【技术连载】《纺纱学》— 粗纱 -6

三、辅助机构

（一）防细节装置

在实际生产中，为使粗纱具有一定的卷绕密度，实际卷绕速度一般大于前罗拉的输出速度，但这种速差是很小的。当停机时，由于纱管的惯性大于牵伸罗拉，所以在前罗拉至锭翼间的这段纱条上，会因张力增大伸长变细，形成关车细节，严重时甚至断裂。为了防止关车细节的产生，粗纱机上均备有防细节装置。

目前粗纱机采用的防细节装置由一个电磁离合器和两个时间继电器组成，由两个时间继电器控制的电磁离合器被装在变速机构至筒管的传动路线中。该离合器在机器运转时啮合，而在切断主电源至机器完全停止这一段时间内脱开片刻，使输入筒管的变速为零，从而使此时的筒管与锭翼同转而不产生卷绕，于是前钳口至锭翼顶端间的粗纱，呈松弛并略有微量下垂状态，从而避免了细节的产生，同时也弥补和避免了再次开车时产生的开车细节。

电磁离合器的动作由两个时间继电器控制，一号时间继电器控制切断主电源至电磁离合器脱开的时间T1，其设定值范围为1～10ｓ，一般取2～4ｓ；二号继电器控制电磁离合器脱开持续的时间T2，其设定值范围为0.1～0.4ｓ，如图6-4-13（1）所示。由于机器的制造质量、安装质量、平车前后的锭速和润滑等因素的影响，不同机台具有不同的惯性差，因此时间T1、T2的确定应根据具体情况，即根据机台的惯性延续时间T来合理分配，并应使T2+T1＜T。在调节时,以停车后纺纱段稍呈松弛状态为宜。如图６-4-13（2）所示，若纺出粗纱张力过紧，如Ａ状态，可适当缩短时间T1 ，使纺纱段张力接近于C状态，然后微调T2，使纺纱段张力呈C状态；若纺出粗纱下垂过多，如Ｂ状态，可延长时间T1，使其接近C状态，再微调T2使其呈C状态。

图6-4-13 电磁离合器控制粗纱张力示意图

A-张力太大 B-张力太小 C-张力适当 D-锭翼顶孔

在实际生产中，粗纱机属于启动较为频繁的一种设备，如满纱落纱、断头后调整锭翼最佳位置和接头位置的寸行；接头时因须条长度不够的寸行；纺纱过程中必要的开关车和操作中所需的寸行等等。如此频繁而短促的启动，使机器因负荷突然增加而受到冲击产生振动，零部件易磨损，并因各机件惯性差异而造成粗纱张力波动，引起细节。为此，粗纱机上配置了慢速启动装置来延长机器的惯性启动时间，以满足纺纱工艺要求。慢速启动装置一般有两种型式，即液力偶合器和电抗式慢速启动器。

1.电抗式慢速启动装置在电动机启动过程中，馈电三相中的一相串接电抗器。由于单相串接电抗器，故在启动过程中使电动机的三相电压处在不平衡的状态 ，造成不对称的旋转磁场，从而产生逆序转矩。此时电动机的总启动转矩Ｍ为：

Ｍ＝Ｍ １ －Ｍ ２ (6-4-8)

式中：Ｍ１——转矩正序分量；

Ｍ２——转矩逆序分量。

由于在不串联电抗器时，Ｍ２＝０，因此当串入电抗器后，会使Ｍ减少，并在负荷不变的情况下，启动转矩的减少使启动时间相应加长，从而达到缓慢启动的目的。

2.液力偶合器液力偶合器的结构如图6-4-14所示。在油箱中，有一叶轮2和蜗轮3，叶轮固装在电动机1转子上，与油箱壳体4有一定间隙；与油箱壳体相联的蜗轮活套在转子上；油箱壳体与皮带轮5相联。叶轮与蜗轮上均有许多经向辐射状的叶片，可形成液力传动油的流道。当电动机1转动时，带动转子和叶轮2一起回转，油液在叶片的带动下流向叶片外缘，形成高速高压油液流冲击蜗轮叶片，使叶轮2与蜗轮3同向回转，并带动油箱壳体4转动，通过皮带轮5传动机器的主轴6，实现零功率的传递。因此，机器在启动时，有一个速度逐渐加快的过程，可避免因机器突然高速而形成的张力不匀。当停车时，机器可马上停下来，此时电动机虽仍在惯性回转，但也只是在油箱壳体内空转，故对机器惯性冲击力的减弱很有利。

