韓晨晨 傅佳佳 高衛(wèi)東
(江南大學(xué),江蘇無錫,214122)
2018中國(guó)國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)暨ITMA亞洲展覽會(huì)于10月15日至19日在上海國(guó)家會(huì)展中心舉行。該展會(huì)繼續(xù)秉承為全球紡織機(jī)械制造廠商和紡織行業(yè)客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的理念,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,為全球紡織機(jī)械制造企業(yè)與紡織業(yè)界專業(yè)人士打造了一個(gè)共同進(jìn)取的平臺(tái),方便全球的業(yè)界同仁在這里碰撞思想,交流理念,讓全球紡機(jī)新技術(shù)、新裝備和新理念在這里釋放新能量,精英企業(yè)在此摩拳擦掌,在號(hào)稱紡機(jī)屆的“奧林匹克”競(jìng)技場(chǎng)上進(jìn)行創(chuàng)新技術(shù)角逐。
從全球范圍來看,世界細(xì)紗機(jī)械主要集中在歐洲和亞洲。歐洲作為動(dòng)力細(xì)紗機(jī)械的發(fā)源地,先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯,總體技術(shù)一直處于領(lǐng)先水平,主要包括德國(guó)、瑞士、意大利等國(guó)。亞洲的日本、中國(guó)、印度等國(guó),細(xì)紗機(jī)械行業(yè)發(fā)展較為成熟、競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)充分,市場(chǎng)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)大型企業(yè)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向、眾多中小企業(yè)并存的局面。
目前,在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位的國(guó)外紡織設(shè)備制造商有瑞士立達(dá)公司(以下簡(jiǎn)稱瑞士立達(dá))、德國(guó)青澤公司(以下簡(jiǎn)稱德國(guó)青澤)、日本豐田公司(以下簡(jiǎn)稱日本豐田)等,國(guó)內(nèi)的有經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱經(jīng)緯紡機(jī))、常州同和紡織機(jī)械制造有限公司(以下簡(jiǎn)稱常州同和)、貝斯特機(jī)械制造有限公司(以下簡(jiǎn)稱貝斯特機(jī)械)、上海二紡機(jī)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱上海二紡機(jī))、湖北天門紡織機(jī)械股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱湖北天門)、中國(guó)人民解放軍第四八〇六工廠(以下簡(jiǎn)稱凱靈紡機(jī))等。有資料表明,全球超過80%的紡紗設(shè)備為環(huán)錠細(xì)紗機(jī)[1]。環(huán)錠細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)的品種多樣,對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng),紗線質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)良;通過適當(dāng)技術(shù)改造,可生產(chǎn)竹節(jié)紗、段彩紗等多種風(fēng)格的花式紗;環(huán)錠細(xì)紗產(chǎn)量約占全國(guó)細(xì)紗總產(chǎn)量的85%[2]。本文立足于2018中國(guó)國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)暨ITMA亞洲展覽會(huì),對(duì)其中展出的一些環(huán)錠細(xì)紗機(jī)最新技術(shù)進(jìn)行梳理和總結(jié)。
展會(huì)上國(guó)內(nèi)外眾多廠商對(duì)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)進(jìn)行了展示和推廣,與往屆展會(huì)相比,此屆展出的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)總體而言主要體現(xiàn)出以下特點(diǎn):運(yùn)轉(zhuǎn)高速化、品種寬廣化、驅(qū)動(dòng)數(shù)控化和監(jiān)控互聯(lián)化。
綜合分析此屆展會(huì)瑞士立達(dá)、德國(guó)青澤、日本豐田,國(guó)內(nèi)經(jīng)緯紡機(jī)、貝斯特機(jī)械、常州同和、上海二紡機(jī)、湖北天門、凱靈紡機(jī)等企業(yè)展示的最新一代細(xì)紗機(jī),基本都是通過提高細(xì)紗機(jī)錠速和增加錠子數(shù)量,以有效提高環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)效率。
