穿筘机研究综述-机械论文发表

穿筘机研究综述
张钢 周展

摘要: 分析了国内外穿筘机行业规模、现状以及我们与世界先进技术水平的差距,提出生产我国自主知识产权的自动穿筘机的重要性，并向高品质、大规模化发展的策略。
关键词: 穿筘机、钢筘、钢综、综框
一 前言
随着经济全球化和高新科学技术改造传统产业进程的不断加快，纺织行业竞争日益加剧，这对我国纺织工业既是新的机遇和新的挑战，同时也是中国从纺织大国建设纺织强国的关键。加快科技进步，不仅是中国纺织工业应对新机遇和新挑战的内在要求，也是我国全面建设小康社会和在2020年基本实现国家工业化的客观需要。建设纺织强国的根本性因素是依靠纺织科技生产力的跨越式进步，实现劳动生产率的大幅提高[1]。
穿筘作为织布中的重要环节却没有基本上实现机械自动化，严重影响了织布的效率，不利于纺织业的长期发展。基于此我们需要研究一种自动穿筘机。目前国内的自动穿筘机都是基于电磁原理的G177系列的自动穿筘机。该系列的插筘刀片运转速度比较慢，挡车工在跳两次刀子之间需等一会，造成操作不连贯，影响产量。且卡筘比较多，人力物力消耗较大。
因此有了我国自主知识产权的自动穿筘机，不仅可以填补我国自动穿筘机的技术空白，为我国的纺机工业贡献力量，可以加快我国的织机开发速度和国产织机赶超世界先进织机的步伐，国产化设备的使用，维护，升级方便，降低了织造品的生产成本，提高了设备的投资回报率，进而有利于推广新型织机的使用。对纺织企业来说，国产化设备的使用，维护，升级方便，降低了织造品的生产成本，提高了设备的投资回报率，进而有利于推广新型织机的使用[2]。
二 主题部分
1国外的开发研究现状
1.1 Typhoon穿筘机
国外比较先进的自动穿筘机是德国Oskar Fischer生产的新型气动Typhoon穿筘机应用激光无接触定位筘齿。电子单元使得程序重复或者跳过筘齿变为可能。只要简单地按一下按钮，就可以向前或向后跳过几个筘齿。万一发生断电，一个内置的存储器能将所有的数据保存下来[3]。
1.2 气流式半自动穿筘机
日本研制的半自动气动穿筘机同样利用压缩空气将纱线吹过筘隙[12]。
气流式半自动穿筘机，其机械结构，系由穿筘位置的检测装置与穿筘装置两部分组成。
(1)穿筘位置的检测装置
穿筘位置的检测装置的支持台用脉冲电机驱使，沿导轨滑动。其动作为间歇式的，就是有时滑动前进，有时进行穿筘动作。反射式光电传感器则一边对筘齿平行移动，一边顺次检测筘齿的间隙。
检测装置的反射式光电传感器，设置在筘齿下方的支持台上，在穿筘装置的纱吹出口对准筘齿间隙的时候，即为检测位置。
需要注意的是，反射式光电传感器，一旦遇到表面生锈的筘齿，或者遇到筘齿表面有尘埃附着的时候，传感器就不能检测而越行过去。因此，为了判断是否为正确的穿筘位置，检测装置上附有计数脉冲信号的比较仪，通过实际脉冲计数与予先的设定值进行比较，控制检测动作，这样就万无一失了。
(2)穿筘装置
穿筘装置是由穿经喷咀、纱诱导器及筘齿间隙扩展装置三个主要部分组合而成的。
① 穿经喷咀
穿经喷咀设有狭缝状的空气通路。由于供气口的断面积小于喷咀吹出口的断面积，因此，向供气口供给的气流，在喷咀的纱导入口近处产生负压，利用这负压的作用，经纱从纱导入口被导入喷咀内，然后再从喷咀的空气吹出口，吹向筘齿的间隙。
② 纱诱导器
纱诱导器是把通过筘齿间隙的经纱的端部，导入筘齿的前端侧的装置。纱诱导器上具有细长的狭诱导沟。在诱导器出口的附近，另有纵长的窗孔。为了通过筘齿的间隙，在纱诱导器的两侧检测经纱，安装了透过式光电传感器。
③ 筘齿间隙扩展装置
