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紡織機械的機械特點
發(fā)布日期：2023-08-16 點擊：566
工藝性、連續(xù)性、成套性；高速度、高效率、省維護；標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化；低能耗、低噪聲、低公害，是現(xiàn)代紡織機械的特點和方向。
紡織機械的機械特點
工藝性
近代，人們對纖維的結(jié)構(gòu)和物理、化學(xué)性能的認識不斷深化，因而創(chuàng)造出更多、更先進的工藝方法，這就能更充分地發(fā)揮纖維和織物的特性。為了配合這個發(fā)展，現(xiàn)代紡織機械運用機械技術(shù)、電氣技術(shù)，特別是弱電技術(shù)創(chuàng)造出門類繁多、性能各異的加工機器。例如，工業(yè)用涂層織物的制備工藝有涂布法、輥壓法和層壓法三種，設(shè)計的機器也相應(yīng)地有三種不同結(jié)構(gòu)。又如合成纖維對染料的親和力較小，針對這一點就創(chuàng)造出能縮短染色時間并取得良好染色牢度的高溫（130℃）、高壓（2.7公斤/厘米）染色設(shè)備。
連續(xù)性
紡織機械的連續(xù)性是服從工藝流程的。例如：紡制20.8～27.8號棉紗，從棉花到細紗的總牽伸倍數(shù)為13900～19000倍。工藝過程需要經(jīng)過清棉、梳棉、并條、粗紗、細紗等工序，因此必須將牽伸分配于各工序的相應(yīng)設(shè)備去完成。又如樹脂加工過程（見防皺整理），織物先在浸軋機中浸漬樹脂，然后在焙烘機中經(jīng)高溫處理使樹脂在纖維間縮合，最后在平洗機中經(jīng)皂洗、水洗去除未結(jié)合的樹脂殘余物，再用干燥機烘干。整個過程由工藝要求決定，不能顛倒、無條件地省略或合并工序。
成套性
紡織機械的成套性也從屬于工藝性。例如按棉紡工藝流程配置成套機器，機種排列先后次序、機臺數(shù)量之間的固定關(guān)系都由工藝要求決定。又如一定工作幅度的織機織出的產(chǎn)品，需要配置相應(yīng)工作幅度的驗布、量布以及染整設(shè)備，也屬于成套性。因此，紡織機械的成套性不僅存在于一個工廠中，也存在于廠與廠之間。
高速度
現(xiàn)代紡織機械的一個主要發(fā)展特征是不斷提高機器的運轉(zhuǎn)速度，從而獲得高產(chǎn)量，以減少設(shè)備的配臺數(shù)，縮減廠房面積，節(jié)省投資和勞動力，以較少的資金取得較大的效果。表1、表2 、表3 中的數(shù)字說明了紡織機械高速度的趨向。
提高紡織機械運轉(zhuǎn)速度的主要措施是更合理地設(shè)計零部件結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)良性能材料和提高加工精度。
高效率
紡織機械的高效率是在高速度的基礎(chǔ)上加上相應(yīng)的其他措施實現(xiàn)的。如排氣棉箱和梳棉機自調(diào)勻整裝置的研制成功，實現(xiàn)了清棉與梳棉的聯(lián)合，從而取消成卷工序和清棉成卷裝置，節(jié)省大量搬運工作，提高了效率。精梳毛紡由于采用自調(diào)勻整裝置（見牽伸自調(diào)勻整）使前紡工藝道數(shù)由40年代的7～10道縮減為4～7道，減少了機器配臺，節(jié)省了廠房面積，節(jié)約了投資和勞動力，降低了成本。用機械化、自動化裝置逐步取代繁重的體力勞動和減少操作工人，是提高紡織機械工作效率的又一措施。現(xiàn)代的細紗機配有自動落紗插管生頭裝置，代替了繁重的人工落紗操作；自動接頭裝置代替了人工巡回接頭。紡織機械原來就是模擬人的動作不斷完善起來的，現(xiàn)已成為帶有藝術(shù)性和精巧性的高度自動化的機械。由于大規(guī)模集成電路發(fā)展而產(chǎn)生的微電子技術(shù)、微處理機和電子計算機，開始滲透到單臺和成套的紡織機械中來。高速自動絡(luò)筒機配有電子清紗器，能自動檢出紗疵和粗細節(jié)，自動切除并自動打結(jié)，還可以與微處理機接口作紗疵、粗細節(jié)的分類統(tǒng)計。配有微處理機的驗布機能用顯示屏將有關(guān)疵點類別的統(tǒng)計數(shù)、疵點位置、每卷布的長度（扣除壞布部分）和重量以統(tǒng)計表格形式顯示出來，并能在一批布驗完后輸出本批布的總卷數(shù)、分類的疵點數(shù)和壞布扣除量的報告，還能打印出結(jié)果或記錄在磁帶上供日后檢查之用。