瑞士立達(dá)展示的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)G37型和G38型以及集聚紡紗機(jī)K47型和K48型,采用全新的LENA錠子和高效的錠子驅(qū)動(dòng)電機(jī),設(shè)計(jì)錠速為25 000 r/min,實(shí)際生產(chǎn)速度可達(dá)20 000 r/min以上。
德國(guó)青澤展示的Zinser72型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)錠速為25 000 r/min,實(shí)際生產(chǎn)速度可以超過20 000 r/min,紡紗錠數(shù)2 016錠,打破了單機(jī)配置2 000錠的記錄,是目前國(guó)內(nèi)外安裝錠數(shù)最多、設(shè)備最長(zhǎng)的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)。
經(jīng)緯紡機(jī)的JWF1589型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)是根據(jù)當(dāng)前環(huán)錠紡發(fā)展趨勢(shì),為趕超國(guó)際先進(jìn)水平,滿足用戶對(duì)高速、節(jié)能、高穩(wěn)定性與可靠性的要求,自主研發(fā)整節(jié)裝箱的新一代細(xì)紗機(jī),如圖1所示。該細(xì)紗機(jī)實(shí)現(xiàn)了整節(jié)裝箱,每節(jié)調(diào)校后獨(dú)立裝箱,用戶安裝時(shí)整節(jié)對(duì)接即可。錠速可達(dá)23 000 r/min至25 000 r/min,達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
圖1 JWF1589型細(xì)紗機(jī)
湖北天門推出的TM5263E型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)采用單車頭型,最多可安裝1 632錠,實(shí)際錠速可達(dá)22 000 r/min;作為經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的單車頭型超長(zhǎng)集落環(huán)錠細(xì)紗機(jī),可最大限度地利用廠房面積,提高單位面積生產(chǎn)產(chǎn)能,減少生產(chǎn)成本。
國(guó)外新型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)錠速比目前國(guó)內(nèi)常規(guī)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)錠速提高了3 000 r/min至5 000 r/min,可使生產(chǎn)效率提高15%左右,這是一個(gè)很大的進(jìn)步;伴隨著技術(shù)進(jìn)步,國(guó)產(chǎn)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度已逐漸接近國(guó)外環(huán)錠細(xì)紗機(jī)水平。
豐富的紗線品種,能為環(huán)錠紡產(chǎn)品贏得更多的增值空間,創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益,增加環(huán)錠紡的生存空間,滿足當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品的需求。
目前,環(huán)錠紡紗的產(chǎn)品拓展主要通過產(chǎn)品的花式創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)。渦流紡和轉(zhuǎn)杯紡等新型紡紗技術(shù)產(chǎn)品趨于細(xì)號(hào)化發(fā)展,例如當(dāng)前村田噴氣渦流紡產(chǎn)品生產(chǎn)9.8 tex至59 tex紗,產(chǎn)品實(shí)用性范圍幾乎已達(dá)到全領(lǐng)域,優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品有粘膠紗、中粗號(hào)滌綸紗、滌粘混紡紗,弱勢(shì)產(chǎn)品有純毛紗、純棉紗、純麻紗等。傳統(tǒng)環(huán)錠紡在中粗號(hào)紗開發(fā)中優(yōu)勢(shì)消減。因此,花式紗是環(huán)錠紡品種拓展的主要有效途徑。在此屆展會(huì)上,國(guó)內(nèi)外環(huán)錠細(xì)紗機(jī)在品種適應(yīng)性方面均有明顯提升,特別是國(guó)產(chǎn)細(xì)紗機(jī)在品種開發(fā)及花式翻新中得到廣泛提升。
西班牙品特集團(tuán)[3]具有悠久的包芯紗、段彩紗、竹節(jié)紗等特種紡紗設(shè)備的生產(chǎn)歷史,其中馬賽克花式紗線裝置是通過加裝伺服電機(jī),電腦控制伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)中、后羅拉單獨(dú)交替運(yùn)行,細(xì)紗機(jī)前羅拉處加裝運(yùn)行速度檢測(cè)裝置,對(duì)前羅拉運(yùn)行全面檢測(cè),以控制中、后羅拉同步運(yùn)行。馬賽克花式紗線裝置如圖2所示,其牽伸機(jī)理如圖3所示。該裝置既可紡制竹節(jié)紗、段彩紗、段彩竹節(jié)紗、段彩平紗等花式紗,也可紡制具有獨(dú)特風(fēng)格和個(gè)性化特點(diǎn)的漸變花式紗。
