空气压力和喷嘴设定对喷气织机断纬率的影响

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

NMIMS大学 纺织品功能中心(印度)

喷气织机多用于棉织物和化纤织物的织造。经过几十年的研究和试验，现代织机具有生产效率高和断头率低的特点。有学者为减少喷气织机上单喷嘴的空气消耗，对气体的流场进行了分析，并开发出通过特殊波纹式管道片通道完成在织物幅宽方向上引入纬纱的喷气织机。在接力引纬喷气织机上，多个辅助喷嘴在面料的幅宽方向上排列且指向钢筘的异形部分，在引纬过程中，它们按照标准设置交替打开或关闭。由此可建立相应引纬数值模拟分析，以提高织物织造过程中的引纬速率。减少断纬率是织造过程中节约能耗的一项重要操作，可通过优化辅助喷嘴的启动时间实现。引纬长度由织物的幅宽决定，这取决于单喷嘴气流引纬系统的力学特性及喷嘴的结构设计和性能。引纬过程中，所需的空气量由织机的宽度和一对主喷嘴决定，而辅助喷嘴可加快纬纱经过筘幅的速度。这一过程中的张力变化会造成纬纱断纱和停机，从而降低生产效率。旋转式压缩机根据织机和风量的要求产生压缩空气，以保持气流输送(FAD)。实际气流速度与设定气流速度不同，其气压由主喷嘴和辅助喷嘴相对应的气流调节器调节。纱线性能和机器状态是引起织造过程中能量损耗的原因。通过有效控制压缩空气系统和喷嘴的设定可减少断纱的发生，从而节省能源、降低机器停机时间，提高生产效率。降低压缩气体压力和优化织机梭口的相对湿度均可提高织机的生产效率。目前，现代织机上的纬纱大多储存在大型锥形筒上，在喷气织机的织造过程中，引纬必须保持纬纱退绕张力稳定，否则织物性能将会发生大幅度改变。

1 材料与方法

研究的试验部分在印度孟买人造棉时尚有限公司(BRFL)提供的喷气织机上完成，各类具体参数如表1所示。通过一系列预试验并根据标准设定主喷嘴参数，其气压设定的具体值如表2所示。

表1 织物相关参数

表2 主喷嘴气压参数设定

1.1 试验

1.1.1 引纬时间(辅助喷嘴)

一个完整的喷气引纬过程由一系列动作构成。首先打开主喷嘴，将纬纱从储纬器上释放出并喂入梭口，再开启辅助喷嘴，纬纱在气流的引导下到达织机另一侧，此时关闭喷嘴，切断纬纱，完成一次引纬。图1为典型的主喷嘴和辅助喷嘴引纬时序图。辅助喷嘴的设定需确保使纬纱头端穿越织机。

1.1.2 辅助喷嘴的调整和压力设定

理想的情况是波动的纬纱处于气流通道中心线稍高的位置。若纬纱波动较大，应按以下方式进行调整：将辅助喷嘴安装角由3°调小为2°；将辅助喷嘴的位置从第二个标记处提高到第三个标记处；增加辅助喷嘴气压；清洁钢筘。若波动纬纱低于气流通道的中心位置，应按以下方式进行调整：将辅助喷嘴安装角由3°调大至4°；将辅助喷嘴之间的距离从80 mm减小至75 mm。

图1 引纬时序图

1.1.3 压力设定

织机运行时，在设置主喷嘴压力的同时设置辅助喷嘴压力。将压力表插入调节箱内的耦合器中；转动气压调节器的手柄，将压力值调至比主喷嘴压力高0.1 MPa；调整压力，使织机运行过程中不会出现短纬、弓纬、长短纬或松纬现象；纬纱飞行到达角度应尽可能稳定(±10°)；当织机转速增大时，引纬到达时间将被推迟。

提高辅助喷嘴的气压，空气消耗量会增加，纬纱的运行状态会有很大的改善。但若辅助喷嘴压力过高，一些纬纱可能会被吹走；若辅助喷嘴压力过低，可能会出现长短纬的问题。

1.1.4 电磁阀

电磁阀是一种用于控制压缩空气流量的机电装置，如图2所示。电磁阀由通电线圈控制。电流经过线圈，产生磁场，使得气阀内的柱塞打开通气。当线圈断电后，阀座将返回至断开气流状态。

图2 电磁阀

对于直动式电磁阀，需直接打开或关闭阀门内的卸压孔。先导式(也称伺服式)电磁阀中则由柱塞开启和关闭卸压孔。卸压孔引进的气道压力可打开和关闭密封阀门。应用电磁阀可对压缩空气进行自动控制。

2 结果与讨论

表3列出了辅助喷嘴的3种不同时间参数设定。试验结果表明，3种工作参数设置中，设置3的纬纱断纱率比设置2和设置1(标准设置)的低。

表3 辅助喷嘴的喷射时间

2.1 减少断纬率与提高织机效率

织机的运行效率取决于业内整体技术和经验、操作人员的技能、机器的维护和机器参数设定等。在引纬过程中，可通过优化气压值尽量减小断纬率。压缩空气的使用成本与原料成本相当，因此可通过尽量减少空气损耗及控制喷嘴的启动时间和辅助喷嘴的喷射时间，延迟空气压缩机的重新开启时间。在这种情况下，与标准设置1相比，通过改变喷嘴的开关设定(设置2和3)，每十万纬停机率(CMPX)大大减少(图3)。缩减喷嘴工作时间可减少断纬和气流运行时间，有助于提高织机的工作性能。

图3 纬纱断纱率与辅助喷嘴设置间的关系

3 结论

通过试验可知，调整喷嘴织机上的辅助喷嘴开关时间可实现压缩空气的最优化利用，并有助于控制纬纱的断纱率和有效利用织机。研究发现，将辅助喷嘴的喷射时间从74.88°降低到54.87°，断纬率可降低60%，织机的运行效率提高40%。同时，通过保持辅助喷嘴通气时间内的工作压力，可显著降低纬纱断纱率，提高织机效率和产量。