图6-4-14液力偶合器结构示意图

（二）张力补偿装置

如前所述，粗纱卷绕时，内外层卷绕直径的增量不同；若采用铁炮无级变速装置时，一落纱中，铁炮皮带的松紧不同，铁炮的负荷不同，皮带的滑溜率也不同；此外，车间温湿度的变化、纺纱原料的变化，都会引起一落纱中卷绕张力的变化，使粗纱的伸长率不一致，造成粗纱重量不匀增大。为了减小一落纱中卷绕张力的差异，在粗纱机上曾普遍采用张力补偿装置，以调节一落纱的张力或控制大、中、小纱的卷绕张力。

张力补偿装置的实质是铁炮皮带每次除正常移距Ｓ外，还应有一个附加移距ΔＳ，即每次总位移量为Ｓ＋ΔＳ。通过补偿装置微调ΔＳ的大小，以减少张力波动，使粗纱张力在一落纱中基本保持稳定。张力补偿装置的种类很多，因机型而异，但从调节基本原理可分为两大类，即分段式和连续式。

1.分段调节式张力补偿装置分段调节式是将一落纱分为若干阶段，各阶段铁炮皮带每次位移量不相等，但同一阶段内铁炮皮带每次位移量相等。分段调节式张力补偿装置的种类很多，有圆盘式、补偿轨式、靠模板式等，国产A456E型、FA401型粗纱机采用的张力补偿装置都属于这一类型。现以圆盘式张力补偿装置为例作以介绍：

圆盘式张力补偿装置如图6-4-15所示，收放铁炮皮带叉３的钢丝绳一端与重锤５相联 ，另一端固定在圆盘上，圆盘的运动受成形装置的控制。当成形棘轮回转一定角度时，圆盘也相应转过一定角度，钢丝绳在重锤的作用下，带着皮带叉向左移动一段距离。圆盘由两大部分组成，一部分是未经定值的圆盘，一部分为与圆盘相连接并可沿圆盘径向移动的六个滑块。滑块6外沿有槽，用以嵌放钢丝绳。当六个滑块所处位置到圆盘中心相等时，圆盘每次转过一定角度放出的钢丝绳长度相等，皮带叉移动的距离相等。当某一滑块沿圆盘半径外移后，因该处半径增加而使转过同样角度时的放出钢丝绳长度增加，则铁炮皮带位移量也相应增加，被动铁炮2获得较低的速度，从而使卷绕张力得到降低的补偿。因此，铁炮皮带每次位移量的多少直接与六个滑块所处的位置有关，当一落纱中某一阶段的张力不正常时，只需调节相应位置的滑块进出即可。当滑块有一高一低转移时，形成一个过渡区域，以避免因两滑块高低差距而产生突变问题。

图6-4-15圆盘式张力补偿装置

圆盘式张力盘安装时，六个滑块的长槽中心应对准零刻度线，此时圆盘的作用直径为标准直径，无张力补偿作用。若使某个或数个滑块的直径大于或小于标准直径时，圆盘有张力补偿作用。

圆盘式张力补偿装置仅局限于采用钢丝绳收放铁炮皮带叉的粗纱机，而对于采用长齿杆来推动皮带叉的粗纱机来说，则需采用其它类型的张力补偿装置。

在分段调节式张力补偿装置中，分段有三段、五段、六段等，虽分段多少不同，但都具有直观性强之优点，哪里出现问题就在哪里调节，且调节方便，对粗纱伸长率和级差的减少效果明显。从结构上来看，分段调节式张力补偿装置具有结构简单、加工维修方便等特点。

