[棉纺翼导粗纱机关键技术和转速设计的探讨] 粗纱机前罗拉转速

　　介绍了翼导的机理，指出了粗纱机翼导、管导的优缺点和存在问题，提出翼导粗纱机缺点、存在问题、解决的可能性和光明的前景；阐明了翼导细纱机的关键技术和解决对策；推导了管导和翼导粗纱机有关转速的计算公式，并以实例作定量计算和对比；定量分析了不同转速设计方案的优缺点，可供机械厂和纺纱厂作工艺设定的研究和参考。
　　The mechanism of flyer-lead roving frames, along with the pros and cons of flyer-lead roving frames and bobbin-lead roving frames were introduced. Key technologies, solutions targeting flyer-lead roving frame weaknesses were elaborated. Rotation speed calculating formulas of the two types of roving frames were deduced upon which real machines were tested and compared. Performance of varied rotation speeds were also investigated for the benefit of equipment suppliers and spinning mills.
　　
　　棉纺粗纱机有管导和翼导两种，由于粗纱强力低，纱管的转动不能靠纱条带动，必须主动、严格设计纱管和锭翼转速差，保持卷绕速度的稳定和不变。
　　近百年来棉纺粗纱机几乎全部采用管导，其主要原因是当粗纱断头、锭翼惯性回转时，翼导会使压掌空臂产生的气流将纱管上的断头粗纱吹散，形成飞花、乱头，导致纱疵、坏纱和飘断头。管纱粗纱机没有以上问题，生产稳定，但因纱管转速必须大于锭翼转速，能耗比翼导要高。
　　近年来电脑控制、多电机无锥粗纱机技术已经成熟，全封闭、无纱疵的高速优质锭翼得到飞速的推广，为翼导粗纱机解决关键技术创造了基础，前景看好。
　　
　　1翼导粗纱机技术关键及对策
　　
　　翼导粗纱机主要问题是断头停车后，锭翼惯性回转压掌气流冲击粗纱产生的散花问题，解决此问题的关键是瞬时使锭翼制动和防止压掌气流的冲击 2 个方面。
　　1.1设置灵敏的断头自停和锭翼制动装置
　　现代粗纱机普遍采用光电断头自停装置，必须做到车前、车后断头时光电传感器灵敏度高和具有极快的响应速度，做到断头及时停机。
　　新型无锥轮粗纱机采用锭翼、纱管单独传动，从电机到锭翼、纱管，一般只经一对齿轮和一组同步齿形带轮，因此和有锥轮粗纱机相比，其传动路线已大大缩短，有利于减少锭翼和纱管停车后的惯性回转。从今后发展来看，如采用直接驱动的小电机直接传动单锭的纱管和锭翼，不仅可减少中间环节的耗能，又可进一步减少关车的惯性回转。此外无锥轮粗纱机通过电脑程序控制，可调节开关车时纱管和锭翼起动和停机的先后，使纺纱张力稳定，减少断头。
　　曾有作者早在1979年为了解决细纱机关车后锭子惯性回转形成前罗拉至锭子一段纱条张力松弛造成的小辫子纱，采用可控硅能耗制动装置，使传动电机及时刹车，取得了理想效果。该装置结构简单，制动手稳，制动特性可以调节。作者认为如果在粗纱机锭翼、纱管传动电机上移植采用，可以较彻底解决管导粗纱机产生的粗纱散花问题。
　　1.2锭翼的改进和创新
　　现代粗纱机采用具有不少创新和改进。新型悬挂全封闭式锭翼无槽空臂，可减少传统锭翼产生的空臂气流，不仅气流小而且可防止纱疵产生，可以解决翼导的飘头问题。而且原用Z捻可在多电机传动的粗纱机上方便选用S捻，可能会有助于粗纱毛羽的减少。