省維護
現(xiàn)代紡織機械在設(shè)計上充分注意減少維護保養(yǎng)和延長使用壽命。在選用材料和制訂熱處理工藝方面經(jīng)過周密考慮，保證零件的使用壽命長、動作可靠。有的采用部件裝配時一次加足潤滑劑，在若干年內(nèi)無須加油；有的采用檢測裝置預(yù)防事故；有的采用特殊加工使零件具有鏡面光潔度，等等。
標(biāo)準(zhǔn)化
每臺機器同一零件的重復(fù)系數(shù)大是紡織機械的另一特點。以細紗機為例，每臺有400錠，同時紡制400根紗線，就需要相同的鋼領(lǐng)、錠子等各400只。至于針織機用針數(shù)量就更為龐大。6.6米工作幅度的高速經(jīng)編機每臺需要7280枚槽形織針。生產(chǎn)這些零件的機械廠需要根據(jù)零件批量大小設(shè)計相應(yīng)的工具、夾具、模具直至專用的多工位自動機床或?qū)Ｓ昧魉€，以保證這些零件生產(chǎn)的高效率、高質(zhì)量和低成本。紡織機械零件的復(fù)雜性還表現(xiàn)在種類上，因為加工對象不同，需要按棉、麻、毛、絲、化纖等不同原料設(shè)計制造不同種類的零件。例如毛紡細紗錠子就要有比棉紡錠子更大的尺寸，但結(jié)構(gòu)相似。再如，因織物門幅多樣就必須有結(jié)構(gòu)原理完全相同而工作幅度不同的機種。如果聽任上述零件和機臺參數(shù)任意發(fā)展，就會給紡織機械廠產(chǎn)品設(shè)計效率、生產(chǎn)管理和生產(chǎn)成本等帶來不利的影響，而且會使紡織廠設(shè)備管理、易損零件儲備、維修和替換增加工作量，甚至造成工廠管理的紊亂。標(biāo)準(zhǔn)化的目的就是在滿足不同工藝要求的原則下以盡量簡化的、數(shù)值間距分布恰當(dāng)?shù)闹饕夹g(shù)參數(shù)作為一組不同容量的機器的設(shè)計依據(jù)。如細紗機按錠距、織機和印染機按工作幅度、針織機按針筒直徑，各自形成系列化設(shè)計。
紡織機械的機械特點
系列化
在按系列化設(shè)計的一組機器中有一部分與機器系列參數(shù)無關(guān)的零件或部件，可以在一定范圍內(nèi)適用于本系列的各機，如細紗機車頭部分、升降部分的零部件等。另外，某些零部件在不同的機種上發(fā)揮同樣的機能，如印染機的導(dǎo)布輥、軋輥等。這些零部件稱作通用件或通用裝置，在印染機中還進一步發(fā)展成通用單元機。
通用化
在機械產(chǎn)品設(shè)計中，除盡量采用通用件、通用裝置、通用單元機之外，人們還有意識地將結(jié)構(gòu)布局作適當(dāng)修正，盡可能多地貫徹通用化原則。紡織機械的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化已開始跨出國與國之間的界限而走向國際化，如牽伸機構(gòu)零部件和織針、針布等，在許多國家都已采用相同的參數(shù)。
低能耗
紡織機械節(jié)約能源重點在染整設(shè)備上，因為這方面的潛力很大。例如在臺時產(chǎn)量為1000公斤的平洗機上，利用排出溫度為98℃的廢水加熱本身所需要的新鮮進水，僅按單班計算年可節(jié)約數(shù)萬元。采用噴射染色機，可以使染浴比從普通染色機的1:20～1:30降低到 1:5～1:15，染色時間可以縮短50%。雖然機器中噴射染液需用大容量的泵而增加電耗，但總的能源還是節(jié)約的。轉(zhuǎn)移印花在70年代已應(yīng)用于生產(chǎn)實際，它的特點是低散發(fā)、節(jié)能、少污染。采用溶劑上漿可以減少水量和能耗。
