U.Heitmann

鄧肯道夫紡織與工藝研究所(德國)

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2015國際紡機展：紡紗工程的革新

U.Heitmann

鄧肯道夫紡織與工藝研究所(德國)

在意大利舉辦的2015國際紡織機械展(ITMA)上，紡織機械制造商們展示了機器及最新研發(fā)，由此可以得出紡織工程最新的發(fā)展趨勢。迫于中國紡機制造業(yè)的競爭威脅，ITMA 2007展出了一些功能縮減的較低價的機器。但I(xiàn)TMA 2011則展出了多種具有革命性改進(jìn)的機型，如蘇拉歐瑞康(Saurer Oerlikon)公司開發(fā)的Autocoro 8轉(zhuǎn)杯紡紗機，其每個紡紗錠位完全自動化，并運用了磁力軸承轉(zhuǎn)子；立達(dá)(Rieter)公司的噴氣紡紗機J 10及邁耶西(Mayer & Cie)公司的全新紡紗-編織一體機理念。ITMA 2015則展有許多雖小但高效的革命性創(chuàng)新，可顯著降低客戶的生產(chǎn)要素成本。

2015國際紡織機械展； 紡機； 紡紗； 創(chuàng)新

1 節(jié)能

2015年國際紡織機械展(ITMA)的參展商們緊密圍繞展會的主題“掌握持續(xù)創(chuàng)新的藝術(shù)”。瑞士蘇拉(Saurer)公司將重心放在了環(huán)錠紡紗機、轉(zhuǎn)杯紡紗機和絡(luò)筒機上，并取得相當(dāng)?shù)某尚А?/p>

蘇拉公司注重E3能源效能標(biāo)簽。就其創(chuàng)新而言，蘇拉公司明確表示用肉眼很難發(fā)現(xiàn)，但在機器的宣傳冊上介紹了很多用以節(jié)能的創(chuàng)新技術(shù)。Autocore 9 較Autocoro 8可節(jié)省約18%的能源，方法是對蘇拉賜來福(Schlafhorst)公司的ACO 8機器，蘇拉公司將其配備為單電機驅(qū)動，以實現(xiàn)全新的驅(qū)動和自動化的理念。200～500 W的單電機驅(qū)動相比于大型中央電機驅(qū)動，效率低。有些小型電機的效率水平某些情況下低于85%，而50 kW的中央電機驅(qū)動的效率有時會超過95%。綜合節(jié)能是通過采用效率更高的電機驅(qū)動、電機驅(qū)動的有效控制并結(jié)合“按需供應(yīng)”的理念來實現(xiàn)的。為此，蘇拉公司克服了單個電機驅(qū)動的缺陷，用主動的方式實現(xiàn)智能的工作流程，尤其是用于絡(luò)筒機上。

當(dāng)吸風(fēng)系統(tǒng)中的紗線傳感器感應(yīng)到紗線被勾住時，吸風(fēng)系統(tǒng)便立刻自動關(guān)閉并自動重新啟動附加程序，這同時也減少了紗線的浪費。由于溝槽噴嘴的流場已優(yōu)化，可避免空氣干擾，因此紗線抽吸所需的負(fù)壓可以減半(圖1)。 操作人可以選用分級吸風(fēng)策略，以減少獲取紗線參數(shù)所耗費的精力，這同時也可節(jié)省能源和時間。蘇拉賜來福公司的進(jìn)一步創(chuàng)新還包括一種更新、更敏感的紗線張力傳感器，適用于更高速紡紗的氣圈控制系統(tǒng)Speedster FX，更易于設(shè)置的拼接器，以及安全可靠的紗管供應(yīng)裝置，尤其是用在長絡(luò)筒機上的紗管供應(yīng)裝置。

圖1 流場優(yōu)化后的吸風(fēng)噴嘴(蘇拉賜來福公司)

意大利Savio 機械公司設(shè)計的絡(luò)筒機EcoPulsarS，具有全新的結(jié)構(gòu)和吸風(fēng)系統(tǒng)，使 “按需吸”的理念得以實現(xiàn)。通過使用單獨的單機驅(qū)動實現(xiàn)每個紗錠的獨立負(fù)壓，可以實現(xiàn)低負(fù)壓，從而減少飛花，達(dá)到節(jié)能的目的。必要時，最大負(fù)壓水平可以在幾秒內(nèi)瞬間形成。

