Пневматический ткацкий станок

Пневматический ткацкий станок — это тип бесчелночного ткацкого станка, в котором прокладывание уточной нити осуществляется с помощью струи сжатого воздуха. Относится к классу станков с малогабаритными прокладчиками утка (рапирными, гидравлическими, пневматическими) и является одним из наиболее производительных видов ткацкого оборудования, широко применяемым в текстильной промышленности для выработки тканей из различных видов пряжи и нитей.

Принцип действия

Основной принцип работы пневматического станка заключается в том, что уточная нить захватывается из неподвижной паковки (бобины) и вводится в зев, образованный нитями основы, под действием сжатого воздуха, подаваемого через специальное сопло (главное сопло). Струя воздуха, обладая достаточной кинетической энергией, протаскивает нить через весь зев от одного края ткани (заправочного) до другого (прибойного). После прокладки уточная нить прибивается к опушке ткани бердом, а зев меняется для прокладки следующей нити.

Для обеспечения стабильного и точного перемещения нити на больших ширинах (до 360–400 см и более) используются дополнительные сопла (эжекторы), расположенные вдоль пути прокладывания утка. Они создают поддерживающий воздушный поток, предотвращающий провисание и запутывание нити. В некоторых конструкциях применяются также компенсаторы скорости и тормозные устройства для точной остановки нити в заданном положении.

История

Первые попытки использования воздуха для прокладывания утка относятся к началу XX века, однако практическая реализация стала возможной только с развитием пневматики и систем управления. Первый промышленно пригодный пневматический ткацкий станок был создан в 1950-х годах в Чехословакии (фирма Elitex, ныне — часть Rieter). В 1955 году на выставке в Брно был представлен станок P-105, который положил начало серийному выпуску этого типа оборудования.

В 1960–1970-х годах пневматические станки активно внедрялись в СССР (на заводах «Текстильмаш» в Чебоксарах, в Орле, в Ташкенте) и других странах социалистического лагеря. В 1980-х годах лидерство в разработке перешло к европейским фирмам — Sulzer Textil (Швейцария), Picanol (Бельгия), Dornier (Германия). В 1990–2000-х годах пневматические станки стали доминирующим типом оборудования для массового производства тканей среднего и высокого качества, вытеснив челночные станки в большинстве отраслей текстильной промышленности.

Классификация

Пневматические ткацкие станки классифицируются по нескольким признакам:

По способу формирования зева

• Станки с кулачковым зевообразованием — для простых переплетений (полотняное, саржевое, сатиновое) с небольшим числом ремизок (до 8–10).
• Станки с кареточным зевообразованием — для средних по сложности переплетений (до 16–20 ремизок).
• Станки с жаккардовой машиной — для выработки крупноузорчатых тканей (портьерных, гобеленовых, декоративных) с индивидуальным управлением каждой нитью основы.

По ширине заправки

• Узкие (до 150 см) — для технических тканей, лент, тесьмы.
• Средние (150–250 см) — для бельевых, плательных, костюмных тканей.
• Широкие (250–360 см и более) — для простынных, полотенечных, декоративных тканей, а также для технических тканей большой ширины.

По числу уточных цветов

• Одноцветные — для тканей из одного вида утка.
• Многоцветные — с механизмом смены цвета (обычно до 4–6 цветов), позволяющим вырабатывать ткани с цветными полосами или клетками.

По типу подачи утка

• С одним главным соплом — для узких тканей (до 100–120 см).
• С главным и дополнительными соплами — для средних и широких тканей.
• С системой «конфузор» — специальный канал (конфузор) в зеве, который направляет воздушный поток и снижает его расход.