　　
　　2翼导和管导两种粗纱机锭翼纱管转速的计算 和分析
　　
　　两种粗纱机工艺上最大的差别就是锭翼和纱管速度配置的不同，导致运行效果的不一、经济效果的差异。
　　2.1粗纱机卷绕速度的计算
　　设粗纱机卷绕速度Vx(m/min)、粗纱机纱管的卷绕线速度Vb（m/min）、粗纱机纱管的转速nb（r/min）、锭翼转速ns（r/min）、粗纱卷绕直径Dx（mm）、粗纱卷绕轴向圈距h（mm）、前罗拉输出速度VF（m/min）、前罗拉转速nF（r/min）、前罗拉直径DF（mm）、上龙筋升降速度Vr（m/min）。
　　由于Vr很小，一般认为是Vb的 0.02%，故略去不计。
　　∴ Vx＝Vb。
　　而VF（1＋）＝Vb，式中为粗纱卷绕伸长率，一般为 2% 左右，也可略去不计。
　　则：VF＝Vb＝pDFnF/1 000。
　　2.2管导时纱管转速的计算
　　管导时锭翼转速ns为常值，Vb＝（nb－ns）× pDx/1 000＝VF＝pDFnF/1 000。
　　化简：（1），nb随Dx而变化。
　　2.3翼导时锭翼和纱管转速的计算
　　∵（ns－nb）×pDx＝pDFnF
　　∴ ns＝nb＋
　　（2）
　　捻度t＝× 100（捻/10 cm），不论翼导或管导， t必须保持不变。
　　∴ ns＝tpnFDF/100 （3）
　　代入（2）式中，nb＝ptnFDF/100－
　　＝DFnF（）＝DFnF＝（0.031 416t � ）。
　　采用翼导时有 2 种设计方案。方案一：锭翼转速不变，如管导一样，纱管转速变化，但从小纱到大纱逐步加大；方案二：纱管转速不变，从小纱到大纱锭翼转速逐步从大到小。
　　2.4翼导、管导的纱管、锭翼转速的计算实例
　　通过实例计算分析，才能对翼导、管导的转速变化有一定量的了解。
　　设粗纱线密度 565 tex，计算捻度t ＝ 3.828 捻/10 cm，前罗拉直径DF ＝ 30 mm，分别计算管导和翼导从空管到满纱时 5 种卷绕直径Dx的纱管和锭翼的转速以及翼导方案二的前罗拉转速nF。
　　2.4.1管导计算实例
　　设前罗拉转速nF ＝ 260 r/min，代入（3）式，
　　得ns ＝ 3.828×p×260×30/100 ＝ 938 r/min，ns为一恒值，
　　代入（1）式：nb＝938＋ 。
　　代入 5 种不同Dx可得表 1。
　　由此可见：
　　（1）翼导的纱管转速都比管导要低，在相同的输出速度时要低 14% 左右，在nb、ns同样高速时可低约 11%，而输出速度可提高 8%；
　　（2）由于粗纱机主要能耗为负载粗纱重量的纱管，因此，翼导能显著节能。因翼导时纱管转速较小，纱条离心力小，可减少粗纱的毛羽和断头；
　　（3）翼导有锭翼恒速和纱管变速 2 个方案。前者卷装从小到大，纱管转速从小到大，纱管负载逐步增大，负荷不够稳定；后者从小纱到大纱，纱管恒速，锭翼转速从大到小。锭翼是一个非匀质的不平衡体，转速变化容易引起振动；
　　（4）翼导时方案二，必须是锭翼与前罗拉转速同步变化，可设计共用一台变频电机传动，保持粗纱捻度不变。
　　
　　3结语
　　
　　翼导粗纱机具有较多的优点，是节能型粗纱机，并可提高产量和质量，是继无锥轮粗纱机后的重大技术创新和进步。
　　本文仅就解决翼导的关键技术和翼导有关转速设计作了探析，翼导产生的其它问题，如捻向、接头、落纱的操作、速度的程序控制等还有待研究和实践。
　　
　　参考文献（略）
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