我国纺机专用基础件行业现状与发展

李雪清

(中国纺织机械协会，北京 100028)

0 引言

2022年以来，受国内外宏观形势及多重超预期因素影响，我国纺织行业供需两端压力叠加，经济运行呈现放缓态势。面对国内市场需求不足、成本上涨、原辅料采购困难等问题，纺机行业主要经济指标增速持续走弱，作为纺机行业重要的组成部分，纺机专用基础件的制造和发展也受到较大压力。在这种形势下，必须借助科技创新、智能制造，促使企业在疫情后时代跟随行业复苏步伐，保证发展韧性，持续提升自身竞争能力。

1 我国纺织机械行业2022年度前3季度经济运行情况

与我国纺织行业形势和国家经济走势类似，纺机行业的主要经济指标增速持续走弱，行业运行依然面临较大增长压力；但在外需扩张、外贸政策发力等因素推动下，行业出口继续保持了增长态势。

据国家统计局统计，2022年1—9月，规模以上纺机企业实现营业收入691.61亿元，较1—6月下滑3.64个百分点，较上年同期减少2.78%；2022年以来行业营业收入增速呈现逐步趋缓态势，7月份以来呈现持续负增长态势；资产总额为1 187.87亿元，同比增长2.27%。

受能源价格、原材料成本、物流成本上涨和经济下行等影响，行业利润也面临较大压力。据国家统计局统计，2022年1—9月，规模以上纺机企业实现利润总额为46.24亿元，同比减少7.62%；今年以来，行业利润呈下降态势，降幅自4月份触底以来，呈现逐月收窄态势；营业收入利润率为6.69%；亏损企业亏损额为5.32亿元，同比增长14.11%；亏损面为20.34%，较上年同期减少7.67个百分点。

进出口方面，据海关统计，2022年1—9月我国纺织机械进出口累计总额为66.72亿美元，同比增长8.40%。其中：进口25.13亿美元，同比减少了5.05%；出口41.59亿美元，同比增长18.56%[1]。

2022年前3季度纺机企业在生产经营中遇到的主要问题较为集中，主要包括国内外市场需求不足、通胀推动成本上涨压力大等。其中，物流受阻或价格过高、无序和价格不良竞争、销售渠道受阻较二季度有较大改善，但产成品库存激增和客户取消订单方面较二季度加重。汇总中国纺织机械协会对120家纺机企业2022年前三季度经营情况调查结果显示：企业经营总体承压明显，疫情及经济下行压力影响逐步显现；超半数企业订单不及去年同期水平，63.33%的企业产能利用率不足80%。

2 国产纺机专用基础件行业现状

纺机专用基础件是国产纺织装备向高端迈进的基础，是纺织机械提高可靠性的保障。近年来，我国各种纺机专用基础件发展迅速，产品涵盖纺机产品各领域，市场占有率和技术进步方面均取得了一定成果。国内纺机专用基础件企业从消化吸收、仿制起步，到目前除少数缺项外，发展种类接近齐全，支撑了我国纺织装备乃至整个纺织强国的发展和进步，这是我国2000多家纺机专用基础件制造企业锐意进取的结果。与此同时也要看到，国内纺机专用基础件制造企业多为中小型民营企业或转制的小型集体所有制企业，发展极不平衡；部分骨干企业在市场开拓、技术开发上表现不俗，但大多数企业自身能力薄弱、研发水平较低，产品处于中低档水平，这也是整个行业存在短板甚至“卡脖子”问题的原因所在。与国外产品比较，国产纺机专用基础件在使用寿命、稳定性以及适应高速、高效要求性能方面，还有很大提升空间。

2.1 产品进出口数据反映市场表现

表1为辅助装置及零部件自2012年至2022年前3季度的进出口数据[2]，数据主要包括喷丝头、喷丝板、弹性针布、锭子、钢领、钢丝圈、转杯、络筒锭子、电子清纱器、空气捻接器、集聚纺装置、织机开口装置、筘、综、综框、梭子以及织针等的统计。从表1中可以看出，2021年辅助装置及零部件出口金额为8.70亿美元，是2012年的1.76倍；而同期进口金额达到9.34亿美元，是2012年的1.36倍。