低噪聲
紡織機械在使用過程中產(chǎn)生的公害主要有噪聲、塵屑、有毒有害氣體和含有害物質(zhì)的廢水。原因有設(shè)備因素和工藝因素兩個方面。噪聲是由空氣作為載體的一種機械振動波。紡織廠的絕大部分車間中，特別是織造車間中機械噪聲很大。在紡織機械方面能采取的措施有：罩殼內(nèi)壁襯消音材料、用柔性有齒形的傳動帶取代鏈條傳動和齒輪傳動、提高運動零部件的精度和動平衡性、在高速零件與機架之間加裝消震墊圈等。但某些消聲措施也帶來消極因素，如加裝防音罩后操作維護不便。創(chuàng)造性地改進機械設(shè)計是減少噪聲的根本措施，例如無梭織機（見機織）的噪聲已漸接近環(huán)境保護的要求。為減少設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中的微塵外揚，可以改進紡機設(shè)計，如提高外罩的密封性，也可以采用空調(diào)裝置吸取車間含塵空氣集中過濾，再將新鮮空氣送回車間；或采用二級濾塵設(shè)備用于清棉、梳棉、精梳等機器，將排放的含塵空氣過濾并將落棉回收，使空氣達到環(huán)境保護條例的規(guī)定。
低公害
此外，紡織機械材料組成的改變也是現(xiàn)代紡織機械發(fā)展的特點。鑄鐵原來是紡織機械的主要結(jié)構(gòu)材料，因為它資源豐富，價格便宜，加工容易，可以鑄成復(fù)雜形狀，相對來說比較耐腐蝕，還具有良好的消震性，但是逐漸被型鋼件、焊接件、合金壓鑄件所取代，在每臺機器中所占重量的百分比顯著降低。木材原來也是紡織機械的主要結(jié)構(gòu)材料，由于森林砍伐過量，資源日趨短缺，逐漸被工程塑料和輕金屬所取代，而復(fù)合工程塑料更具有木材所沒有的優(yōu)異性能，如強度高、耐腐蝕、耐水、耐氣候、耐磨耗等。優(yōu)質(zhì)鋼也更多地被用作傳動軸、齒輪坯、連桿、凸輪等材料。為了抗染化料的酸性腐蝕和有機物的高溫腐蝕，染整機械多采用含鉬、含鈦的鎳鉻不銹鋼作容器、機房壁、導(dǎo)布輥以及其他與織物和介質(zhì)接觸的零件?；w機械更廣泛采用耐熱耐酸高級合金鋼制做噴絲板、螺桿擠壓機、計量泵以及其他與聚合物接觸的零件和高溫下在含有有機溶劑的液體中工作的零件。
紡織機械的機械特點
工藝性
近代，人們對纖維的結(jié)構(gòu)和物理、化學(xué)性能的認識不斷深化，因而創(chuàng)造出更多、更先進的工藝方法，這就能更充分地發(fā)揮纖維和織物的特性。為了配合這個發(fā)展，現(xiàn)代紡織機械運用機械技術(shù)、電氣技術(shù)，特別是弱電技術(shù)創(chuàng)造出門類繁多、性能各異的加工機器。例如，工業(yè)用涂層織物的制備工藝有涂布法、輥壓法和層壓法三種，設(shè)計的機器也相應(yīng)地有三種不同結(jié)構(gòu)。又如合成纖維對染料的親和力較小，針對這一點就創(chuàng)造出能縮短染色時間并取得良好染色牢度的高溫（130℃）、高壓（2.7公斤/厘米）染色設(shè)備。
連續(xù)性
紡織機械的連續(xù)性是服從工藝流程的。例如：紡制20.8～27.8號棉紗，從棉花到細紗的總牽伸倍數(shù)為13900～19000倍。工藝過程需要經(jīng)過清棉、梳棉、并條、粗紗、細紗等工序，因此必須將牽伸分配于各工序的相應(yīng)設(shè)備去完成。又如樹脂加工過程（見防皺整理），織物先在浸軋機中浸漬樹脂，然后在焙烘機中經(jīng)高溫處理使樹脂在纖維間縮合，最后在平洗機中經(jīng)皂洗、水洗去除未結(jié)合的樹脂殘余物，再用干燥機烘干。整個過程由工藝要求決定，不能顛倒、無條件地省略或合并工序。
成套性
紡織機械的成套性也從屬于工藝性。例如按棉紡工藝流程配置成套機器，機種排列先后次序、機臺數(shù)量之間的固定關(guān)系都由工藝要求決定。又如一定工作幅度的織機織出的產(chǎn)品，需要配置相應(yīng)工作幅度的驗布、量布以及染整設(shè)備，也屬于成套性。因此，紡織機械的成套性不僅存在于一個工廠中，也存在于廠與廠之間。
高速度