Устройство и основные узлы

Основные элементы пневматического ткацкого станка:

1. Станина — несущая конструкция, обеспечивающая жёсткость и виброустойчивость.
2. Привод — электродвигатель с ременной передачей и системой плавного пуска/останова.
3. Механизм подачи основы — навой (бобина с основой), тормозное устройство, скало, компенсатор натяжения.
4. Зевообразовательный механизм — ремизки, ремизоподъёмники (кулачки, каретка или жаккардовая машина).
5. Механизм прокладывания утка — главное сопло, дополнительные сопла, система подачи сжатого воздуха (компрессор, ресивер, распределитель).
6. Механизм прибоя — бердо (гребёнка) с возвратно-поступательным движением.
7. Механизм отвода ткани — товарный валик, накатка (намотка готовой ткани).
8. Система управления — электронный блок с микропроцессором, задающий параметры работы (скорость, плотность, рисунок переплетения).
9. Уточный контроллер — датчик наличия и обрыва уточной нити.
10. Система смазки — централизованная или автоматическая.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая производительность — скорость ввода утка достигает 2000–2500 м/мин (для сравнения: у челночных станков — 300–500 м/мин).
• Низкий уровень шума — по сравнению с челночными станками (до 85–90 дБ против 100–110 дБ).
• Меньший расход пряжи — отсутствие челнока и шпули, меньшая длина уточных концов.
• Возможность работы с широкими тканями — до 400 см и более.
• Высокое качество ткани — равномерная плотность, отсутствие дефектов, связанных с челноком.
• Автоматизация — легко интегрируется в автоматизированные линии, возможна работа без оператора (с автоматическим устранением обрывов).

Недостатки

• Высокое энергопотребление — значительная часть энергии тратится на сжатие воздуха (до 30–40% от общего потребления).
• Чувствительность к качеству пряжи — обрывность утка выше, чем на рапирных станках, особенно при работе с пушистой или неравномерной пряжей.
• Ограничения по ассортименту — не подходит для тяжёлых и толстых нитей, для тканей с высокой плотностью по утку (более 50–60 нитей/см).
• Сложность обслуживания — требует квалифицированного персонала для настройки пневматической системы.
• Высокая стоимость — пневматические станки дороже челночных и рапирных аналогов.

Применение

Пневматические ткацкие станки используются для выработки широкого ассортимента тканей:

• Бельевые и постельные ткани — бязь, сатин, поплин, перкаль.
• Одежные ткани — плательные, сорочечные, костюмные, пальтовые.
• Декоративные ткани — портьерные, мебельные, гобеленовые.
• Технические ткани — фильтровальные, тарные, упаковочные, армирующие.
• Специальные ткани — для спецодежды, медицинские (марля, бинты), термостойкие.

В России и странах СНГ пневматические станки составляют основу парка ткацкого оборудования на крупных текстильных комбинатах (например, «Ивановская мануфактура», «Тверская текстильная компания», «Балашовский текстиль»). В мире лидерами по выпуску являются фирмы Picanol (Бельгия), Itema (Италия), Toyota (Япония), Tsudakoma (Япония).

Интересные факты

• Первый пневматический станок P-105 имел ширину заправки 105 см и скорость 300 прокидок утка в минуту — в 3–4 раза выше, чем у челночных станков того времени.
• Для работы одного пневматического станка требуется компрессор производительностью 0,5–1,5 м³/мин при давлении 6–8 бар.
• В современных станках используются системы рекуперации энергии сжатого воздуха, позволяющие снизить энергопотребление на 15–25%.
• Пневматические станки могут работать с нитями из хлопка, льна, шерсти, вискозы, полиэстера, нейлона, стекловолокна и других материалов.
• В 2020-х годах ведутся разработки станков с «цифровым» управлением воздушным потоком, позволяющим адаптировать параметры прокладывания под каждую конкретную нить.

Источники

• В. А. Гордеев, П. В. Власов. «Ткацкое оборудование». — М.: Легпромбытиздат, 1995.
• А. А. Мартынова, Г. И. Смирнов. «Технология ткачества». — М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2004.
• «Современные ткацкие станки: каталог-справочник». — М.: ЦНИИТЭИлегпром, 2010.
• Материалы фирм Picanol, Itema, Toyota (официальные сайты и технические брошюры).
• Учебное пособие «Текстильное машиностроение» / под ред. В. И. Комарова. — СПб.: СПбГУТД, 2018.