表1 不同年度辅助装置及零部件进出口数据

将表1数据绘制为图1所示曲线，可以显著看出：除了2015年、2020年有较明显回落外，无论是进口还是出口辅助装置及零部件总体上保持了增长势头；从占纺机比例看，辅助装置及零部件出口占比除2020年疫情影响有大幅回落外，其他年份总体呈现小幅减少趋势；辅助装置及零部件进口占比则由2012年的16.31%增加到2021年的25.69%，有较明显的增长。在国内整体内需受限、国外通胀成本上升压力大的情况下，根据2022年1—9月份数据，笔者预计2022年全年进口会有小幅回落，出口仍保持较大幅度增长。

a) 近10年辅助装置及零部件进出口数据

b) 辅助装置及零部件进出口占纺机进出口的比例

c) 辅助装置及零部件不同年度进出口金额比图1 不同年度辅助装置及零部件进出口数据曲线

从图1b)辅助装置及零部件近10年进出口占纺机总额的比例变化可见，其进出口的变化曲线虽然与纺机进出口同步，但出口占比小幅下降，进口占比增长显著，表明随着整体纺织产业的技术进步和装备提升，对高端专用基础件的需求在不断增长。所以，在国产专用基础件生产规模和产量提升的同时，能否进一步提升产品的技术水平和整体可靠性，促进产品向中高端发展，是能否进一步提升产品市场竞争能力的关键；这一特点同样反映在纺机高端市场上。我国纺机专用基础件仍存在短板、缺板，急需技术研发和投入。

从图1c)看，随着时间推移，辅助装置及零部件的出口金额逐渐逼近进口金额，二者之比由2012年的1.39回落到2021年1.07；虽然有所波动，但整体而言，当年进出口金额比有回落趋势。考虑到辅助装置及零部件进口金额占纺机总额比例逐年增大，出口金额逼近进口金额，一方面反映出其与纺机的进出口情况保持一致，国产纺机的整体国际市场竞争力在增强，另一方面也反映了纺织行业向外转移的现实情况。

2.2 产品技术和性能得到明显提升

纺机专用基础件的技术进步比较集中，主要体现在对各类纤维的适纺性以及适应纺织企业高速、高效、降耗、节能和环保要求等趋势上。制造企业在采用新材料和优质材料替代传统材料、提高产品制造精度、增强产品表面质量及处理效果等方面加强了研究和探索，使产品的可靠性、一致性和制成率大幅提高。根据中国纺织机械协会近两年收集和监测的科技指导性计划和成果鉴定情况也可以看出，无论是纺机专用基础件制造企业还是纺织专业院校，均加大了研发和技术改造力度，从产品、基础作用机理入手，提升产品向中高端发展。

济南天齐特种平带有限公司制造的TQ2021系列新型倍捻机节电龙带，主要研究热塑性弹性体材料挤出成型工艺以及绿色环保型上表面摩擦层橡胶配方，以特种高聚物橡胶和化学品材料作为主体材料，采用正交试验法优选各种配合剂的比例，制造的节电皮带具有节能环保、高弹性、噪声小、抓握力强、传递效率高、曲挠疲劳性好、寿命长等优势，实现了传动带的升级换代。

金轮针布(江苏)有限公司的“梳棉机高效梳理针布关键技术研究及开发”项目，建立了刺辊预分梳区、锡林—盖板主梳理区的梳理数值模型，实现了梳理过程的可视化；设计开发了扭齿刺辊齿条、错位锡林针布齿条、双齿及双峰锡林针布齿条，并实现了产业化生产；开发了连续冲齿、齿形扭转、齿形错位、双齿成型等的针布齿条模具与制造工艺，并对不同新型针布的特征进行梳理工艺优选。