圖2 馬賽克花式紗線裝置
圖3 馬賽克花式紗線裝置牽伸機(jī)理
無錫恒久電器技術(shù)有限公司在此屆展會(huì)上展示了CCZ-Ⅶ型伺服系統(tǒng)花色紗裝置,如圖4所示。該裝置通過高精雙伺服電機(jī)獨(dú)立控制中、后羅拉,配合PLC觸摸屏閉環(huán)跟蹤控制循環(huán),實(shí)現(xiàn)中、后羅拉轉(zhuǎn)速及牽伸參數(shù)在線可調(diào),不僅可生產(chǎn)粗細(xì)變化的紗,而且還可使紗在色彩上也有長(zhǎng)短不一的多元變化,其調(diào)控機(jī)理如圖5所示。與普通細(xì)紗機(jī)相比,花式細(xì)紗機(jī)具有動(dòng)態(tài)變化細(xì)紗牽伸倍率的功能,往往還增加粗紗牽伸通道數(shù)量,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)紗的材質(zhì)、顏色和細(xì)度三個(gè)參數(shù)的可控變化。隨著勞動(dòng)力成本等要素的變化,花式細(xì)紗技術(shù)將為我國(guó)紡紗行業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)方面注入新的活力,同時(shí)也會(huì)大大豐富紡織產(chǎn)品種類,滿足消費(fèi)者個(gè)性化的需求。目前,該產(chǎn)品已贏得了兩千多家客戶的信賴,并出口到東南亞國(guó)家。
圖4 CCZ-Ⅶ型伺服花色紗裝置
圖5 CCZ-Ⅶ型伺服系統(tǒng)調(diào)控機(jī)理
另外,晉中經(jīng)緯天盈公司展示了智能包芯紗裝置,通過數(shù)控包芯竹節(jié)紗裝置可紡制不同的單芯包芯紗、雙芯包芯紗、竹節(jié)紗以及包芯竹節(jié)復(fù)合紗等。南通金馳機(jī)電公司展示了JC-SF型竹節(jié)紗裝置,其包含工藝參數(shù)專家設(shè)定系統(tǒng)以及竹節(jié)紗、段彩紡等全方位技術(shù),只要在觸摸屏上輸入?yún)?shù),即可紡出不同品種和規(guī)格的紗線。
環(huán)錠細(xì)紗機(jī)花式紗控制裝置實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用,適應(yīng)的范圍越來越寬泛,翻改品種、工藝調(diào)整方便,不需要更換任何齒輪,節(jié)約了工作時(shí)間,提高了工作效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,設(shè)備更加靈活、經(jīng)濟(jì),滿足了用戶的不同需求。
目前驅(qū)動(dòng)數(shù)控化由機(jī)械技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機(jī)結(jié)合形成。根據(jù)市場(chǎng)需求變化擴(kuò)大機(jī)械的工藝性能,在擴(kuò)展電子技術(shù)應(yīng)用的同時(shí),更加注重節(jié)能與環(huán)保。環(huán)錠細(xì)紗機(jī)械應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)后機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化,性能改善,質(zhì)量提高,操作方便,提升了設(shè)備的檔次和水平。
2.3.1 電子牽伸系統(tǒng)
此屆展會(huì)上,瑞士立達(dá)發(fā)布了4種機(jī)型,包括G37型和G38型環(huán)錠細(xì)紗機(jī),K47型和K48型集聚紡紗機(jī)。G38型細(xì)紗機(jī)如圖6所示。4種機(jī)型均配備FLEXIdraft電子牽伸系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),該裝置可以縮短因更改紗線號(hào)數(shù)產(chǎn)生的停機(jī)時(shí)間,從而最大程度地延長(zhǎng)生產(chǎn)時(shí)間?;陔娮訝可煜到y(tǒng),減少了換批停車時(shí)間,靈活排產(chǎn),提升了機(jī)器的生產(chǎn)效率[4]。
圖6 G38型細(xì)紗機(jī)
德國(guó)青澤設(shè)計(jì)開發(fā)的最新成果是新一代的351/451型細(xì)紗機(jī),這是兩種分別用于棉紡和毛紡的模塊化細(xì)紗機(jī)。351型細(xì)紗機(jī)如圖7所示。其采用具有閉環(huán)控制的ServoDraft電子式牽伸系統(tǒng),能夠使換批時(shí)間降到最短,因而使機(jī)器具有較高的靈活性。紗線號(hào)數(shù)和捻度的改變能夠簡(jiǎn)單、迅速地通過機(jī)器控制面板來完成,在捻度和牽伸倍數(shù)范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)是無級(jí)變化的。采用EasySpin的牽伸倍數(shù)修正系統(tǒng),在牽伸倍數(shù)調(diào)整時(shí)不會(huì)產(chǎn)生紗線斷頭和紗疵,確保了牽伸倍數(shù)。對(duì)于較長(zhǎng)的細(xì)紗機(jī),機(jī)器兩側(cè)牽伸系統(tǒng)的中羅拉驅(qū)動(dòng)還采用SynchroDraft同步牽伸,能夠滿足多達(dá)1 488錠超長(zhǎng)細(xì)紗機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)要求[5]。