青澤(Zinser)公司展示了一種為環(huán)錠紡設(shè)計的靈活的吸風(fēng)方案，使吸風(fēng)過程智能化。兩個吸風(fēng)通道都安裝了通風(fēng)設(shè)備。如果兩個電動機表現(xiàn)出同樣的吸風(fēng)性能，則會在通道中間形成中性區(qū)，且廢紗和廢纖會集聚在該區(qū)域。為了避免這種現(xiàn)象，可以變換電動機的高低能區(qū)間，以消除死角。通過監(jiān)測過濾器的壓力，可知該吸風(fēng)裝置最高可以節(jié)能達(dá)66%(圖2)。

圖2 雙吸風(fēng)裝置(蘇拉青澤公司)

瑞士立達(dá)(Rieter)公司在吸風(fēng)節(jié)能方面另辟蹊徑。在環(huán)錠紡系統(tǒng)中，基本能將位于輸出羅拉底部的吸風(fēng)管的截面面積降低50%。該改進(jìn)后的截面尺寸足以吸住斷紗發(fā)生時可能出現(xiàn)的纖維。當(dāng)吸取大量纖維后，通風(fēng)孔會打開，將吸風(fēng)管道清理干凈。

2 紡紗技術(shù)

就紡紗技術(shù)的創(chuàng)新而言，紗線質(zhì)量是主要關(guān)注點。除改善紗線質(zhì)量外，提高紡紗生產(chǎn)率是另一個關(guān)注點，因為有些客戶可能對紗線質(zhì)量要求較低，而對生產(chǎn)率有著更高的要求。在這方面，瑞士立達(dá)公司與德國特呂茨勒(Trützshler)公司是技術(shù)創(chuàng)新的領(lǐng)導(dǎo)者。立達(dá)公司發(fā)現(xiàn)紡紗企業(yè)有大型化的趨勢，為此開發(fā)了更長的機型，并獲得了為此類大型企業(yè)評分的資格。其R 66型轉(zhuǎn)杯紡紗機可以實現(xiàn)700個紗錠和6個機器人的操作。結(jié)合新的紡紗箱，其紡紗方式邁出了紡紗方式多樣化發(fā)展的前進(jìn)步伐。這種轉(zhuǎn)杯紡機裝備了可替換式的纖維通道插件(圖3)，該技術(shù)部件為實現(xiàn)更高效的多種類纖維紡紗提供了可能。考慮到多種纖維的不同性能，有3種新型纖維通道插件可供選擇用于開松羅拉到纖維通道的過渡。其中一種通道插件為黏膠纖維專用，另一種用于其他材料，還有一種為聚酯纖維通道插件，還處于測試階段，預(yù)計在2016年第三季度發(fā)布。由于這些通道插件的引入，可充分考慮纖維的性能，進(jìn)而能明顯提升紗線強度。

圖3 適用于不同材料的優(yōu)化的纖維通道插件(立達(dá)公司)

立達(dá)在環(huán)錠紡紗機的主牽伸區(qū)引入了一個Ri-Q裝置。該裝置是一種全新的層合纖維導(dǎo)橋和間隔針的組合。這一改進(jìn)可以使所紡紗線IPI(常發(fā)性疵點值)降低20%。

立達(dá)公司還展出了其新型氣流紡機J 26。針對不同的聚酯纖維，該機型的P 26裝置對聚酯纖維的加工處理能力明顯提升。除必要的清理間隔時間可避免或延長外，紗線的強度還可提升約1 cN/tex。該裝置使用的技術(shù)與通過加水提高捻繩的捻接強度類似。高靈敏的Q 10清紗器可以檢測氣流紡紗線的弱節(jié)和氣流的微弱變化。因此，紗線質(zhì)量和性能的檢測被提前到紡紗階段。