光山白鲨针布有限公司的“复合涂层金属梳理针布关键技术研究”项目，根据纤维种类和特性，设计不同的针布齿条齿形，并对齿条几何尺寸进行优化，显著提升了针布的梳理效果；采用等离子加工处理，实现了锥齿棱边的圆弧化,齿顶宽减小，使得分梳过程对纤维的损伤大大减轻，棉纤维短绒率降低0.5%以上；项目采用复合涂层渗透技术，在齿条表面涂覆超硬耐磨材料，提高了金属针布齿条第2点硬度，降低了表面粗糙度Ra值，使针布齿条耐磨和耐腐蚀寿命较同类产品提高1倍以上。

常州纺兴精密机械有限公司“新型纤维素纤维喷丝板”项目，创新开发了用于0.1 mm以下微孔的微细加工技术，提高了钻孔加工效率和加工稳定性；对微细孔精整加工工具参数及方法进行优化设计，开发了专用夹具，研发了大平面薄壁喷丝板表面高精度精细抛光技术及表面高精度研磨技术。

无锡二橡胶股份有限公司“纺差别化(再生)纤维高耐磨胶圈”项目，选用主体材料三元共聚改性，在纺橡行业首次应用热固性糠醇树脂改性PVC与耐油丁腈橡胶的橡塑共混胶，配合专用封闭型异氰酸酯交联剂参与橡胶硫化体系高温同步硫化、配伍低表面能活性剂核心技术应用等组合新技术，提高纺纱胶圈整体刚性、抗压变、抗磨损、耐腐蚀等性能，使其成纱质量和使用寿命接近或达到国外先进水平。该公司“纺差别化(再生)纤维抗变形胶辊”研发项目，对主体材料进行三元共混改性，在纺橡行业首次应用表面活性剂多元复配(阴阳离子型)、丙烯酸酯类高分子补强材料等新技术，促进丁腈橡胶与丙烯酸酯高分子材料在密炼机内快速互熔分散制成母胶，提高混炼胶加工效率，实现节支降本、增强产品适用性和市场竞争能力的目标。

在新材料应用方面，淄博朗达复合材料有限公司的“高性能碳纤维复合材料轴辊”项目，在碳纤维复合材料仿真加工软件及专用加工设备设计制造上取得了突破。碳纤维辊密度仅为1.6 g/cm3，质量轻、惯量小，更利于精确控制，可控车速明显高于传统金属辊；碳纤维辊模量可设计，最高可达250 GPa，承载能力强；碳纤维辊属于层间柔性设计，均质性好，应力均匀，受力回弹性好，无塑性变形；碳纤维辊材料稳定，耐疲劳性极佳，使用寿命为8 a～10 a，某些技术指标已超出国外同类产品。该项目主要产品应用于非织造成套装备上，已在多家行业龙头企业应用。

在基础作用机理研究方面，西安工程大学研究团队进行的“面向高速纺纱的高强韧钢领涂层自适应磨损机理研究”项目，主要研究物理气相沉积技术在钢领基材表面构筑WS2-DLC涂层，调控层内组织形貌、尺度、层间界面类型进而实现软硬交替分布的涂层结构；针对纺织用钢领摩擦和磨损问题，构建了具有自适应润滑性能的类金刚石复合涂层，提出了类金刚石复合涂层在干摩擦过程中自适应润滑机制以及评价方法。由该校申报的另一项目“磁悬浮织针驱动系统设计及运动控制研究”，提出一种洛伦兹力型磁悬浮织针驱动系统，可代替传统针织机械驱动系统中的三角、选针器、沉降片等结构，消除传统织针驱动产生的零部件刚性冲击、碰撞、摩擦，可有效提升针织机械效率、减少能耗、降低噪声。同时该磁悬浮织针驱动系统可以通过调整控制方式改变织针运动轨迹，提高针织机械的柔性化、智能化水平，为实现纺织品制造的个性化、小批量、多批次提供了思路。

2.3 部分关键纺机专用基础件仍存在短板

纺机专用基础件的技术进步与纺织装备发展密切相关，纺织工艺、纺织机械的技术进步很大程度引领了纺机专用基础件的技术进步。虽然国产纺机专用基础件制造已有了一定基础，行业整体技术水平也有很大提高,但从国际纺机展看，部分国产纺织装备的创新与国际先进水平还有一定差距，处于模仿和追赶阶段。

