蔡松廷

【摘 要】紡織工程工序眾多，為了能夠有效地保障紡織產(chǎn)品的自身質(zhì)量，需要在各紡織環(huán)節(jié)中靈活運(yùn)用張力控制技術(shù)。而隨著眼下紡織工程事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，紡織原材料種類(lèi)也越發(fā)多樣化，導(dǎo)致紡織過(guò)程中出現(xiàn)的形態(tài)也逐漸多樣化，因而其對(duì)于張力控制技術(shù)的要求也隨之有所提高。本文將通過(guò)對(duì)紡織工程中的張力控制技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展進(jìn)行初步探究，希望能夠?yàn)橥苿?dòng)紡織工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供全新思路以及必要的參考幫助。

【關(guān)鍵詞】紡織工程技術(shù)；張力控制；可持續(xù)發(fā)展

1 紡織工程中的張力控制概述

雖然眼下紡織工藝種類(lèi)眾多，但在各種紡織工藝路線(xiàn)中，工序與工序之間均需要完成物料形態(tài)的有效傳遞。而在此過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)傳遞的紗線(xiàn)、條帶以及布匹等多種形態(tài)的物料進(jìn)行張力控制，從而使得動(dòng)態(tài)移動(dòng)過(guò)程以及退繞、收卷過(guò)程得以順利完成。通過(guò)結(jié)合實(shí)際紡織工藝流程情況可知，紗線(xiàn)在牽伸和卷繞狀態(tài)下，如果出現(xiàn)張力過(guò)小的情況，將很難完成筒管成型，并出現(xiàn)捻度不均的情況。而如果出現(xiàn)張力過(guò)大的情況，則會(huì)直接影響紗線(xiàn)毛羽條的均勻性，嚴(yán)重時(shí)甚至有可能出現(xiàn)斷紗的情況。同樣，在織染柔幅布匹階段中，同步進(jìn)行收、放卷時(shí)，如果無(wú)法有效控制張力，則極有可能出現(xiàn)無(wú)法緊卷成形或是導(dǎo)致布匹質(zhì)量稀松等情況。因此需要視情況在紡織工程中采取行之有效的張力控制技術(shù)，以有效保障紡織產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

2 紡織工程中張力控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1 機(jī)械裝置控制技術(shù)

當(dāng)前在紡織工程中使用最為廣泛的張力控制技術(shù)之一便是機(jī)械裝置控制技術(shù)。在該技術(shù)當(dāng)中，主要是通過(guò)利用各種各樣的專(zhuān)業(yè)機(jī)械裝置達(dá)到在紡織工藝流程中有效控制張力的目的。如通過(guò)直接利用靜止的張力盤(pán)使其可以與紗線(xiàn)之間產(chǎn)生相應(yīng)摩擦，利用這一摩擦達(dá)到增加張力的效果。此類(lèi)紗線(xiàn)摩擦型裝置結(jié)構(gòu)類(lèi)型多種多樣，包括盤(pán)式、桿式等等，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、操作簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉，因此被廣泛運(yùn)用在紗線(xiàn)張力控制中。但由于張力盤(pán)同紗線(xiàn)的直接摩擦經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致紗線(xiàn)出現(xiàn)磨損，并且難以對(duì)摩擦系數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，因此比較容易導(dǎo)致出現(xiàn)不規(guī)則紗、結(jié)等情況。后期人們通過(guò)對(duì)張力控制裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出了包括錠盤(pán)張力裝置等。此類(lèi)裝置主要是通過(guò)在旋轉(zhuǎn)張力構(gòu)件上牢固固定紗線(xiàn)，直接在該構(gòu)件上施加牽拉力，在有效保持牽拉紗線(xiàn)速度恒定的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)紗線(xiàn)張力的有效控制。目前，還出現(xiàn)了一種電磁永磁機(jī)械張力器，其通過(guò)將原有電磁張力器和磁粉張力器進(jìn)行有機(jī)整合，從而使得張力控制靈敏度和控制范圍均得到了極大提升。

2.2 信息處理控制技術(shù)

隨著我國(guó)現(xiàn)代信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)控制張力的技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。如利用變頻器的 PID 功能，在此過(guò)程中，通過(guò)選擇相應(yīng)的變頻器并為其配置相應(yīng)電動(dòng)機(jī)。利用電位器對(duì)從端子輸入端輸入的張力給定目標(biāo)值進(jìn)行控制。通過(guò)積極將傳感技術(shù)引入其中，利用市面上現(xiàn)有的張力傳感器對(duì)從另外一個(gè)端子處輸入的實(shí)際張力反饋信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)控制。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)主控板上跳線(xiàn)選擇進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使得兩個(gè)端子能夠分別完成電壓信號(hào)與電流信號(hào)的接收。在反饋邏輯當(dāng)中，隨著反饋信號(hào)的逐漸增大，變頻器輸出頻率將會(huì)逐漸下降。通常情況下，在紡織工程張力控制中使用的張力傳感器量程在 0到 500N 之間，其目標(biāo)值設(shè)定在 60% 左右。如果出現(xiàn)被卷繞物斷裂的情況，則可以通過(guò)直接按下緊急停機(jī)按鈕便可以有效防止出現(xiàn)“飛車(chē)”的情況。

