吉學(xué)齊

(山東日發(fā)紡織機械有限公司，山東 聊城 252000)

1 斷經(jīng)自停裝置的作用

在織機生產(chǎn)過程中，經(jīng)紗系統(tǒng)在開口機構(gòu)的驅(qū)動下，按工藝要求反復(fù)上下交錯形成梭口，并與緯紗交織形成織物組織。在織造過程中經(jīng)紗之間存在相互摩擦，同時為了利于形成清晰梭口，要給經(jīng)紗增加一定張力，因此斷經(jīng)難以避免[1]。

為了保證斷經(jīng)后織機能夠馬上停止，不至于出現(xiàn)疵布，必須使用斷經(jīng)自停裝置。目前，在噴氣、劍桿織機上使用最多的是停經(jīng)片式斷經(jīng)自停機構(gòu)，利用電氣原理采集斷經(jīng)信號，通常叫做停經(jīng)架。此外還有機械式斷經(jīng)自停裝置，機構(gòu)復(fù)雜，機械傳動環(huán)節(jié)較多，整體靈敏度低，不適應(yīng)高速織機，多應(yīng)用在有梭織機上，本文不再討論[2]。

織機生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)斷經(jīng)時如果不能立即停機，會導(dǎo)致布面出現(xiàn)缺經(jīng)、經(jīng)縮、跳花等疵點，從而產(chǎn)生疵布，且擋車工處理斷經(jīng)時難度較大、用時較多，對織機的織造效率影響較大，因此自停裝置的性能直接影響織物的合格率以及整機的工作效率。

2 停經(jīng)片式斷經(jīng)自停裝置工作原理

2.1 信號采集原理

現(xiàn)有斷經(jīng)自停機構(gòu)以停經(jīng)片作為檢測器件，其工作原理如圖1所示。停經(jīng)片依次穿在停經(jīng)桿上，

停經(jīng)桿為3層結(jié)構(gòu)，內(nèi)接觸桿與外接觸桿一般采用銅鋅合金、不銹鋼或鋁，以保證良好的導(dǎo)電性能，二者中間隔著絕緣層，內(nèi)、外接觸桿構(gòu)成導(dǎo)電兩極，兩極電壓為DC 24 V常開。停經(jīng)桿安裝在固定支架上，每個停經(jīng)片對應(yīng)穿入1根經(jīng)紗。由于經(jīng)紗張力的存在，工作時停經(jīng)片懸浮在停經(jīng)桿上。當(dāng)經(jīng)紗出現(xiàn)斷頭或者經(jīng)紗過分松弛時，張力消失，停經(jīng)片依靠自重落下，頂部和停經(jīng)桿內(nèi)接觸桿接觸，由于停經(jīng)片的頂部采用35°斜角，其內(nèi)側(cè)面靠緊在停經(jīng)桿外接觸桿上，從而使內(nèi)接觸桿與外接觸桿導(dǎo)通，發(fā)出斷經(jīng)信號，由織機控制系統(tǒng)發(fā)出停機信號，織機停止。

停經(jīng)片由鋼片沖壓而成，有開口式和閉口式兩種，其型號、尺寸規(guī)格、質(zhì)量與紗線種類、經(jīng)紗密度、織機型式、織機運行車速等因素有關(guān)。一般經(jīng)紗密度大、車速高時宜選用質(zhì)量較大的停經(jīng)片，毛織品種用停經(jīng)片質(zhì)量較大，絲織品種用停經(jīng)片質(zhì)量較輕。

停經(jīng)片穿在停經(jīng)桿上的最大密度與經(jīng)紗密度和停經(jīng)片的厚度有關(guān)，如果經(jīng)紗較細，停經(jīng)片的密度可以大一些，如果停經(jīng)片密度超過允許密度范圍，可以增加停經(jīng)桿數(shù)量來降低密度，否則會影響斷經(jīng)后停經(jīng)片的下落速度，從而影響信號的靈敏度。目前在無梭織機領(lǐng)域里最常用的是6列停經(jīng)桿，在經(jīng)密較高或者幅寬較大時也有應(yīng)用8列或者10列停經(jīng)桿。

