粗纱机张力自动检测调节系统工作原理分析.doc

粗纱机张力自动检测调节系统工作原理分析粗纱机张力自动检测调节系统丁作原理分析我国新研制的FA481型、FA425型粗纱机，以现代变频调速技术、可编程序控制器(PLC) 及电子粗纱张力检测调节系统，取代了锥轮变速机构、张力微调装置及成形机构，人人简 化了粗纱机的结构，代表着我国现代悬锭粗纱机的最高水平，使粗纱机的工艺调整与维护 保养工作强度人人降低，粗纱机基木实现了口动化高精度的CCD传感器，可以随机口动 检测粗纱张力状态，对不同的纺纱品种均能使粗纱张力始终保持最佳值，为提高粗纱质量 创造了良好条件1锥轮变速机构粗纱机张力控制的缺陷设粗纱前罗拉钳口输出须条速度为v,粗纱卷绕玄径为Dx,锭子的转速为nO,筒管转速 为 nx,则有：nx=nO + v/2 n Dx一般认为，粗纱卷绕从里层到外层其层厚按等差级数递增，在锥轮皮带每次等间距移动 的情况下将粗纱机的锥轮外形曲线设计成双曲线由于工艺设计不尽合理、原料不稳定等 情况，导致纺纱张力不稳定，一落纱粗纱伸长率及其差异、台间粗纱伸长率差异都较人 虽然采用了粗纱纺纱张力预置式微调补偿装置，使粗纱锥轮皮带由等间距移动改为根据纺 纱的情况变间距移动，在一定程度上降低了粗纱伸长率及其差异与断头率，提高了成纱条 干。

但当喂入原料等因索发生波动时，仍然会出现粗纱纺纱张力不稳定、粗纱伸长率及其 差异发生波动此外，粗纱纺纱张力始纺调整与tl常调整技术难度大，T作量也人，对产 品翻改影响较人2粗纱张力自动检测调节系统工作原理2. 1粗纱纺纱张力控制系统粗纱张力的人小及其稳定性完全取决于前罗拉钳口的出条速度、筒管转速、锭子转速、 龙筋升降速度之间的关系通过粗纱纺纱张力检测传感器的检测，并将其信息传递到 单片机，PLC控制系统就可实现预定的纺纱张力要求粗纱纺纱张力检测，采川高精度的 CCD线性位移图像传感器一电子眼，其测量精度达0. 1 mmo粗纱纺纱张力检测装置通 过对瞬间某特定位置粗纱位置状态的检测，来判断粗纱张力的合适与否，其检测原理如图 1所示检测纺纱段相纱位置与设定纺纱段粗纱位置比较一合适一一纺纱段粗纱位置改变不合适简管转速改变单片机、可编程PLC改变变速电机的电源频率一变速电机变速2.2粗纱纺纱段位置与纺纱段张力之间的关系2.2.1托锭粗纱机纺纱时的情况一般认为，托锭粗纱机纺纱时，其纺纱张力情况就纺纱正常与否，可划分为三种情况： 第一种情况，纺纱段粗纱挺肓，并伴随剧烈抖动，即粗纱纺纱张力过人由于锭子锭翼单 侧受力，使旋转的锭子出现不平衡状态，加上锭子锭翼动平衡状态、锭子与筒管运动的同 轴性，致使锭子摆动，纺纱段粗纱拉直而剧烈振荡，同时，粗纱加捻三角区长度波动，这 样，不利于粗纱伸长率的稳定，使粗纱伸长率波动较人。

第二种情况，纺纱段粗纱严重松弛，张力小且极不稳定，加捻三角区长且不稳定，其至 岀现〃麻花状〃由于加捻三角区增人，其中的纤维彼此间松散，联系作用减弱，不利于粗 纱捻冋传递到加捻三角区，也导致粗纱伸长率过人且不稳定第三种情况，纺纱段粗纱紧而不拉玄、不岀现振荡，坠而能使加捻三角区获得捻冋，且 稳定这样就能使粗纱纺纱段张力稳定，粗纱伸长率比较稳定及其波动小2. 2.2悬锭粗纱机纺纱时的情况由于悬锭粗纱机锭子中心、上下位置固定不变，在粗纱纺纱段张力过人时，不可能出现 如托锭粗纱机纺纱时的纺纱段粗纱剧烈抖动现象而悬锭粗纱机纺纱段粗纱出现剧烈抖 动，其原因应该为锭子上端假捻器上端血旋转时不在同一水平血内，导致粗纱与假捻器的 接触点位置变动，使纺纱段粗纱剧烈抖动，属于假捻器安装质量问题因此，纺纱段粗纱 张力人与比较合适与否，是很难从纺纱段粗纱在检测区域的位置状态來区别，当然，其粗 纱伸长率是不一样的，但其伸长率差异从理论上讲没有较人区别，应该都比较稳定；而纺 纱张力小时岀现的情况与上述相同利用这个原理，运用CCD位移式传感器检测粗纱 的位置，并与控制位置比较，作出是否调整筒管转速的判断，这样可以保证纺纱段粗纱在 要求的位置区域，实现了纺纱张力以及粗纱伸长率的稳定。

