喷气织机近期发展现状及技术进步

卢雨正 王鸿博 高卫东

(江南大学，江苏无锡，214122)

1 背景

在各种无梭织机中，喷气织机具有高速、高效、高产、高质、低噪、低振、自动化程度高等性能优点，经过近20余年的发展，无论在织机车速、幅宽，还是品种适应性等方面都有了长足的进步。

2018中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会(ITMA ASIA+CITME 2018)上[1]，喷气织机的参展商有国外知名的喷气织机制造商，如日本津田驹公司、株式会社丰田自动织机公司(以下简称丰田公司)，比利时必佳乐公司(以下简称必佳乐)、德国林道尔·多尼尔有限公司(以下简称多尼尔公司)等，国内有浙江日发纺织机械有限公司、无锡丝普兰喷气织机制造有限公司、青岛华信机械制造有限公司、青岛天一集团红旗纺织机械有限公司等企业均到场参展。

2 喷气织机的发展趋势

此届展会国内外多家生产厂商进行了喷气织机的展示，各个厂商不遗余力的对本公司的各类机型进行了推广，与以往的ITMA展会相比，此届展会的喷气织机总体而言呈现出以下几个特点：织机车速注重合理；品种适应增加显著；节能降耗关注细节；智能制造提速发展。本文重点对这几个方面进行详细论述[2-3]。

2.1 织机车速注重合理

本届参展的喷气织机的展示车速已经与实际生产车速非常接近。前些年高达2 000 r/min以上的展示车速，在此届展会上并没有出现。取而代之的是在不同织造品种上的高速化展现，为喷气织机的高速发展带来新迹象[4]。

多尼尔公司展示的A1型喷气织机如图1所示。据介绍，在生产常规品种时，其入纬率可以超过2 650 m/min。

图1 多尼尔公司出品的A1型喷气织机

丰田公司出品的JAT810型喷气织机(如图2所示)，在生产色织条纹时，其演示车速为1 200 r/min，然而基于该机基础上出品的新型毛巾织机(如图3所示)，其织造速度仍然可以达到1 000 r/min。这凸显出丰田喷气织机高速状态下的稳定性。

图2 丰田公司出品的JAT810型喷气织机

图3 丰田公司出品的毛巾织机

必佳乐公司OMNIplus Summum型喷气织机(如图4所示)，在生产纯棉平纹织物时，其演示车速为1 350 r/min，较前几年2 000 r/min的演示车速已有很大下降，但在厚重织物等各类品种中仍可以保持较高的车速。

图4 必佳乐公司出品的OMNIplus Summum

津田驹公司出品的喷气织机是日系喷气机型中比较适合织造厚重织物的织机，其推出的ZAX9200i MASTER型喷气织机(如图5所示)，生产牛仔布时演示车速约为1 300 r / min；与丰田相似的是，其推出的ZAX9200i MASTER Terry型毛巾织机(如图6所示)，双轴织造也能够实现1 000 r/min的织造速度。

图5 津田驹公司出品的ZAX9200i MASTER

图6 津田驹公司出品的ZAX9200i MASTER Terry

进口织机在速度上都可以达到1 200 r /min的车速，而国产织机在此届展会中展现出来的演示速度，也并不逊色。日发、红旗、丝普兰等推出的喷气织机演示车速均超过了1 000 r/min，且丝普兰推出了实际生产车速可以达到880 r/min的窄幅喷气织机，适用于一些窄幅简单品种高速织造的需求。

总体而言，此届纺机展上，喷气织机在车速的提升上并没有显著变化，与之前的“疯狂”相比更加回归理性。织机生产企业回归到织机本身的用途上来，在品种适应性与品质兼顾下的高速高效，是今后喷气织机的发展方向。

2.2 品种适应性显著提升

此届展会上喷气织机对不同纤维的适应性提高了，喷气织机市场细分化明显。目前，棉、毛、麻、玻璃纤维、纯纺及天然纤维与化学纤维混纺等多种原料，都可以在喷气织机上生产，而且喷气织机的表现非常稳定，进一步挤压了剑杆织机的生存空间。此外，低纬密(0.8根/10 cm～100根/10 cm)品种如轮胎帘子布，特宽幅品种(460 cm以上门幅)等均可以采用喷气织机织造。

喷气织机品种适应性显著提升，其拓展的品种领域多为以前剑杆织机生产品种的范围。国外喷气织机生产厂商相对比较稳健，除了生产常规的轻薄面料外，逐渐延伸到毛巾、牛仔等；国内厂商市场敏感性强，后发优势明显，在品种适应性上勇于尝试，出现了大批新型的喷气织机，用于多种用途的拓展，比如玻璃纤维用喷气织机、帘子线喷气织机等。

国外喷气织机品种适应性最强的是多尼尔公司的A1型喷气织机，可配以简单的凸轮装置、12 000针的提花机、多达16页综框的多臂机，还可以是简易纱罗装置DORNIER EasyLeno®，应用范围广泛，可以织造产业用布、薄纱、安全气囊、传输带、汽车和飞机的座椅装饰布、服用精纺毛料、薄埃及棉提花贡缎、功能性面料、运动类面料以及装饰用家纺织物等。此外，适用纱线范围极广，包括天然或人造的短纤纱、长丝及混纺纱。适用的短纤纱号从6.25 tex～250 tex，长丝从10 dtex～2 200 dtex。花色纱和变形纱可以做到更粗。

