纺织导报-络纱张力控制系统分析.pdf
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1、纺 纱 技 术S p in n in g T e c h n o lo a v 络纱张力控制系统分析 摘要:文章时德 国S c h l a t h o r a t 3 3 8 型和 日本Mu r a t a N o .2 1 C型自动络筒机的络纱张 力自动拉制系统进行 了深入分析,提 出混合环控制是自动络筒机络纱张力控制系 统的发展趋势。 关键词:自动络筒 机;络纱张力; 拉制;开环;闭环;混合环 中图分类号: T S 1 0 4 .3 2文献标识码: A 文章编号:1 0 0 3一3 0 2 5 ( 2 0 0 6 ) 0 5一0 0 4 7一0 4 南通纺织职业技术学院穆征张冶 络纱张力是
2、络筒工序中决定产品质量和生产效率的重 要参数。络筒张力适当, 能使络成的筒子成形良好 结构 紧密而不损伤纱线的物理机械性能, 并有利于筒子在后道 工序中能顺利退绕。 张力过大 将使纱线丧失弹性 不利 于织造; 若张力过小 会使筒子成形不良易塌边脱圈. 且 断头时纱线容易嵌入筒子内部接头时不易找头因而降 低工作效率。此外 在一定的络纱张力作用下, 络筒时可 以使弱捻和细节纱预先断裂经过重新捻接的纱线由于去 除了薄弱环节,可以提高后道工序的生产效率。因此 , 保 持恒定适当的络纱张力非常重要 1 络 纱张 力 分析 络纱张力是由管纱轴向退绕产生的退绕张力和张力装 置产生的附加张力两部分组成。 1
3、. 1 退绕张力 影响退绕张力的主要因素: t )退绕高度 满管时张力极小 随着退绕进行. 退绕张力逐渐增加. 管纱退绕到管底时 张力急剧增大。 2 )络纱速度 车速越大 由于空气阻尼的影响 退绕张力也随之越大。 3 )导纱距离 随着导纱距离的增加退绕张力及张力波动幅度均逐 渐增加。 4 )纱线特数 由于离心力的原因 纱线的退绕张力与纱线的特数成 正比。 其实 络纱速度、 导纱距离和纱线特数等虽然都与退 绕张力成正比, 但影响较小 在整个退绕过程中 并不会引 起张力过多的波动而退绕高度的变化才是引起退绕张力 不匀的最主要因素。目前,自动络筒机上都装有气圈控制 器, 在气圈控制器之下保持单节气圈
4、 从而减小张力波动. 均匀纱线退绕张力 1 . 2 附 加张 力 管纱轴向退绕时产生的退绕张力的绝对值很小 若以 这样的张力水平去络筒将得到极其松软且成形不良的筒 子。因此,需要通过张力装里产生一定的附加张力来适 当增加纱线张力. 提高张力均匀程度, 以得到成形良 好、 密 度适宜的筒子。 早期的张力装置结构简单 不具有自动控制的功能 所产生的附加张力是事先设定的一个不变的张力补偿值. 它不会因纱线退绕张力的变化而变化因此由退绕张 力和附加张力两部分至加后实际运行的络纱张力必然是 波动的它会造成卷绕不匀和在下游工序退绕时纱线张 力的波动。 随着机电一体化技术的迅猛发展. 在新一代自动络简 机上
5、普遍采用张力自动控制装里,所产生的附加张力会 随退绕张力的变化而反向变化进行张力补偿使络纱张力 保持恒定。 作者简介:穆 征.男,1 9 6 3 年生,副教授,南通,2 2 6 0 0 7 控制系统简介 控制系统组成 纺织 导报 C h i n a T e x t i le L e a d e r . 2 0 0 6 N O . 5 47 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark - - S p i n n o n a T e c h n o l o g y纺纱技术
6、自 动控制系统一般由3 部分组成, 分别是: 检测部分 控制部分和执行部分 1 )检测 利用传感器将检测A( 络纱张力)转变成相应的电 信号。 2 )控制 将检测f与给定f相比较后得出 误差信号. 将误差信 号按比例放大、 积分、 微分 ( P I D控制)使它具有足够的 能t以控制执行机构( 张力器)进行张力调节。 3 )执行 张力器利用控制信号及时调节络纱张力. 以保持张力 恒定。 2 . 2 控制系统分类 自动控制系统可分为开环系统、 闭环系统以及混合环 系统。 2 . 2 . 1开环系统 开环系统是没有输出反馈的控制系统加 图1 所示。 开 环系统是按照预先设定的程序进行先检测后控制