从理论上讲，纺纱张力太大与 比较合适是很难作出区别，但对于纺纱张力过小时，应该能够作出反应3影响粗纱纺纱张力的因索3.1 CCD位移式粗纱张力检测装置的配置数量由于CCD位移式粗纱张力检测装置配置数量极有限，以致检测的数据代表性差设 CCD检测的平均粗纱张力为x,整台粗纱机锭子的平均粗纱张力为y,当(y-x)的绝对值越 接近于0,则CCD位移式粗纱张力检测装置反映整台粗纱机的纺纱情况越真实，粗纱张力 控制越冇效；当(y-x)的绝对值很人，则CCD位移式粗纱张力检测装置反映整台粗纱机纺 纱情况的误差就很人，即x不能完全代表y,这样就必然出现粗纱机纺纱张力系统对粗纱张力进行不合实际的调节，有可能使整台粗纱机人部分锭子的粗纱张力失去控制因此， CCD的数量对粗纱张力检测极为重要要实现比较有效的粗纱张力控制，就必须配置 相当数量的CCD位移式粗纱张力检测装置，否则仍有很大的局限性3.2喂入熟条的重量不匀率喂入熟条重量不匀率的人小或者喂入熟条的定量变异系数决定着CCD位移式粗纱张力检 测装置采集数据的有效性若熟条重量不匀或者定量变异系数较小，则粗纱须条定量差异 更小，加捻卷绕过程中，粗纱张力可通过卷绕张力自调能力、变卷绕量自调能力，能顺利 地实现锭间纺纱张力差异的减小•若熟条重量不匀或者定量变异系数过人，则有可能出现 (y-x)的绝对值过人，而使整台车粗纱纺纱张力控制失控，所以，要有效发挥新一代粗纱 机的优越性能，关键还在于严格控制熟条的重量不匀。

此外，重量偏差人小不会影响张力 装置采样的有效性3. 3熟条长片段严重不匀熟条的长片段严重不匀，会使粗纱张力出现时紧时松，由于长片段不匀具有随机性，使 得整台粗纱机的张力控制随检测锭位的粗纱变粗时而松弛，随检测锭位的粗纱变细时而收 紧，同时使粗纱每层卷绕玄径不稳定，令可能使粗纱断头、粗纱卷装结构恶化要保证控 制纺纱张力稳定顺利实施，就必须提高成卷的止卷率及棉卷的纵向均匀性，较高的止卷率 及棉卷的纵向均匀性好，就令可能实现较低的生条重暈不匀率、熟条重暈不匀率及长片段 不匀CV值，同时，耍严格控制梳棉机落物率台差此外，采用清梳联，同时配置自调匀 整装置，使生条重量不匀率、长片段CV值较小3. 4假捻器安装状态对粗纱张力及其伸长率稳定的影响假捻器的安装状态对粗纱张力及具伸长率稳定与否极为重要如果锭子上端假捻器上端 血旋转时不在同一•水平血内，导致粗纱与假捻器的接触点位置变动，使纺纱段粗纱剧烈抖 动，这对粗纱伸长率及其差异的控制极为不利，特别是高速时尤要注意因此，要加强粗 纱机的日常维护，使假捻器的安装状态有比较好的水平3. 5粗纱锭翼压掌叶上绕圈数对粗纱张力与伸长率及其差异的影响一般认为，粗纱在锭翼压掌叶柄上的绕圈数多，则粗纱在锭翼压掌叶柄上的摩擦阻力就 人，导致粗纱卷绕段的港绕张力增人，卷装卷绕肓径就相对减小，同时考虑粗纱在卷绕段 的伸长，使粗纱进入锭翼压掌叶柄到卷绕区域的速度放慢，最终使纺纱段粗纱张力相对减 小。

相反，粗纱在锭翼压掌叶柄上的绕圈数少，则纺纱段张力就相对人些，此外，粗纱纺 纱张力具有口动调节能力，当纺纱段张力变人时，可以通过提高粗纱的伸长率及减小卷绕 直径，使粗纱的纺纱张力不至于突变增人很人同样，当纺纱段张力变小时，可以通过降 低粗纱的伸长率及增人卷绕玄径，使粗纱的纺纱张力不至于突变降低很人，以保证粗纱纺 纱张力变化平缓因此，为保证粗纱张力检测系统对粗纱纺纱张力与伸长率控制比较佇 效，在试纺时仍要通过观察调整好整台车的粗纱张力，使其在比较合适的水平，确保粗纱 张力检测系统在比较有效的状态下丁作，使粗纱纺纱张力、粗纱仲长率及其差异控制在比 较良好的范围内4结论(1) 要使粗纱张力保持比较稳定，必须配备足够数量的粗纱娠力检测装置，以使粗纱机 纺纱张力检测装置的采样信号具有代表性否则，(y-x)的绝对值很人，则CCD位移式粗 纱张力检测装置反映整台粗纱机的纺纱情况误差就很人，即x不能代表y,这样就必然出 现粗纱机粗纱张力系统对粗纱张力进行不合实际的调节，有可能使整台粗纱机人部分锭子 的粗纱张力失去控制2) 要使粗纱张力控制系统发挥应有的作川，必须使喂入粗纱机熟条的重量不匀率严格 控制在一定的范I韦I内。

3) 粗纱的条干CV值要小，这样对粗纱港绕及控制粗纱伸长率差异人小极为有利因 此，纺纱工艺流程中尽可能在梳棉机上或并条机上配备自调匀整装置4) 保证假捻器的安装状态良好是控制粗纱伸长率差异人小的基础5) 为保证粗纱张力检测系统对粗纱纺纱张力与伸长率控制比较有效，在试纺吋，仍要 通过观察调整好整台车的粗纱张力，确保粗纱张力检测系统在比较有效的状态下工作，使 粗纱纺纱张力、粗纱仲长率及其差异控制在比较良好的范围内。