更加精確地編織紗線,創造出獨特的紡織品作品。對于喜愛手工藝的人們來說,織布機是實現創意的有力工具。

創意設計

織布機還被廣泛應用于創意設計領域。設計師可以利用織布機的特殊性能和功能,實現各種創新的面料和紡織品設計。通過調整織布機的編織方式、紗線材質和顏等參數,設計師可以展現出獨特的藝術效果。

發展趨勢

有梭織機問世到現在已有近300年的歷史,其在世界織機總數中至今仍占大多數。這是因為它在很多方面具有無可爭議的優點。但是,近二、三十年來,隨著生產的迅速發展,有梭織機逐步暴露了它的弱點,如速度較低、品種適應性較差、噪聲大、織造復雜織物較困難等。其主要原因:梭子引緯已經成為進一步提高織造水平的障礙,因此有了無梭織機的誕生。無梭織機與有梭織機比較起來有很多優點,其取代有梭織機已是大勢所趨?,F在,隨著其性能和結構的進一步完善和提高,無梭織機作為織機的一個重要品類,無疑將有極其廣闊的發展前景。但其不同機種有不同的發展趨勢,如片梭織機尚有開發潛力,而噴水織機則已接近極限,劍桿織機則向更多開發品種發展,而噴氣織機向提高效率方面發展,多相織機則是未來主流。下面主要根據無梭織機的發展概況,具體回顧與展望一下織機技術的發展趨勢。

機電一體化發展迅速

機電一體化技術已經越來越廣泛地被應用于織機設計當中,例如織機送經、卷取、開口、選緯、儲緯、選色、噴射、監控、顯示以及自動找緯、自動排除斷經紗等,并已達到很高水平。國外很多品牌織機都使用了伺服電機來控制驅動機構,并作為經紗調節或者控制織物卷取運動的一種可選附件。每一個必要的動作改變都可以通過無級變速的形式來實現,而不用變換齒輪。與此相關聯的送經運動同樣可以控制,這樣能有效防止開車痕。中國織機制造商在這方面也有了較大提高?,F在,通過機載電腦可方便地設定各項織造參數,提高織造效率。另外對于劍桿織機,一般采用單獨伺服電機以增強控制性能,提高織機的可靠性和勞動生產率。對于高質量、高檔次、高附加值產品的快速翻新開發,有梭織機無法與之相比。

織造速度顯著提高

提高車速乃是織機發展的主要方向。國外的劍桿織機車速大多在600r/min以上,而噴氣織機的入緯率則普遍在2000m/min以上,多相織機車速則近3000r/min,入緯率已超過5000m/min。另外,與此同時更換品種的停頓時間也大大減少,織造效率明顯提高。

提高織機品種適應性

提高織機品種適應性是織機發展的重要方向。也就是說,要使織機既能織造化纖、毛料,又能織造純棉、絲綢;既能織造普通織物,又能織造特殊織物,即對各種纖維、紗支、織物結構、輕薄及厚重型織物都能適應。目前,人們對于著裝強調的是個性化,因此,不斷變化的花型、織物組織和紗線結構的要求更促使織機要有廣泛的適應性。例如片梭織機不但有適合于厚重織物加工的耐用機型,而且幅寬可達8?5m,大大提高了勞動生產率。

織機整體結構設計趨于優化

織機構造采用組件單元式構件,整臺機由若干的組件單元拼裝而成,這不僅提高了織機的適應性,而且縮短了維修時間,織造效率大大提高。另外,在織造過程中,由于絕大多數順序動作都是由凸輪機構來控制的。而以前這些機構很多只能滿足使不同動作配合達到毫秒級的精確要求。但目前,通過應用模擬技術能合理地設計和制作一種經動態優化的凸輪,從而使其性能更優。

另外,織機各部件的性能也有很大提高。例如鋼筘,其質量對無梭織機性能有很大影響,因此很多廠家已改變了過去的傳統制造工藝,采用鋁合金筘梁、金屬扎絲及高強度粘合劑等新材料、新工藝以滿足強度高、筘面平整、筘眼均勻、色澤一致、氣壓值穩定的要求,并已實際應用。

劍桿頭的強度也得到了進一步提高,耐磨性與安全性因此得到改善,質量減輕,尺寸減小,使得梭口減小,送經高速,經紗張力減小,緯紗廢料減少。劍桿帶的很多性能同時得到了加強,如耐高溫、耐曲繞、耐磨損、強度高、壽命長、運行平穩可靠、種類齊全等。

鋼片綜的綜眼及綜耳光滑性顯著提高,尺寸一致,能配合高速自動穿經機使用。同時,其單位密度增大,強度及耐磨性能顯著提高,防銹、防酸,使用壽命延長。

綜框普遍采用新材料使其重量降低,強度提高,噪音減輕,壽命延長。

環保設計思想在織機設計中得到普遍加強

隨著世界環境污染的不斷加重,環保問題已逐漸被織機設計者所考慮,例如織機減震問題,現在一般通過使用模擬技術制造的驅動機構平衡塊來降低機器震動,從而減輕樓層載荷,并已取得一定成果。另外,采用隔音罩或吸音材料也是一種較好的方法。同樣,開口運動的驅動機構在震動問題上也被加以優化。

在能量消耗方面,各廠家都分別為其織機設計了節能裝置。在這方面,和其他單相織機相比,片梭織機仍獨占頭。在織造效益方面,片梭織機要少消耗40%~60%的能量。

其他方面的發展

紗線張力得到優化。所謂優化張力就是使紗線張力盡可能保持平穩,并能在保持紗線必要張力的前提下,維持較小值。因為紗線張力過高與過低都會導致停車,經緯紗都是如此?,F在一般采用的方法是沿引緯方向的噴氣對紗線預加速使其負荷峰值得到降低。但預加速的程度與很多因素有關,包括投射速度和紗線品質等,因而其參數的最佳設置只有通過張力曲線逐步獲得,目前應用紗線張力檢測儀可實現這一要求。

由此可見,追求高度自動化、較少維修、簡化操作、高效率的織造已成為織機的發展趨向,實現織布廠無人化的理想已初現端倪。

價值

世界上采用無梭織機生產各種紡織品已經有五十年的歷史,中國使用無梭織機也已二十多年時間了。近十年來無梭織機的技術進步是巨大的,過去人們把紡織機械的“機電一體化”作為奮斗目標,現今這個目標已經實現了。由于這個目標的實現大大提高了紡織機械自動化、電子化的程度,最大限度提高了無梭織機的產質量及勞動生產率,使它的制造成本降低了,實現了人們希望采用無梭織機的愿意,這將極大促進織機無梭化進程。近十年來無梭織機的技術進步可毫不夸張地說是一次技術革命,先進的無梭織機已經實現了電子計算機的監測和監控。

參考資料 >

甘肅白銀平川區軍地深挖紅色資源開展國防教育.今日頭條.2023-12-14

噴氣織布機.中國紡織網.2023-12-14

被折騰的牛仔褲的一生.今日頭條.2023-12-09

織布機的用途.易紡專利技術學習網.2023-12-15

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