2022年7月发布的《产业基础创新发展目录(2021年版)》[3]，梳理了我国产业基础重点领域发展重点产品和技术，其中纺织领域64项产品和技术清单中，基础零部件和元器件占了13项。

在化纤生产领域，卷绕设备是我国的短板，甚至是“卡脖子”装备。当前我国化纤产量占全球总量75%以上，但国内85%以上的卷绕头依赖进口，卷绕线速度在5.0 km/min以上的卷绕机则全部依赖进口，这严重制约新型纤维的研发试制进程。理解高速精密卷绕机理，掌握多耦合卷绕系统设计和制造方法，是高速卷绕机产业化必须突破的瓶颈，技术上涉及到变质量、变刚度、变转速的高速柔性转子频变振动系统动力学问题。化纤长丝高速卷绕头作为生产涤纶长丝的核心部件，优良的高速卷绕头可以大幅提高生产效率，并且产出质地良好的长丝。虽然目前国内可生产卷绕速度在4.5 km/min及以下、可适应POY生产的卷绕头，但其控制系统仍主要依赖进口。考虑纺丝技术的进步和新品种长丝纤维的研发，具有个性化的高速精密卷绕头市场需求强劲。

纺纱关键专用基础件方面，高速锭子、轴承、钢领、钢丝圈、胶辊、胶圈等无法完全满足高速纺纱要求，自动络筒机用槽筒、清纱器、捻接器等3大件仍然依赖进口。

目前，国产锭子在环保、产品生命周期等方面与国际先进产品相差较大。主要技术难点包括锭胆组件的减振技术及自动调心能力的研究；锭子杆盘组件在高速回转、张力变化条件下的刚性、抗变形技术研究；锭子回转部件的摩擦、润滑、磨损技术研究；锭子的能耗测试及节能设计等技术研究。随着纺织自动化水平提升，高速化、自动化细纱机配套锭子要大量升级。据预测，新型多功能棉纺高速锭子在2023年及以后的市场需求将达到700万锭/年。

国产槽筒卷绕速度低、未超过1800 m/min，产品表面粗糙，且耐磨性和一致性差，一般应用在国内部分低端自动络筒机上。要实现高端槽筒国产化，需要对络纱工艺进行研究，掌握沟槽空间螺旋曲面的时空与防叠关系，研究槽筒结构及沟槽曲线设计；选择合适的铸造用材料，对槽筒的铸胚加工、动平衡及表面处理工艺技术进行研究。

电子清纱器用于检测各种有害纱疵、有色异纤、同色异纤与塑料薄膜等，具有纱疵分级、在线检测、统计等功能。国内企业研发生产的产品与国外同类产品在功能和稳定性方面还有差距，市场占有率相对较低。目前，市场上用户普遍认可的清纱器多为瑞士乌斯特公司和洛菲公司2大品牌。随着下游客户对纱线质量要求越来越高，转杯纺配电子清纱的比重逐年上升以及老设备改造，清纱器需求将不断提高。

捻接器可以满足自动络筒机和涡流纺纱机的纱线捻接需求。智能化捻接器能提供更稳定的捻接条件，接头质量更稳定、接头一致性大幅提高，适纺范围将扩大。国内用户的捻接器关键件一直依赖进口，多项技术被国外垄断。国内涡流纺纱机在2020年新增3.2万锭，之后每年将以30%速度增长。目前，涡流纺纱机基本依赖进口，但其专用捻接器国外制造企业却不供应。以上因素均影响着国内自动络筒机和涡流纺纱机的国产化进程。

印花机用喷墨打印头的主要参数包括材质、打印宽度、喷孔直径、喷射工作效率及分辨率等。先进的喷墨印花打印头采取压电驱动模式，打印精度为600 dpi～1200 dpi，具有防打印头堵塞功能。制备高清晰度、高速率喷墨打印头涉及压电陶瓷、PI薄膜、高品质粘合剂等多种先进材料和精密打孔、研磨、切割等先进设备；新型的MEMS技术涉及喷头MEMS制造、喷头MEMS封装、喷头驱动及喷头测试技术等。目前，国外公司产品基本垄断了我国喷墨印花打印头市场。