現(xiàn)代紡織機械的一個主要發(fā)展特征是不斷提高機器的運轉(zhuǎn)速度，從而獲得高產(chǎn)量，以減少設(shè)備的配臺數(shù)，縮減廠房面積，節(jié)省投資和勞動力，以較少的資金取得較大的效果。表1、表2 、表3 中的數(shù)字說明了紡織機械高速度的趨向。
提高紡織機械運轉(zhuǎn)速度的主要措施是更合理地設(shè)計零部件結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)良性能材料和提高加工精度。
高效率
紡織機械的高效率是在高速度的基礎(chǔ)上加上相應(yīng)的其他措施實現(xiàn)的。如排氣棉箱和梳棉機自調(diào)勻整裝置的研制成功，實現(xiàn)了清棉與梳棉的聯(lián)合，從而取消成卷工序和清棉成卷裝置，節(jié)省大量搬運工作，提高了效率。精梳毛紡由于采用自調(diào)勻整裝置（見牽伸自調(diào)勻整）使前紡工藝道數(shù)由40年代的7～10道縮減為4～7道，減少了機器配臺，節(jié)省了廠房面積，節(jié)約了投資和勞動力，降低了成本。用機械化、自動化裝置逐步取代繁重的體力勞動和減少操作工人，是提高紡織機械工作效率的又一措施。現(xiàn)代的細紗機配有自動落紗插管生頭裝置，代替了繁重的人工落紗操作；自動接頭裝置代替了人工巡回接頭。紡織機械原來就是模擬人的動作不斷完善起來的，現(xiàn)已成為帶有藝術(shù)性和精巧性的高度自動化的機械。由于大規(guī)模集成電路發(fā)展而產(chǎn)生的微電子技術(shù)、微處理機和電子計算機，開始滲透到單臺和成套的紡織機械中來。高速自動絡(luò)筒機配有電子清紗器，能自動檢出紗疵和粗細節(jié)，自動切除并自動打結(jié)，還可以與微處理機接口作紗疵、粗細節(jié)的分類統(tǒng)計。配有微處理機的驗布機能用顯示屏將有關(guān)疵點類別的統(tǒng)計數(shù)、疵點位置、每卷布的長度（扣除壞布部分）和重量以統(tǒng)計表格形式顯示出來，并能在一批布驗完后輸出本批布的總卷數(shù)、分類的疵點數(shù)和壞布扣除量的報告，還能打印出結(jié)果或記錄在磁帶上供日后檢查之用。
省維護
現(xiàn)代紡織機械在設(shè)計上充分注意減少維護保養(yǎng)和延長使用壽命。在選用材料和制訂熱處理工藝方面經(jīng)過周密考慮，保證零件的使用壽命長、動作可靠。有的采用部件裝配時一次加足潤滑劑，在若干年內(nèi)無須加油；有的采用檢測裝置預(yù)防事故；有的采用特殊加工使零件具有鏡面光潔度，等等。
標(biāo)準(zhǔn)化
每臺機器同一零件的重復(fù)系數(shù)大是紡織機械的另一特點。以細紗機為例，每臺有400錠，同時紡制400根紗線，就需要相同的鋼領(lǐng)、錠子等各400只。至于針織機用針數(shù)量就更為龐大。6.6米工作幅度的高速經(jīng)編機每臺需要7280枚槽形織針。生產(chǎn)這些零件的機械廠需要根據(jù)零件批量大小設(shè)計相應(yīng)的工具、夾具、模具直至專用的多工位自動機床或?qū)Ｓ昧魉€，以保證這些零件生產(chǎn)的高效率、高質(zhì)量和低成本。紡織機械零件的復(fù)雜性還表現(xiàn)在種類上，因為加工對象不同，需要按棉、麻、毛、絲、化纖等不同原料設(shè)計制造不同種類的零件。例如毛紡細紗錠子就要有比棉紡錠子更大的尺寸，但結(jié)構(gòu)相似。再如，因織物門幅多樣就必須有結(jié)構(gòu)原理完全相同而工作幅度不同的機種。如果聽任上述零件和機臺參數(shù)任意發(fā)展，就會給紡織機械廠產(chǎn)品設(shè)計效率、生產(chǎn)管理和生產(chǎn)成本等帶來不利的影響，而且會使紡織廠設(shè)備管理、易損零件儲備、維修和替換增加工作量，甚至造成工廠管理的紊亂。標(biāo)準(zhǔn)化的目的就是在滿足不同工藝要求的原則下以盡量簡化的、數(shù)值間距分布恰當(dāng)?shù)闹饕夹g(shù)參數(shù)作為一組不同容量的機器的設(shè)計依據(jù)。如細紗機按錠距、織機和印染機按工作幅度、針織機按針筒直徑，各自形成系列化設(shè)計。