筘齿间隙扩展装置主要由喷气咀和遮蔽板两部分组成。利用弹簧的压力，把遮蔽板推向筘齿的里侧，这时，如果从遮蔽板向筘齿喷射气流，气流被遮蔽板遮蔽，产生水平方向的压力，利用这压力就能使豁齿间隙得到扩展。
(3)穿筘动作
穿筘装置的一系列动作：
① 穿筘装置沿筘齿横向移动，当纱吹出口对准筘齿的间隙，通过位置检测传感器发出的信号，穿筘装置停止移动。
② 在上述状态，如果将织轴上的经纱，从穿经喷咀的纱导入口送全纱供给口，就可以通过纱检测传感器的信号，对穿经喷咀的空气供给口供给气流。
③ 筘齿扩展装置的原理为穿经喷咀的空气吹出口的气流，通过筘齿的间隙，流入纱诱导器内，因此，喷咀口内的纱导入通路的开口端附近产生负压，由于这负压的作用，经纱吸人狭缝内。然后再从空气吹出口吹出，通过筘齿的间隙。
④ 通过筘齿间隙的经纱，在从纱诱导器出口排出的同时，易从逃逸孔排至喷咀的外部。
⑤ 通过安装在纱诱导器上的检测传感器的信号，穿筘装置移动到下一对筘齿的间隙。这就是穿筘动作的一个周期。
总起来看，气流式半自动穿筘机通过试验可以证实以下各点：
(1)利用气流穿筘，在操作过程中，筘齿带伤痕的情况完全没有了。由于筘齿不再带有伤痕，织物的经向条花、断经、断纬大为减少，提高了织物质量。
(2)利用气流原理研制的筘齿间隙扩展装置，对60齿/25.4mm以上的筘，当气压控制在3kgf/cm2即290kpa的时候，筘齿的间隙扩大率能达300％。从这一效果看，对80齿/25.4mm以上的高密度筘齿的间隙扩大也将是没问题的。
(3)利用反射式光电传感器研制的穿筘位置检测装置，能够对一般筘齿进行位置检测，检测时从传感器直接读出筘齿位置，根据读出的结果，在驱动脉冲电机的同时，再通过比较仪，对实际脉冲计数与设定值进行比较，就能完全有效地检测出正确无误的穿筘位置。
由于织机类型、品种、型号很多，可以设计多种系列的全自动穿筘机，产业化前景非常好[4-6]。
2 国内研究开发现状
2.1 G177系列的自动穿筘机
目前国内的自动穿筘机都是基于电磁原理的G177系列的自动穿筘机[5]，但G177型穿筘机结构比较简单，能适应一般织物的生产，但对细号、高密品种就有所不适应，生产质量较低，钢筘和插筘刀片损坏比较严重，工人劳动强度高[14]，尤其是生产平纹高密度品种，挡车工用四钩穿线，插筘刀片必须跳动两次，平均要动作5000-6000次/班,而该机的插筘刀片运转速度比较慢,挡车工在跳动两次刀子之间需等一会,造成操作不连贯,影响产量[1,4]，
2.2 SG188型三自动穿筘机
由上海甘福纺织机械厂研制的SG188型三自动穿筘机，该机的技术水平与国内同类产品相比，在分纱，吸片，插筘，电箱和夹纱等主要方面处于领先地位，它具有以下几个特点：
(1)螺杆式自由变速分纱机
有19档变化速度，翻改品种不用调换变换牙，增加品种适应性，提高分纱准确率。
(2)交直流两用吸片机
在线圈外加装接线板，延长使用寿命，吸片稳定准确。
(3)插筘机
单独成机，提高了插筘的准确率，吸力稳定，使用安全，筘架改为可调式，阔筘狭筘均可使用。
(4)穿筘机电箱
采用可控硅整流，把交流电改为直流电，使用寿命长。
(5)五自动偏心辊夹纱
操作方便，不易损坏；并可自由升降，保证纱尾长短合乎插筘要求。
(6)分纱机导轨
分纱机前进速度平稳，无阻轧跳动现象[19-21]。
2.3 丝织自动穿筘机
丝织穿筘机主要由穿筘，分绞两大部分组成。它的主要技术特征是：
(1)依靠杠杆和凸轮的协调配合动作来完成穿筘刀片按顺序前进和穿筘动作。
(2)在穿筘前的拔丝，纳绞和剪断丝头部分的工作远离，基本上与自动结经机相同。
(3)配备自停保险配置，它可以保证每筘穿一次的动作（穿入根数是根据工艺要求而定）。同时发生根数或多或少，也能自停关车，提高了穿筘质量。