铺网机用输网碳帘属于损耗品，是高速交叉铺网机必不可少的零部件。要求其在交叉铺网机入网速度达160 m/min条件下，输出纤网整齐，无打折、起皱、翻边等问题；对纤维网有较好的释放性，不粘纤维；轻薄，正反两面均具有高抗静电性、较强的横向稳定性及高耐磨性。目前国产碳帘运行速度慢，高速运行出网质量无法保证，高速交叉铺网机碳帘的缺失制约着我国交叉铺网机技术的发展，同时制约水刺、针刺非织造行业的发展。

水针板是水刺头的核心零件，其质量直接影响水针质量，从而影响水刺布质量。制造水针板的特种不锈钢材料，要求制作成薄板后要有很好的刚性和韧性；水针板上的水针孔，直径为0.12mm～0.30 mm，孔形为圆柱喇叭形，孔的圆度和内壁粗糙度Ra值要求较高，这种变径微孔加工设备的购买和工艺的研究是难点。目前水针板一直依赖进口，国内生产厂家无法提供合格的水针板，且生产成本较高，价格较贵。

此外，还有高精度喷丝板及纺丝组件、织机开口装置、织针、斜齿非圆齿轮等纺织装备重要配套件的关键技术研究也是重点。发展国产高性能纺织装备关键零部件和专件，能够提高我国纺织加工装备行业的生产技术水平，优化纺织装备关键零部件和专件产业的产品结构。

3 我国纺机专用基础件行业发展思路探讨

纺机专用基础件的技术发展，主要集中在产品工作机理及其工艺配合性研究、产品材料性能及表面性能提升，新材料应用以及加工方法、产品加工精度提升等方面。研究行业技术发展的目的，在于保证产品的使用寿命、稳定性和可靠性，以满足纺机高速、高效、环保降耗的工艺要求，这也是目前国内纺机专用基础件制造企业孜孜以求的目标。

3.1 聚焦纺织装备产业链，强链补链

目前复杂的国际局势，促使我们更加关注产业链的健全与健康发展。除《产业基础创新发展目录(2021版)》外，中国纺织机械协会和东华大学联合编制《纺织装备产业链图谱》(简称“图谱”)，并于2021年4月对外发布。两项工作的重点均在于梳理纺织装备各细分领域产业链，聚焦纺织装备产业链发展存在的突出问题。图谱将纺织装备分为具备反制能力的长板装备、具备优势的长板装备，以及近期有望突破的短板装备、卡脖子装备等；其中短板装备、卡脖子装备中纺机专用基础件占很大比重。鉴于纺机专用基础件与纺机主机是相互促进、相互影响的，中国纺织机械协会倡议行业聚焦产业链需求，将产学研用相关企业院校联合起来，共同致力于加强纺织装备典型关键零部件和专件的攻关和研发，做好补链、强链、攻关短板、强健长板工作；也倡议针对纺机专用基础件企业的特点给予政策支持，以提高产业链稳定性，促进保障纺织行业的转型升级快速进步。

3.2 加强高效复合加工专用数控设备及生产线、检测技术与仪器开发，提高国产纺机专用基础件制造工艺水平

国产纺机专用基础件规模大, 满足了国内市场对常规产品的需求。但对标国际先进水平，存在的差距主要表现在产品运行稳定性、可靠性等方面。因此，国内纺机专用基础件制造企业需要加强自身生产技术改造，着重研究各类纺机专用基础件的制造工艺技术与设备、自动上下料装置、机械手、自动控制技术在生产线控制中的应用技术以及柔性、精密工装及制造综合误差控制理论与方法等，采用先进专机设备，提高产品一致性和可操控性，从而逐步进入中、高端领域。如对钢领、钢丝圈、织针、纺丝组件、筘、钢片综、锭子、针布和槽筒等专用基础件，进行各类高效复合数控专机及连续化生产线的研究开发和产业化应用，将极大改变目前国内大多数纺机专用基础件制造企业因工艺设备陈旧、工序离散生产流程长、工件上下装拆次数多等原因，造成的产品质量不稳定、加工精度低、尺寸一致性差的问题[4]。