3 紡織工程中張力控制技術(shù)的發(fā)展展望

在當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快下，紡織工程也正在穩(wěn)步朝著現(xiàn)代化、信息化、智能化的方向發(fā)展。因此為了能夠有效提高紡織張力控制的精確性和自動(dòng)化水平，本文認(rèn)為未來(lái)還將建立起一種自動(dòng)化的紡織張力控制系統(tǒng)。其通過(guò)在非線(xiàn)性多因素耦合時(shí)變系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入自動(dòng)化張力控制概念，依托現(xiàn)有且相對(duì)比較成熟的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，通過(guò)在這一張力控制系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置變頻器驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)等，并利用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)將其與系統(tǒng)進(jìn)行相互連接用于自動(dòng)完成變頻調(diào)速。此外，針對(duì)各材質(zhì)纖維、物料形態(tài)對(duì)于張力控制要求不盡相同的特點(diǎn)，還需要專(zhuān)門(mén)建立起紡織 ERP 信息系統(tǒng)，并將其與張力控制系統(tǒng)進(jìn)行有效連接。通過(guò)直接將布匹幅面長(zhǎng)度、材料纖維等各項(xiàng)參數(shù)輸入至信息系統(tǒng)當(dāng)中，并依照具體工藝環(huán)境為其自動(dòng)匹配張力控制要求，以此有效完成對(duì)紡織工程的自動(dòng)化、精準(zhǔn)化張力控制。

4.紡織工程工藝改革

4.1 相關(guān)生物制劑的研發(fā)

紡織行業(yè)作為一個(gè)密集度高的產(chǎn)業(yè)，一直以來(lái)以高能耗詬病，而且副產(chǎn)品多、污染性大，其中的主要原因是因?yàn)樵诩徔椷^(guò)程中，加入了大量的化學(xué)添加劑以及落后的技術(shù)加工手段，針對(duì)這樣的落后性問(wèn)題，在麻紡織工藝中，主要的工藝改革是在劍麻纖維脫膠時(shí)，生物降解酶的使用，生物酶脫膠技術(shù)是一種綠色無(wú)污染的環(huán)保新型技術(shù)，不僅可以減少污水的排放，同時(shí)可以緩解脫膠過(guò)程中的噪音污染，所以類(lèi)似脫膠生物酶這類(lèi)的生物制劑研發(fā)，對(duì)于我國(guó)的紡織產(chǎn)業(yè)朝著“綠色環(huán)保低能耗”的發(fā)展尤為重要。

4.2 優(yōu)化纖維紡紗技術(shù)

在紡織工程中，最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是紡紗工序，紡紗技術(shù)水平的高低，決定了我國(guó)的紡織工程技術(shù)的優(yōu)劣，在改進(jìn)優(yōu)化過(guò)程中，要朝著高效、低能、環(huán)保等方面發(fā)展。目前我國(guó)的麻紡織工業(yè)的表現(xiàn)以高耗電、高耗水為主，而且很多相關(guān)設(shè)備配套不連貫，很多加工步驟需要人工進(jìn)行穿插，不僅提高了產(chǎn)品成本，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法得到保證，所以在紡紗工藝改革中特別應(yīng)該注重高效性、環(huán)保性等特點(diǎn)，配合適應(yīng)的設(shè)備，從而縮短劍麻紡織工藝的整體工藝流程，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，降低單位能耗。

4.3 優(yōu)化設(shè)備技術(shù)

現(xiàn)如今，限制我國(guó)劍麻紡織行業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是在相關(guān)的生產(chǎn)流程中，使用的主要設(shè)備都相對(duì)落后，如理麻機(jī)、并條機(jī)、紡紗機(jī)等都是曾經(jīng)的老式機(jī)器，缺乏相應(yīng)的技術(shù)突破及設(shè)備優(yōu)化，已經(jīng)無(wú)法勝任當(dāng)今社會(huì)形勢(shì)下的高效率生產(chǎn)模式，在技術(shù)改革中應(yīng)該始終貫徹自動(dòng)化生產(chǎn)理念，主要研發(fā)方向有：低投入、高回報(bào)、降低勞動(dòng)力等方面，最終實(shí)現(xiàn)纖維紡織技術(shù)的全自動(dòng)化，從根本上降低人力成本，在提高產(chǎn)量的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前紡織工程張力控制當(dāng)中，已經(jīng)出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)設(shè)置用于控制張力的機(jī)械裝置或是利用變頻器 PID 功能等技術(shù)手段，對(duì)精準(zhǔn)控制紡織工程中的張力起到了一定的幫助作用。而隨著紡織原材料種類(lèi)的不斷增加及其對(duì)張力控制需求的逐漸多樣化，相信日后還將出現(xiàn)包括自動(dòng)化張力控制智能控制系統(tǒng)等在內(nèi)的眾多先進(jìn)張力控制技術(shù)手段，以有效推動(dòng)我國(guó)紡織工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 石鋼，呂明.論紡織工程張力控制技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖 [J].紡織導(dǎo)報(bào)，2011（05）：105-108.

[2] 陳麗萍.典型紡織作業(yè)方式下張力控制的特點(diǎn) [J].建設(shè)科技，2016（01）：257.

（作者單位：天津市市場(chǎng)監(jiān)督管理委員會(huì)）