圖7 351型細(xì)紗機(jī)
經(jīng)緯紡機(jī)展出的JWF1589型高速智能細(xì)紗機(jī)使用了經(jīng)緯“9+1”智能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了智能化紡紗,具有電子牽伸、電子加捻、電子成形、電子剎車、斷電同步等功能,紡紗產(chǎn)量可提高15%至30%,鋼領(lǐng)板換向平穩(wěn),紗線張力穩(wěn)定,紡紗成形好,利于高速絡(luò)筒[6]。
2.3.2 單錠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
江陰華方新技術(shù)科研有限公司展示了智能電錠細(xì)紗技術(shù),細(xì)紗機(jī)每個(gè)錠子轉(zhuǎn)速采用電錠單驅(qū)動(dòng)控制,具體如圖8所示。錠子和牽伸部分實(shí)現(xiàn)獨(dú)立傳動(dòng),可以直接設(shè)定紡紗捻度,不用更換機(jī)械部件,簡(jiǎn)化的工藝操作,既降低了設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的部件,又降低了主軸部位設(shè)備故障率。在紗線質(zhì)量方面,電錠轉(zhuǎn)速非常穩(wěn)定,錠差幾乎為零,紗線捻度一致性好,使紗線強(qiáng)力CV、后工序染色一致性都有明顯提升。電錠技術(shù)的研發(fā)及成功應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)細(xì)紗設(shè)備錠子驅(qū)動(dòng)能耗的大幅降低,在同品種一落紗標(biāo)準(zhǔn)條件下,可以降低能耗20%左右。
圖8 電錠技術(shù)
太平洋機(jī)電集團(tuán)(上海)科技有限公司展示了PFA1505型智能電錠細(xì)紗機(jī)。電錠細(xì)紗機(jī)錠子部分采用單錠單電機(jī),單獨(dú)驅(qū)動(dòng),取消了主軸、滾盤、張力輪、錠帶等傳動(dòng)件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;不再有高速運(yùn)轉(zhuǎn)主軸及滾盤類傳動(dòng),使整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),振動(dòng)和噪聲降低,可實(shí)現(xiàn)20 000 r/min及以上的高速紡紗;單紗捻度CV比傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)的紗要好,加捻效率更高,成紗最低強(qiáng)力略高,更有利于減少細(xì)紗斷頭。
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的全面推進(jìn),先進(jìn)傳感器、機(jī)器人、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及,現(xiàn)代信息控制技術(shù)運(yùn)用了數(shù)據(jù)采集與處理、反饋控制、人機(jī)界面等智能化功能,具有處理速度快、計(jì)算精度高、可靠性高、工作全自動(dòng)以及適用范圍廣、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可進(jìn)行生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)管理,使傳統(tǒng)紡紗逐步邁向智能化時(shí)代。
據(jù)了解,瑞士立達(dá)在此屆展會(huì)上發(fā)布了全新的數(shù)字化紡紗套裝平臺(tái),將數(shù)字化系統(tǒng)UPtime和SPIDERweb蛛網(wǎng)集成到G37型和G38型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)以及K47型和K48型集聚紡細(xì)紗機(jī)中。G38型和K48型細(xì)紗機(jī)集成了升級(jí)版的ISM Premium單錠監(jiān)測(cè)系統(tǒng),與G32型和K42型細(xì)紗機(jī)相比,客戶可節(jié)省大約5%的人工成本;G37型和K47型細(xì)紗機(jī)標(biāo)配基礎(chǔ)版單錠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)ISM Basic,與G32型和K42型細(xì)紗機(jī)相比,客戶可節(jié)省大約3%的人工成本。通過數(shù)字化紡紗套裝平臺(tái)點(diǎn)擊操作便可完成對(duì)紡紗廠的運(yùn)營(yíng)和控制。