3.3 建设纺织装备关键零部件智能生产车间，推进纺机专用基础件智能制造

有条件的纺机专用基础件制造企业应主动对接国家制造业发展战略，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用，进行自身智能制造技术的研究与专用基础件生产线的智能化改造，着力提高基础件的可靠性与制造质量。

建设智能化纺机专用基础件生产工厂(车间)，实现制造流程数字化监控和智能化管理，发展基于信息化架构的智能化、数字化高端纺机专用基础件设计制造。在产品信息充分共享的架构下，紧密围绕概念设计用户需求分析，开发面向产品全生命周期的、网络环境下的数字化、智能化创新设计方法及技术，计算机辅助工程分析与工艺设计技术，形成纺织装备的设计、制造和管理的协同集成技术平台，实现纺机专用基础件全生命周期的智能化制造[5]。

随着国家智能制造战略不断推进，量大面广、专业性强的罗拉、梳理针布齿条等纺机专用基础件制造过程的智能化程度、智能制造车间会不断提升推进。这非常有利于提升产品质量和管理水平，极大地提高生产效率；也有利于适配纺织智能制造的信息体系，适应纺织生产智能化、自动化的发展需要。

3.4 顺应国家双碳战略，发展绿色节能产品

《纺织行业“十四五”发展纲要》提出，纺织行业要坚持可持续发展战略，坚持履行环境责任导向，以绿色化改造为重点，以标准制度建设为保障，加快构建绿色低碳循环发展体系，推进产业链高效、清洁、协同发展。为了适应节能减排设备的要求，围绕实现主机高速、优质、低耗目标，纺机专用基础件从梳理用针布齿条、喷丝板、喷丝头、计量泵到钢领、钢丝圈，从喷气织机用异形筘到无梭织机用剑头等产品，均已采用新材料新技术、优化工艺等手段，在实现节能减排、降本增效等方面成效显著。

中国纺织机械协会团体标准化技术委员会(简称“团标委”)启动“绿色装备标识评价检验规范”工作，使标准化工作紧跟行业产品结构调整的步伐，从而促进纺织机械行业节能减排、技术创新与规范行业竞争。近年来，随着传动平带技术的进步，一批具有带体轻薄柔软、耐屈挠、耐磨、表面握持力好、尺寸稳定、不受环境影响、张力均匀的传动平带相继被研发并投向市场，产生了很好的节能效果。虽然我国在纺织标准领域相继制定了一批绿色设计产品评价技术规范标准，但纺织装备如“传动平带”绿色评价的测试和计算方法至今没有统一科学、详细和可操作的规范。由济南天齐特种平带有限公司、无锡纺织机械质量监督检验中心等共同制定的T/CTMAS 01—2022《绿色装备标识评价检验规范 第二部分：传动平带》是团标委成立后第1个完成制定并于2022年7月正式发布的绿色装备团标。该团标的制定，规范了传动平带绿色评价的能耗等级、测试和计算方法，有利于提高传动平带在纺织行业的节能技术水平，充分发挥标准在技术引领、质量保证方面的作用。

4 结语

随着防疫政策国家二十条、新十条等的陆续发布，我国疫情防控迅速由封控状态转入到开放状态，各行各业纷纷复苏，2023年中国经济有望呈现整体持续恢复状态，可以预见纺织行业对纺机乃至纺机专用基础件的需求大有潜力。

当前我国正在大力支持“专业化、精细化、特色化、新颖化”中小企业发展，引导企业走差异化成长道路，构建企业的核心竞争力，这也正是众多纺机专用基础件制造企业发展的方向。我国纺织全行业正加快推进智能制造、绿色制造迭代升级，纺机专用基础件生产企业当跟随行业步伐，实现高质量、可持续发展。