2.2 停機原理

織機控制系統(tǒng)檢測到斷經(jīng)信號后停機原理見圖2。斷經(jīng)后停經(jīng)片落下，停經(jīng)桿內(nèi)、外接觸桿導(dǎo)通，信號輸入到邏輯控制門后，并不立即發(fā)出停車指令，而是當(dāng)織機主軸轉(zhuǎn)動到設(shè)定的相應(yīng)位置后，織機主軸上的同步信號器也發(fā)出信號，邏輯控制門綜合這兩個信號后，才輸出電壓信號，觸發(fā)驅(qū)動電路，由電磁制動器把織機制動在設(shè)定的停車位置。為方便接頭操作，通常停車位置設(shè)定為綜平位置，一般為290°～300°，因綜平位置的經(jīng)紗張力最小，有利于減少停機過程中經(jīng)紗的塑性變形，盡可能避免開車橫檔問題。邏輯控制門輸出信號的提前量等于電磁制動片吸合時間加上制動過程時間，這些時間再折算為織機主軸轉(zhuǎn)角的度數(shù)來計算。

2.3 不足

停經(jīng)片式斷經(jīng)自停裝置是目前應(yīng)用最多的斷經(jīng)自停裝置，能滿足大多數(shù)織物品種的生產(chǎn)需求，但也存在不足：一是為了導(dǎo)通停經(jīng)桿內(nèi)、外接觸桿，停經(jīng)片必須采用鋼質(zhì)材料，自重較大，工作過程中經(jīng)紗必須要有比較大的張力才能保持好停經(jīng)片的工作狀態(tài)；二是停經(jīng)片與經(jīng)紗接觸過程中，金屬材質(zhì)對經(jīng)紗的磨損較嚴重，容易起毛，增加斷經(jīng)風(fēng)險，也會導(dǎo)致布面風(fēng)格下降，為此必須加大經(jīng)紗的上漿率，這又會導(dǎo)致漿紗成本上升及效率下降，也加大下機坯布在染整前漂洗退漿的成本；三是上漿后的經(jīng)紗加大了筘和綜的磨損，縮短其壽命，增加了成本；四是當(dāng)織物原材料為諸如化纖之類的特殊紗線時，存在靜電問題，紗線容易粘連導(dǎo)致斷經(jīng)而不停機。這些都造成了資源浪費，增加了紡織廠的維護成本，降低了機臺效率，有必要設(shè)計開發(fā)更加合理的斷經(jīng)自停裝置。

3 新型光電式斷經(jīng)自停裝置工作原理

針對現(xiàn)有停經(jīng)片式斷經(jīng)自停裝置的缺陷，開發(fā)了新型光電式斷經(jīng)自停裝置。新裝置用支撐桿代替停經(jīng)桿，不再采用金屬材質(zhì)的停經(jīng)片，而是采用塑料遮光片代替停經(jīng)片，在經(jīng)紗斷裂時塑料遮光片掉落遮擋住相應(yīng)的紅外線光束來采集斷經(jīng)信號。新型光電式斷經(jīng)自停裝置結(jié)構(gòu)簡單，紗線品種適應(yīng)性好，工作穩(wěn)定可靠，經(jīng)紗無需上漿或者可以采用輕上漿工藝即可進行織造，降低了織造廠家的綜合成本，且適應(yīng)高速，光電式斷經(jīng)自停裝置結(jié)構(gòu)見圖3。

紅外線發(fā)射端和接收端通過調(diào)節(jié)支架安裝在固定擋板上，固定擋板安裝固定在機架上。紅外線接收端和發(fā)射端分別安裝在調(diào)節(jié)支架A，B上后，通過調(diào)節(jié)螺母，調(diào)整紅外線發(fā)射端和接收端在調(diào)節(jié)支架長槽孔內(nèi)的位置，實現(xiàn)上下位置的調(diào)整；通過調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)整調(diào)節(jié)支架A，B在長槽孔內(nèi)的位置，實現(xiàn)傳感器左右位置的調(diào)整，確保紅外線發(fā)射端發(fā)出的紅外線信號可以被相對應(yīng)的接收端接收到，如圖3中的11紅外線束(未遮擋)；確保每列支撐桿上的塑料遮光片掉落時可以遮擋住相應(yīng)的紅外線光束，如圖3中的12紅外線束(遮擋)。紅外線接收端和發(fā)射端采用波長接近的光敏三極管。

在織機正常工作時，塑料遮光片被經(jīng)紗拉起，不遮擋紅外線光束，此時接收端可以檢測到發(fā)射端發(fā)出的紅外線光束，判定為經(jīng)紗未斷。當(dāng)經(jīng)紗發(fā)生斷經(jīng)或者極端松弛時，塑料遮光片在重力作用下掉落，遮擋紅外線光束，此時相應(yīng)的接收端接收到發(fā)出的紅外線光束消失，判定為經(jīng)紗已斷。