德國(guó)青澤通過模塊化設(shè)計(jì)原則,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)了351型和451型細(xì)紗機(jī),可選配Filaguard斷頭檢測(cè)裝置,DataGuard加工過程的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),Ringpilot生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示系統(tǒng)等,基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的參數(shù)和大數(shù)據(jù)分析,識(shí)別差異和產(chǎn)生的原因,減少用工。
經(jīng)緯紡機(jī)展示了JWF1597型高速智能型細(xì)紗機(jī),選配有一體化設(shè)計(jì)的經(jīng)緯四羅拉集聚紡系統(tǒng)、諧波治理及電能檢測(cè)、精確計(jì)數(shù)落管、捻度精確控制、紡紗工藝專家系統(tǒng)、單錠檢測(cè)與粗紗停喂、智能聯(lián)網(wǎng)等功能,實(shí)現(xiàn)了紡紗工藝的一鍵導(dǎo)航,根據(jù)用戶紡紗品種調(diào)用、修改和保存工藝參數(shù),提高紡紗廠運(yùn)營(yíng)能力,以助力客戶打造“智能紡織工廠”為著力點(diǎn),向市場(chǎng)提供成套化的紡機(jī)裝備和全流程的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
另外,日照品特裕華紡織科技有限公司展出了EFFISPIN高效紡紗系統(tǒng);普瑞美(江蘇)紡織電子儀器有限公司展出了UITIMO細(xì)紗機(jī)在線單錠檢測(cè)系統(tǒng);江蘇常州威克威爾公司展出了D-Z800型環(huán)錠紡單錠智能化在線檢測(cè)系統(tǒng)等,采用單錠獨(dú)立光電傳感器指示,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)每個(gè)紗錠的運(yùn)行狀況,監(jiān)測(cè)和優(yōu)化紡紗張力,在斷紗后自動(dòng)切斷粗紗,簡(jiǎn)化工藝操作,在提高制成率的同時(shí),又大大降低能耗。
生產(chǎn)過程監(jiān)控互聯(lián)化將使人、設(shè)備、軟件系統(tǒng)融為一體,互聯(lián)互通,大大提升紡織機(jī)械的技術(shù)水平和生產(chǎn)效率,降低人為因素的干擾,快速推動(dòng)企業(yè)技術(shù)水平、管理水平、快速反應(yīng)能力的提升,增強(qiáng)企業(yè)創(chuàng)新能力。數(shù)字化、信息化、智能化等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用,將不斷推動(dòng)紡紗工業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)生產(chǎn)方式的變革,互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等快速發(fā)展也將為紡織機(jī)械的個(gè)性化制造和服務(wù)創(chuàng)新提供有力的技術(shù)支持和保障。
此屆展會(huì)在很大程度上推動(dòng)了紡織行業(yè)供需之間的對(duì)接和交流。隨著紡織機(jī)械技術(shù)不斷進(jìn)步,國(guó)內(nèi)外環(huán)錠細(xì)紗機(jī)在提高生產(chǎn)效率、減少用工、豐富紗線種類和節(jié)能降耗等方面有顯著進(jìn)步,技術(shù)日趨連續(xù)化、自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化。當(dāng)前我國(guó)紡織機(jī)械市場(chǎng)參與廠商眾多,國(guó)產(chǎn)品牌已可基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,與國(guó)外雖存在一定技術(shù)差距,但國(guó)產(chǎn)替代穩(wěn)步推進(jìn)。且伴隨技術(shù)進(jìn)步,我國(guó)紡機(jī)產(chǎn)品已逐步在東南亞、南亞及歐美等市場(chǎng)得到認(rèn)可,未來有望進(jìn)一步拓展海外市場(chǎng)。
在這個(gè)充滿變革的時(shí)代,科技水平日新月異,在精細(xì)化、高效率、可靠性、適紡性等方面滿足用戶的個(gè)性化需要,網(wǎng)絡(luò)制造、智能制造等先進(jìn)的信息化和智能化生產(chǎn)方式將成為未來紡織機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)方式的變革方向,逐漸向紡織生產(chǎn)過程工藝參數(shù)的在線檢查、顯現(xiàn)、主動(dòng)控制、主動(dòng)調(diào)節(jié)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方向開展。作為紡織企業(yè),只有加快自身的知識(shí)更新速度,第一時(shí)間掌握最新技術(shù),不斷變革,方能在日趨熾熱化的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。