(4)装有变速装置，穿筘调速范围在70~100转/分。另外，国内还有无锡市龙达纺织机械厂二自动穿筘机，筘幅220—360配有88—2变速自动分纱机[9]。
2.4 双排筘自动穿筘机
它的原理是下引刀预引下层筘1~2根筘齿（引二根筘齿，说明此只筘齿较软），迫使筘齿靠紧上插刀平面，为下插刀进筘齿做准备，下插刀只允许通过一根筘齿（二根时一根被挑开），刀片又旋转180度，以此循环，完成穿筘工作[16]。
由以上比较看来，国内自动穿筘机器与国际水平还有很大的差距。因此我们需要研制一种更先进的自动穿筘机[8]
3 研究意义
纺织业是我国的支柱产业之一，我国的棉纺、棉织、印染、摷丝、丝织、毛纺、麻纺及化纤产量均居世界前茅。在国民经济各产业的出口创汇中，纺织业也一直是“排头兵”，年创汇额约占全国的1/3。
但是应该看到，有着悠久辉煌历史的我国传统纺织业，目前仍处于低水平的重复生产状况。在出口产品中，初级品和半成品占60%以上，由于多属低档货，出口价大幅度低于国际市场售价。有人测算认为，若把出口产品质量提高到中等以上，创汇额将会增加一倍多。
我国纺织品生产的低水平，并非原材料所致，而是加工手段陈旧落后。在织机方面，先进的无梭织机仅占20%～30%[23~27]。纺织设备的先进与否，不仅严重影响劳动生产率（约为世界先进水平的5%），且对产品质量有致命的影响[1]。
随着经济全球化和高新科学技术改造传统产业进程的不断加快，纺织行业竞争日益加剧，这对我国纺织工业既是新的机遇和新的挑战，同时也是中国从纺织大国建设纺织强国的关键[2]。建设纺织强国的根本性因素是依靠纺织科技生产力的跨越式进步，实现劳动生产率的大幅提高[9-10]。
三 总结部分
从国内外现状来看，国内自动穿筘机器与国际水平还有很大的差距。因此我们需要研制一种更先进的基于光机电气一体化技术的全自动穿筘机[4]，这种新式穿筘机适合各种织造机械织布前期工序的准备。设计的气动穿筘装置充分利用了气体动力学远离，让纱线在入筘前和穿筘时实现旋转，通过加捻使纱线前端变紧、变细；为了能使穿筘机移位、喂纱、吹气、穿扣、移纱等动作迅速、准确、可靠地执行，研究了精确控制各单元协调动作的模块[10]。

参考文献:
[1] 赵宗泽.G177型穿筘机的改进[J].棉纺织技术,1995,(08).
[2] 陈江林,戴炳发.丝织自动穿筘机[J].上海纺织科技,1978,(11)
[3] 张巍，李毓陵. OskarFischer:新型穿筘机[J].国际纺织导报.2005
[4] 柴忠信.G177D-250型穿筘机电气改进[J].棉纺织技术,1993,(01).
[6] 段俊瑞，张平国.国外喷气织机的新技术和发展趋势[A].西北纺织工学院.1995,(03)
[7] 李创，任荣明.简述织机发展趋势[A].上海交通大学.2004
[8] 姚俊红,冉玉梅,伊连云,张秀英.自动化技术在纺织工业中的应用[A]. 德州学院.2007,(01)
[9] Geoff Eckold. Design and manufacture of compo site structures. Cambridge: Wood head publishing limited, 1994: 328～330.
[10] Nirvana Knack. Woven fabric composites. New York: Technomic publishing company Inc, 1994: 2～4.

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