青岛天一集团红旗纺织机械有限公司推出了一系列新型的喷气织机，用于各种用途。如JA11-460型特宽幅喷气织机、JA11-VC型绒布专用喷气织机、JA93T型毛巾喷气织机、JA11-GF型玻纤喷气织机以及JA11型低纬密特种喷气织机等。

浙江日发纺织机械有限公司推出的RFJA12E型喷气织机，主要用于玻璃纤维的织造；RFJA11E型织机，主要用于帘子布等低纬密产品的织造[5]。

青岛华信机械制造有限公司推出了HAN9100系列织机，包括喷气电子大提花织机、喷气双经轴织机、玻璃纤维织机、医用纱布喷气织机等。同时，针对中国目前市场上有喷水织机的减产需求，推出了基于喷水织机改造的HX7100型喷气织机。

国内喷气织机生产厂商充分抓住了喷气织机多元化发展的需求，由于距离终端市场近，及时调整产品研发策略，对喷气织机的品种适应性进行了有益的尝试。目前，国外生产厂商因为其自身的特点，以及新型喷气织机市场的不稳定性，使其在品种适应性拓展上落后于国产织机。但是，一旦喷气织机对某个产品的适用性形成了规模，国外喷气织机生产厂商凭借其雄厚的技术研发优势，仍然可以迅速占领该市场。因此，国内厂商要在各个细分领域内深入钻研，利用好后发优势，形成自己的技术壁垒，加强研发投入，确保在细分领域的领先优势。

2.3 节能降耗关注细节

喷气织机的能耗是所有无梭织机中最高的，因此，降低能耗是所有喷气织机企业的目标。喷气织机节能降耗要从细节入手，进一步降低织造过程中的能耗。在此方面，国外生产厂商相比国内厂商而言具有比较大的优势[6]。

喷气织机的降耗主要通过以下两个方面进行：辅助喷嘴的优化和织造工艺的优化。下面重点对国内国外喷气织机在这两个方面进行比较。

2.3.1 辅助喷嘴的优化

喷气织机75%以上的能耗来自于辅助喷嘴的引纬，因此，辅助喷嘴的优化是各类织机节能降耗的重中之重[7]。

多尼尔公司凭借多年的单孔辅助喷嘴的生产经验，在设计和制造上对细节进行了优化，改进了其主要性能，减少了空气消耗。此外，喷嘴表面经硬化处理，使用寿命更长。这种未经表面涂层又无裂缝的喷嘴可有效防止长丝受损。

丰田公司研发了新型的辅助喷嘴，采用合理的锥形开口角度，确保了低压环境下气流的集束程度，使低压环境下的纬纱飞行更加安全，进而降低了引纬过程中空气的消耗。

必佳乐公司的喷嘴一般为多孔喷嘴。其研发的TwinJet节能型喷嘴，显著提升了多孔喷嘴在低压下的气流集束程度，进一步降低了能耗。

相比较而言，国内织机在喷嘴研发上投入较少，大多采用拿来主义，或者委托国内专门的喷嘴制造商对其进行优化，而国外织机在此领域已经开始针对不同气压、品种要求对喷嘴进行细节上的优化，从目前的情况来看，国外织机生产厂商利用其系统性优势，走在了国产厂商的前面。

2.3.2 织造工艺的优化

织造工艺的优化是降低喷气织机能耗的有效方式，各个厂商均在此投入了大量的精力。相比辅助喷嘴的优化，织造工艺优化带来的节能效率要显著得多。比如辅助喷嘴电磁阀“一拖二”的方式，可以降低能耗10%左右，已经成为辅助喷嘴控制方式的标配，国内外织机生产商以此降低辅助喷嘴的能耗。

织造工艺对节能降耗的作用首先表现为相关机构的优化，在此领域，国外织机优势明显。

丰田JAT810型织机上搭载了第三代开口装置E-shed，采用水冷式的电机冷却方式，大幅提升生产性能并实现节能；必佳乐织机装有全电子控制气压调节器，各通道配置集成式独立气缸，辅助喷嘴配备独特的三气缸装置，提高了织机的灵活性和操作便利性，降低能耗；日发集团则采用超启动电机直接驱动，无离合器和皮带盘，使得织机在织造过程中自动变速，同时还能够节约10%～30%的电力消耗。

织造工艺对节能降耗的作用其次表现为对引纬气路的优化。

津田驹织机通过i-Weave、DSS-Ⅱ直供副喷嘴系统等的导入将减少10%耗气量，提高节能性[8]；丰田JAT810型织机则采用多节式串联喷嘴，采用两段式串联喷嘴，使主喷气压进一步得到降低，且提升了喷嘴内推进力，适用于机台的高速运转；天一红旗则采用了分段式辅助气包，将纬纱飞行区间的辅助气压做前中后三个区段，以对应纬纱加速、正常飞行和减速阶段的不同需求，进而降低能耗。