日本Murata公司也提升了其現(xiàn)有技術(shù)。氣流紡由于纖維纏繞成紗的系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致最終成品手感粗糙。Murata公司則通過優(yōu)化噴嘴和提供額外設(shè)置加以改善。利用該技術(shù)生產(chǎn)的氣流紗織的織物手感與環(huán)錠紡接近，產(chǎn)量可以提升至500 m/min，機器能處理的纖維長度高達(dá)51 mm。此外，Murata氣流紡紗機也適合生產(chǎn)較粗的紗線，紗線線密度可高達(dá)58 tex。因此其可以紡制用于工作服的紗線。

特呂茨勒公司在所有領(lǐng)域都實現(xiàn)了頗具潛力的創(chuàng)新。其使用TCC Novodoff線重新開發(fā)了梳棉機的落卷網(wǎng)，使機器速度最高可達(dá)500 m/min。除了這項重大創(chuàng)新外，還發(fā)明了氣動啟動助手，這對梳棉機操作工極為有利。新引入的直徑為1 200 mm的條桶的體積比1 000 mm的大43%，顯著降低了后道精梳的附加流程。條桶體積增大導(dǎo)致其太重很難移動，為此，在條桶更換工序，通過機架變換，用移動牽伸頭的方式代替更換條桶(圖4)。

瑞士格拉夫(Graf+Cie)公司介紹了他們重新設(shè)計的、裝備新型Durelastic針布(圖5)的HiTop蓋板。新設(shè)計的針布可以降低針的變形，從而能長時間確保梳棉隔距的精確性。

圖4 TC 15梳棉機(特呂茨勒公司)

圖5 Durelastic針布(格拉夫公司)

在精梳領(lǐng)域，特呂茨勒公司采用新的拆卷驅(qū)動技術(shù)開發(fā)的獨具賣點的牽伸系統(tǒng)可調(diào)節(jié)功能，可優(yōu)化接頭過程，并可微調(diào)重疊區(qū)域，去除落棉。

立達(dá)公司的精梳機可以調(diào)整圓梳的高度，并可精確設(shè)置梳的8個位置，實現(xiàn)同等質(zhì)量的梳棉。精梳生產(chǎn)與準(zhǔn)備系統(tǒng)產(chǎn)量可達(dá)540～600 kg/h，自動化設(shè)計實現(xiàn)了6梳機器的安全供應(yīng)，并顯著降低了投資成本。

花式紗是一種極具市場價值的產(chǎn)品，意大利Pinter Fani公司和日本Toyota公司都展出了他們的花式紗變形系統(tǒng)。通過控制不同的輸入和中間羅拉，兩種不同的粗紗可被整合到一根紗中，紗線線密度可達(dá)8.6 tex。對于不同顏色的原紗，可以將不等量的纖維組合進(jìn)紗線中。

中國尚未對歐洲紡織工程領(lǐng)域形成很大的威脅。

目前中國市場份額已經(jīng)穩(wěn)定，這迫使中國制造商對機器進(jìn)行系統(tǒng)改造。中國經(jīng)緯紡機公司展出了一臺環(huán)錠紡紗機和一臺帶CoWeMat自動落紗系統(tǒng)的絡(luò)筒機，并分發(fā)了一臺仿制Murata MVS 870氣流紡紗機的宣傳冊。在環(huán)錠紡紗機加捻三角區(qū)下方有一個紅色盒子，里面配備了加熱陶瓷片，用以降低紗線毛羽。該裝置的能耗不高于3 W。

在過去的幾年中，在歐洲專利局注冊的中國專利每年增長15%。這雖不能代表創(chuàng)造力，但一個很簡單的事實是中國越來越重視專利。

德國邁耶西(Mayer & Cie)公司的紡紗-編織一體機在往屆ITMA上已有展示，本次展出的紡紗-編織一體機的牽伸系統(tǒng)有重大革新，其可以防止飛花。由于對牽伸系統(tǒng)的單獨控制，使得編織時可選用不同粗細(xì)的紗線，從而可獲得以往不能實現(xiàn)的效果(圖6)。

圖6 Spinit 3.0 E 紡紗-編織一體機的牽伸系統(tǒng)(邁耶西公司)