7、由于只 进行调节不核实调节结果因此开环系统本身无法自 动校正 在使用前必须精确地校准 且在正常工作时也要 保证校准的参数不能变化。其优点是 简单、 经济. 容易 维修, 控制反应速度快. 针对性强: 缺点是: 精度低, 对 环境变化和干扰十分敏感运行稳定性差。 出值趋于理想值。由于闭环系统可对控制结果进行 “ 再检 测“ . 因此具有控制精度高、 动态性能好、 抗干扰能力强、 稳定性好等优点。其缺点是:结构复杂价格较贵不易 维修调节滞后控制反应速度慢. 2 .2 . 3混合环系统 混合环系统顾名思义就是同时采用开环和闭环的控制 系统 如图3 所示。它综合了开环和闭环两种控制系统的 优点 控制精
8、度高综合性能好 但结构复杂 不便于设 计制造。 常见的混合环控制系统有两种, 图3 ( a ) 表示两 处检测、1 处控制的混合环系统; 图3 ( b ) 表示1 处检测、 两处控制的混合环系统 下 t r 王 tf 口旦 龚 圭 9 s 执行 机 构检测机 构 执 行机构 设 定值 圈 3 控 制 器 卜 厦 b ) 混合环 系统 设 定值 圈1 开环系统 2 .2 . 2 闭环系统 闭环系统是将输出的全部或部分信号反馈到输入端的 控制系统如图2所示。闭环控制系统将检测部件测a出 的检测A反馈到输入端 与给定A相比较后得出差值信号 并利用这个差值信号去控制执行机构使控制后的实际输 图 2 闭
9、环系统 3 络纱张力的自动控制 为了提高络筒的产品质f在新一代自动络筒机上, 已广泛采用络纱张力自动控制装置. 且多采用混合环控制 它是机电一体化技术在纺织设备上的典型应用 3 . 1 S c h l a f h o r s t ( 踢来福) 3 3 8 型自 动 络筒 机的 络线 张力自动控制装t S c h l a fh o rs t A u to c o n e r 3 3 8 型自 动络筒机使用的络纱张 力自动控制装置 A u to te n s e )如图4 所示 两个张力圆盘在锭位计算机的控制下由步进电机经齿 轮同步积极传动。 纱线从两个同步转动的张力圆盘中通过 圆盘转动方向与纱线
10、运行方向相反 对纱线的压力通过张 力匀整系统控制的电磁力自动调整。 这种张力装置对纱线 张力有3 个方面的补偿和匀整作用。 3 . 1 . 1增减电磁力使纱线张力得到补偿和匀整的闭环系统 压电陶瓷的纱线张力传感器位于靠近卷绕筒子的纱路 中, 在此区域纱线的运行平稳。 由于纱线连续不断地与压 电式张力传感器发生接触因此,传感器可以对每一锭位 48 ! * I 1 *M C h i n a T e x t il e L e a d e r . 2 0 0 6 N o .5 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to
11、 remove the watermark - -S p i n 山l a T e c h n o l o a 丫纺 纱 技术 图4 S c h la f h o rs t 络纱张力自动控制装t 上的纱线进行连续的测t . 并将测量的张力电信号送锭给 位计算机 ( 单片机)与张力设定值相比较. 锭位计算机根 据张力波动来控制张力电磁铁电流 ( 或电压) 的强弱以增 减电磁力。 当张力增大时. 减小电磁力: 当张力减小时 增 大电磁力 从而利用累加法调节附加张力的大小口 显然. 这 是带检测反馈的闭环控制系统。 3 . 1 .2增减卷绕速度来增减纱线张力的开环系统 由于电磁式张力器所产生的附加张
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