當(dāng)紅外線光束被遮光片遮擋出現(xiàn)斷經(jīng)后，接收端光敏管輸出低電位信號，經(jīng)控制電路判斷，同時輸出端發(fā)出信號，由接收端將斷經(jīng)信號發(fā)送到控制模塊，控制模塊根據(jù)接收端的信號確定斷經(jīng)發(fā)生位置，并由織機控制系統(tǒng)發(fā)出織機停車，該部分控制過程與圖2所示過程一樣。

4 兩種斷經(jīng)自停裝置應(yīng)用效果對比

新型光電式斷經(jīng)自停裝置開發(fā)成功后，在魯泰紡織股份有限公司的噴氣織機上進行了試用，結(jié)果顯示，新型光電式斷經(jīng)自停裝置在超細號纖維、經(jīng)向全滌等難度較大的品種上效果良好。由于超細號纖維品種斷裂強力低、不耐磨、上機織造難度大、經(jīng)停高，對器材的耐磨性能提出了更高要求；使用傳統(tǒng)的停經(jīng)片式斷經(jīng)自停裝置時，停經(jīng)片對經(jīng)紗表面漿膜及毛羽摩擦較大，停經(jīng)片位置容易起毛羽，造成積花導(dǎo)致經(jīng)紗損傷或斷頭，無法滿足生產(chǎn)要求。使用新型光電式斷經(jīng)自停裝置后，用塑料遮光片代替停經(jīng)片，質(zhì)量明顯減輕。例如1.2萬片金屬停經(jīng)片總質(zhì)量約為39 kg，使用新型光電式斷經(jīng)自停裝置后，塑料遮光片總質(zhì)量約為9 kg，經(jīng)紗張力可以適當(dāng)減小，也避免了停經(jīng)片對經(jīng)紗的磨損，同時在全滌經(jīng)紗品種織造時，新型塑料遮光片還可以避免靜電產(chǎn)生，提高了裝置靈敏度。

新型光電式和停經(jīng)片式斷經(jīng)自停裝置，織造同品種效果對比見表1。

表1 兩種斷經(jīng)自停裝置織造效果對比

從表1可看出，采用新型光電式斷經(jīng)自停裝置，品種1的10萬緯經(jīng)停次數(shù)降低約54.5%，機臺效率提高了3.3%；品種2的10萬緯經(jīng)停次數(shù)降低約71.6%，機臺效率提升了3.9%。采用遮光片后，質(zhì)量減輕，經(jīng)紗張力減小，開口更加清晰，緯停也有所改善，品種1的10萬緯緯停減少0.43次，品種2的10萬緯緯停減少1.14次，均取得良好效果。試驗用塑料遮光片厚度為0.35 mm，質(zhì)量為0.07 g/片。此外，使用新型光電式斷經(jīng)自停裝置不影響使用自動穿筘機，可實現(xiàn)機穿塑料遮光片。

采用新型光電式斷經(jīng)自停裝置除能提高效率、降低斷經(jīng)次數(shù)之外，其采購及使用維護成本也明顯降低。金屬停經(jīng)片售價約為0.37元/片，塑料遮光片售價約為0.08元/片，以每臺主機配備1萬片計，可節(jié)約2900元/臺；按年損耗5%計，即每年損耗的遮光片比停經(jīng)片又可節(jié)約145元/臺。因此，采用新型光電式斷經(jīng)自停裝置后，一次性采購成本以及每年的維護成本均下降。由于塑料遮光片質(zhì)量輕，經(jīng)紗上漿率較采用金屬停經(jīng)片時有所下降，漿紗效率提高，節(jié)省漿料，降低漿紗成本。

5 結(jié)語

新型光電式斷經(jīng)自停裝置研發(fā)成功后，在實際應(yīng)用中取得了較好效果，尤其是在超細號纖維、經(jīng)向全滌等難度較大的品種上效果良好。其整體結(jié)構(gòu)簡單，品種適應(yīng)性好，使用后斷經(jīng)緯停次數(shù)明顯減少，提高了整機效率，采購及使用維護成本均有下降，同時由于塑料遮光片質(zhì)量輕，經(jīng)紗張力減小，降低了經(jīng)紗磨損，經(jīng)紗采取輕上漿或不上漿工藝，降低了經(jīng)紗對筘和綜等器材的磨損，延長了織造器材的使用壽命，降低了成本，提高了織造企業(yè)經(jīng)濟效益。