2.连续调节式张力补偿装置该张力装置是在一落纱中进行连续调节 ，使铁炮皮带每次移动距离发生连续的变化。国产FA432型粗纱机就采用了这种连续调节式张力补偿装置，如图6-4-16所示。该机构在成形齿轮1与齿轮5之间配置了一对齿轮4 和3，分别称为上、下偏心齿轮，上、下偏心齿轮绕各自的轴心Ｏ2、Ｏ1回转，上齿轮4上有一销钉Ｃ伸入下齿轮3的滑槽Ｑ中，使两齿轮中心距e可以调节，从而形成可变的偏心距，所以该张力补偿也称为偏心齿轮式张力补偿机构。下偏心齿轮由成形棘轮通过轮系转动，在龙筋每次换向时，成形棘轮转过的角度是一定的，故下偏心齿轮转过的角度每次也是一致的。上偏心齿轮由下偏心齿轮通过销钉Ｃ带动，因存在一个偏心距 (e = 0除外)和一个起始位置，所以上偏心齿轮在龙筋每次换向时转过的角度是一个变量，并通过齿轮5、6、7、8等使长齿杆或绳轮获得一个变化的位移量，从而达到张力补偿的目的。

图6-4-16偏心齿轮式张力补偿装置

偏心齿轮式张力补偿装置补偿的关键在于对偏心齿轮起始角位移的确定和对偏心距e的调节。若使用得当，可起补偿作用，若使用不当，则会起到相反的作用。

连续式张力补偿装置结构简单、改装方便，但直观性差，且调节不易掌握。使用不当时，会使粗纱伸长率差异反而增大。

除以上两类机械式张力补偿装置外，国外一些粗纱机上还配置有机械与电气相结合的脉冲式张力调节机构。

在智能型粗纱机上，采用三个高精度的CCD传感器来自动检测粗纱机张力状况，反馈给计算机随时进行调整，使张力始终处于最佳状态。

（三）自动控制装置

1.满纱自停机构粗纱满管停车，应做到“三定”，即定长、定位和定向。定长是指满纱时必须达到一定的粗纱纺纱长度，便于在细纱机上实行宝塔分段工作法。定位是指升降龙筋在落纱时所处的位置一定。定向是指落纱时升降龙筋运动的方向一定。为了便于细纱机上换粗纱的操作，一般要求升降龙筋下降至卷装的1/3～1/2高度处落纱。

国产粗纱机均采用随龙筋升降的触点来启动满纱自停装置。正常纺纱时，触点虽随龙筋升降触及行程开关，接通电路，但因未满纱，计长表的开关接点是断开的，所以电路不通。当计数器发出满管信号时，满管信号灯亮，则触点触及行程开关，电路接通，使主电动机、吸风电动机停转，而自动落纱机构启动。

2.铁炮皮带复位机构在采用铁炮无级变速器的粗纱机上，每当一落纱纺满时，铁炮皮带已移至主动铁炮的小头位置，所以，铁炮皮带复位机构的作用是抬起下铁炮，将铁炮皮带移至主动铁炮大头的始纺位置，然后使下铁炮落下，以便开始下一落纱的正常纺纱。铁炮皮带复位机构因机型不同而各异。

3.防塌肩装置防塌肩装置又称防冒装置。在采用光电断头自停后，如果断头发生在换向前，在停车后的惯性运转过程中恰该换向，将会出现冒花现象。因此，在粗纱机的电路中设置了“换向前不自停装置”，它由两个防冒开关及升降龙筋向上、向下继电器组成。

图6-4-17 上、下肩冒花区示意图

图6-4-17中的Mx和Ms分别表示上肩、下肩的冒花区段。当升降龙筋在Ms和Mx位置处因断头自停时将会造成冒花。该机在成形装置两侧分别装有两个防冒开关，并分别与升降龙筋向上、向下继电器串联，可有效地防止冒花的发生。防冒开关分别在绕纱至Ms和Mx时开始压碰而闭合，尽管因纱条断头而自停形成断路，但因与一个方向继电器串联而暂不停车，待龙筋换向并越过Ms或Mx区后，在防冒开关断开后才会停车。

编辑：纺织大学堂

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