德國Terrot公司展出了Corizon機型，這是一種純牽伸系統(tǒng)，使用一根長絲、兩個飛花黏合器和一個氣流噴嘴，紡好的紗線被直接喂入標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)針織圓機。該機器的優(yōu)點已在某種程度上抵消了其需占用較大空間的缺點。

德國Textechno H. Stein公司展出了重新開發(fā)的MDTA4長度測試機(圖7)。他們與德國鄧肯道夫紡織與工藝研究所合作，為測試?yán)w維中灰塵和垃圾的儀器開發(fā)了新的組件，其中纖維長度的測試通過圖像處理完成。新技術(shù)的應(yīng)用首次使該系統(tǒng)實現(xiàn)了低成本、高效率。纖維長度分布可以用來測試?yán)w維的絕對長度，獲得以前無法得出的精確的短纖維含量指標(biāo)，短纖維含量對紗線的質(zhì)量和棉花的價格有著至關(guān)重要的影響。

圖7 MDTA4 纖維長度測試機(Textechno H. Stein公司)

3 自動化

人們對于工業(yè)4.0給予了很高的期望。要求機器完全自動化生產(chǎn)，且生產(chǎn)過程中機器之間可以相互關(guān)聯(lián)并自動優(yōu)化。目前，僅特呂茨勒公司在這方面有所建樹。近年來，在機器上使用傳感器和激勵器用以監(jiān)測或在某種程度上優(yōu)化機器狀態(tài)的紡機制造商越來越多。

據(jù)德國蘇拉青澤公司的宣傳資料介紹，他們從根本上改變了落卷系統(tǒng)，使得含高達(dá)200個牽伸頭的長機器落卷只需30 s而非之前所需的3 min。

展會上生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)隨處可見，但僅立達(dá)公司的“蛛網(wǎng)”系統(tǒng)可以實現(xiàn)紡紗廠數(shù)據(jù)全方位覆蓋(圖8)。

圖8 “蛛網(wǎng)”的智能手機界面(立達(dá)公司)

立達(dá)的“蛛網(wǎng)”系統(tǒng)不僅可采集通常的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和警報，還包含了氣候和能源數(shù)據(jù)。專家系統(tǒng)和維護(hù)支持也逐漸被整合到該系統(tǒng)中。當(dāng)今，由于可獲得的大量數(shù)據(jù)，企業(yè)管理者能夠全面掌握紡紗廠的情況。這些系統(tǒng)的用戶界面和圖形展示，使得其可以直觀地操作，不需要懂得它的語言。配件數(shù)據(jù)已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，因此那些易磨損和易變形的部件可以直接在網(wǎng)上訂購。機器保全和待執(zhí)行任務(wù)也可以顯示，如Muratec智能支持(MSS)。

瑞士的烏斯特(Uster)公司再次介紹了其Uster Quantum Expert 3系統(tǒng)(圖9)。根據(jù)新而全面的質(zhì)量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以預(yù)測每個生產(chǎn)步驟中紗線的質(zhì)量、紗線成品的起球情況及機織廠的紗線利用率。

圖9 烏斯特Quantum Expert 3 系統(tǒng)

鄭媛媛 譯 劉燕平 校

ITMA 2015：Innovations in spinning engineering

UmeHeitmann

Institute of Textile Technology and Process Engineering(ITV)， Denkendorf/Germany

At the ITMA 2015 in Milan/Italy， textile machinery manufacturers presented machinery and new developments from which the latest trends in textile engineering can be derived. Whereas cheaper machinery with a reduced range of functions was presented at the ITMA 2007 due to the threat of competition from the Chinese textile machinery industry， at the ITMA 2011， revolutionary new developments in machinery， e.g. the Saurer Oerlikon Autocoro 8 rotor spinning machine with automated individual spinning positions and magnetic bearing rotor， the Rieter Air Jet J 10 spinning machine and the new spin-knitting concept by Mayer & Cie. were on display. In 2015 it was much more the evolutionary innovations， a plurality of smaller but effective developments that can considerably reduce factor costs of the customers.

ITMA 2015； textile machinery； spinning； innovation