织造工艺对节能降耗的优化最终还体现在智能系统对织造工艺的调整上。这是此届展会上的最大亮点。

多尼尔织机安装伺服控制系统的DORNIER PIC®实时引纬控制系统，对辅助喷嘴的开启和闭合时间的实时控制和设定值与实际值之间的不断对比调整，确保了织物的高品质织造，并减少了不必要的养护停车。配备的STS纬纱传感器，可以实时反馈纬纱飞行状态，方便控制系统对引纬系统中的引纬参数进行调整，进而降低气耗。新研发的DORNIER EcoValveControl®节气装置可检测到纬纱到达相应的辅助喷嘴群区域。只有当纬纱全部进入喷气区域时，喷嘴的电磁阀才会打开。这种控制可防止过早地喷气，从而减少了空气消耗。

丰田公司的IAS(智能节气系统)，分析机器的运转状况，使气压设定调整至最适合的数值，减少无谓的空气损耗，达到节能效果。P-Monitor(压力监控)，可以实时监控机台的使用气压和空气消费量，且附带报警功能，可更容易地进行机台的运营成本管理。

津田驹公司的AJC-S引纬自动控制系统配置了省气模式功能，通过控制与实际的纬纱飞行相匹配的辅助喷嘴喷射，使得节气和稳定运转合理兼顾。

在节能降耗方面，国产喷气织机织造企业已经意识到差距所在，也开展相关研究，尤其在喷嘴结构设计、喷气引纬流畅研究方面，但进展不大，因此，国产织机在能耗上，总体距离进口织机有一定距离，需要持续努力。

2.4 智能制造提速发展

喷气织机作为无梭织机中最复杂的机型，智能化显得尤其重要。如何提高机器的自动化水平是重中之重。在此领域，日系织机特点突出，重点介绍一下丰田和津田驹织机特点。

丰田公司提供更全面的WAS(织造支援系统)和全新的FACT(工厂管理系统)。两者结合使用，进行工厂整体管理的同时还能储存产品工艺的最佳设定条件，用户可通过积累经验提升技术水准。新的WAS系统在本地机台上对织机运行状况进行监控，对纬纱运行情况和织机能耗进行检测，通过运用报警功能或停机等方法将疵布的生产防患于未然；FACT(工厂管理系统)：以TMS(丰田监控系统)为基础，不仅包含过去的轮班报告和停车原因分析图表，还可以模拟显示工厂实际的机台排列平面图，通过各种路径显示机台的运行状况，从而更利于对生产性能、产品品质、空气消耗量等进行管理。此外，推出纬纱自动处理装置TAPO，大大降低了挡车工强度。

津田驹织机与丰田织机类似，采用了TISS津田驹网络支援系统以及Weave Navigation System-Ⅱ等。通过网络将用户的织机与津田驹本部相联，实现改善运转、提高生产、预测保养的目的。此外，津田驹的APR-C自动补纬装置等也进行了升级和改进，自动化和智能化更进一步提高[9]。

国产织机在喷气织机智能制造方面进展缓慢，目前仍然停留在织造过程中经纬向停台率、生产效率统计等方面，缺乏对产品质量跟踪、追溯、预测、能耗等大数据分析系统，工艺参数的自动修正等功能。必须充分认识到智能制造和质量控制将显著影响喷气织机未来的发展方向。

3 国产喷气织机的改进方向

国产喷气织机总体上来看已取得很大的进步，与国外喷气织机的差距逐渐缩小，但在以下三个方面亟待提升。

(1)提升机台高速运行稳定性。织机高速化之后，必须确保机台运行稳定性，特别是电子送经、电子卷取与织机其他机构的密切配合。

(2)重点关注降低机台能耗。从细节入手，从喷嘴结构优化，到气路优化，到基于纬纱运行状况监控数据入手，优化引纬工艺参数，进一步降低国产织机的能耗。目前国内几家喷气织机生产企业已经具备监控纬纱运行状态的能力以及引纬工艺实时调整的能力，只需进一步细化即可实现上述功能。

(3)提升织机智能化水平。建议喷气织机生产企业加强与相关高校合作，利用高校平台，建立织造专家系统，为国产织机的工艺优化提供网络支持[10]。同时，在诸如TAPO和APR-C等智能化系统研发上投入力量，提高国产喷气织机的智能化水平。

4 结论

本文重点介绍了2018中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会展出的喷气织机的技术进展，通过对国内外喷气织机的分析可以看出，国内外喷气织机在高速表现上差异不大，国内外厂商参展机型演示车速均已经超过了1 000 r/min；国产喷气织机在品种适应性上有了很大程度的扩展；国外织机在节能降耗方面具有较大的优势，通过喷嘴及织造工艺的优化，获得了较好的能耗表现；智能制造技术在国外喷气织机上得到了广泛的应用，宏观的织机管理系统、网络大数据支持系统以及微观的自动补纬技术等的采用，显著降低了织机的操作难度以及企业用工量，成为喷气织机发展的重要趋势。