紡織機械的機械特點
系列化
在按系列化設(shè)計的一組機器中有一部分與機器系列參數(shù)無關(guān)的零件或部件，可以在一定范圍內(nèi)適用于本系列的各機，如細紗機車頭部分、升降部分的零部件等。另外，某些零部件在不同的機種上發(fā)揮同樣的機能，如印染機的導(dǎo)布輥、軋輥等。這些零部件稱作通用件或通用裝置，在印染機中還進一步發(fā)展成通用單元機。
通用化
在機械產(chǎn)品設(shè)計中，除盡量采用通用件、通用裝置、通用單元機之外，人們還有意識地將結(jié)構(gòu)布局作適當(dāng)修正，盡可能多地貫徹通用化原則。紡織機械的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化已開始跨出國與國之間的界限而走向國際化，如牽伸機構(gòu)零部件和織針、針布等，在許多國家都已采用相同的參數(shù)。
低能耗
紡織機械節(jié)約能源重點在染整設(shè)備上，因為這方面的潛力很大。例如在臺時產(chǎn)量為1000公斤的平洗機上，利用排出溫度為98℃的廢水加熱本身所需要的新鮮進水，僅按單班計算年可節(jié)約數(shù)萬元。采用噴射染色機，可以使染浴比從普通染色機的1:20～1:30降低到 1:5～1:15，染色時間可以縮短50%。雖然機器中噴射染液需用大容量的泵而增加電耗，但總的能源還是節(jié)約的。轉(zhuǎn)移印花在70年代已應(yīng)用于生產(chǎn)實際，它的特點是低散發(fā)、節(jié)能、少污染。采用溶劑上漿可以減少水量和能耗。
低噪聲
紡織機械在使用過程中產(chǎn)生的公害主要有噪聲、塵屑、有毒有害氣體和含有害物質(zhì)的廢水。原因有設(shè)備因素和工藝因素兩個方面。噪聲是由空氣作為載體的一種機械振動波。紡織廠的絕大部分車間中，特別是織造車間中機械噪聲很大。在紡織機械方面能采取的措施有：罩殼內(nèi)壁襯消音材料、用柔性有齒形的傳動帶取代鏈條傳動和齒輪傳動、提高運動零部件的精度和動平衡性、在高速零件與機架之間加裝消震墊圈等。但某些消聲措施也帶來消極因素，如加裝防音罩后操作維護不便。創(chuàng)造性地改進機械設(shè)計是減少噪聲的根本措施，例如無梭織機（見機織）的噪聲已漸接近環(huán)境保護的要求。為減少設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中的微塵外揚，可以改進紡機設(shè)計，如提高外罩的密封性，也可以采用空調(diào)裝置吸取車間含塵空氣集中過濾，再將新鮮空氣送回車間；或采用二級濾塵設(shè)備用于清棉、梳棉、精梳等機器，將排放的含塵空氣過濾并將落棉回收，使空氣達到環(huán)境保護條例的規(guī)定。
低公害
此外，紡織機械材料組成的改變也是現(xiàn)代紡織機械發(fā)展的特點。鑄鐵原來是紡織機械的主要結(jié)構(gòu)材料，因為它資源豐富，價格便宜，加工容易，可以鑄成復(fù)雜形狀，相對來說比較耐腐蝕，還具有良好的消震性，但是逐漸被型鋼件、焊接件、合金壓鑄件所取代，在每臺機器中所占重量的百分比顯著降低。木材原來也是紡織機械的主要結(jié)構(gòu)材料，由于森林砍伐過量，資源日趨短缺，逐漸被工程塑料和輕金屬所取代，而復(fù)合工程塑料更具有木材所沒有的優(yōu)異性能，如強度高、耐腐蝕、耐水、耐氣候、耐磨耗等。優(yōu)質(zhì)鋼也更多地被用作傳動軸、齒輪坯、連桿、凸輪等材料。為了抗染化料的酸性腐蝕和有機物的高溫腐蝕，染整機械多采用含鉬、含鈦的鎳鉻不銹鋼作容器、機房壁、導(dǎo)布輥以及其他與織物和介質(zhì)接觸的零件?；w機械更廣泛采用耐熱耐酸高級合金鋼制做噴絲板、螺桿擠壓機、計量泵以及其他與聚合物接觸的零件和高溫下在含有有機溶劑的液體中工作的零件。
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