1關于多電機傳動粗紗機(電腦機)
傳統(tǒng)粗紗機采用一個電動機通過多種傳動機構分別傳動牽伸羅拉、錠翼、筒管及升降機構，其中羅拉與錠翼為定速，筒管和升降機構由于粗紗卷繞直徑增大而為變速，卷繞速度與羅拉輸出速度的速比略大于1，并使之恒定而保持穩(wěn)定的卷繞張力。但由于加工纖維品種、粗紡工藝參數(shù)、車間環(huán)境溫濕度變化以各種傳動機構的限制，要使粗紗機在運轉的任一瞬間，保持卷繞速度與羅拉輸出速度之比為略大于1的恒值幾乎是不可能的。特別是粗紗機在紡紗過程中發(fā)生停車的瞬間，卷繞機構的慣性大于牽伸機構，即羅拉輸出速度為零時卷繞速度尚不為零，此時，粗紗在前羅拉的無捻三角區(qū)發(fā)生意外伸長而造成關車細節(jié)，粗紗機在點動寸行時，更會發(fā)生連續(xù)的關車細節(jié)。
為了減少粗紗機關車時牽伸機構與卷繞機構不同步產(chǎn)生的關車細節(jié)，傳統(tǒng)粗紗機通常采取以下措施：
(1)防細節(jié)裝置：在下錐輪輸出軸處安裝由兩個時間繼電器控制的電磁離合器，粗紗機停車時，調正離合器脫開及吸合的時間，使卷繞機構與牽伸機構在粗紗機關車時同步停止，就可以防止或減少關車細節(jié)的發(fā)生或降低細節(jié)程度，但是即使是相同型號的粗紗機，不同機臺由于機器安裝、調試、磨損、潤滑等狀況不同而使卷繞機構與牽伸機構有不同的慣性差；同一機臺則由于錠速改變及管紗重量的變化，也有不同的慣性差，因此防細節(jié)裝置難以真正起到防細節(jié)作用。
(2)設計合理的傳動路線：對卷繞傳動路線進行優(yōu)化設計，將轉動慣量大的傳動機構如差動裝置安排在慢速軸上．將卷繞傳動鏈中的齒輪、帶輪、錐輪等質量減小以減少卷繞機構的慣性．力求縮小與牽伸機構的慣性差，而有利于防止或改善關車細節(jié)的發(fā)生。
(3)采用變頻調速裝置：對電機進行軟啟動、點動和調速控制，停車時能防止或改善關車細節(jié)的發(fā)生。
(4)提高卷繞前粗紗須條的強力：實踐證明粗紗的意外伸長主要發(fā)生在前羅拉C口到進入錠翼假捻器之前的粗紗須條上，該紡紗段須條強力最低處是位于羅拉C口處的無捻三角區(qū)，傳統(tǒng)粗紗機采用等導紗角錠翼或高效假捻器等方法，減少前后排粗紗無捻三角區(qū)差異及提高假捻度，使粗紗須條強力增加，從而減少意外伸長，改善關車細節(jié)。
(5)一落紗不停車，采用對溫濕度敏感性小，斷頭率低的閉式懸錠錠翼；提高粗紗機各部件運轉可靠性；提高熟條質量；實行分段換筒，確保粗紗在一落紗中不斷頭，可有效地使關車細節(jié)不發(fā)生。
傳統(tǒng)粗紗機盡管采取上述措施在不同程度上減少和改善了粗紗的關車細節(jié)，但都是無法從根本消滅關車細節(jié)，它制約了現(xiàn)代粗紗機速度的進一步提高。嚴重的關車細節(jié)，使成紗在高速無梭織機及大圓機上造成斷頭，致使織造效率大為降低。
由電腦控制變頻或伺服電機的多電機傳動粗紗機，取消了傳統(tǒng)的錐輪變速結構，成形機構及多數(shù)工藝變換齒輪、粗紗機運轉速度進一步得以提高。多電機傳動粗紗機采用3～4個變頻電機或伺服電機分別傳動牽伸羅拉、錠翼、筒管及升降機構的運動。由于牽伸和卷繞機構分別由單獨電機控制，關車時卷繞機構先停，牽伸機構后停，使前羅拉至錠翼之間的粗紗略為松弛，再開車時張力又趨正常，可以從根本上防止關車細節(jié)的發(fā)生。電腦機雖然價格較高，但由于運轉速度提高，其萬錠細紗配臺數(shù)可由傳統(tǒng)懸錠粗紗機的3臺減為2臺，粗紗質量及綜合技術經(jīng)濟效益均有所提高，是粗紡工程現(xiàn)代化較好的新機型。但也應當認識到建立適用於不同纖維品種，不同紡紗工藝，不同紡紗環(huán)境和不同用途粗紗的數(shù)學模式使之儲存于電腦中是一個難題，有賴於粗紗機生產(chǎn)廠及紡織廠的合作探索，多電機傳動粗紗機的設計要以消除粗紗細節(jié)，提高粗紗質量為前提，其次才是提高錠速，簡化機構，值得注意的是由於多電機傳動粗紗機產(chǎn)量高，萬錠配臺數(shù)減少，更要保證電腦、電器及機械運轉的可靠性，否則，將給紡紗廠正常生產(chǎn)秩序帶來嚴重威脅。
2關于張力微調控制系統(tǒng)
傳統(tǒng)粗紗機以錐輪或齒鏈式無級變速器(PIV)為變速機構，使粗紗實現(xiàn)正常卷繞。錐輪曲線方程按紗層等厚推導并修正而來，錐輪皮帶傳動存在打滑現(xiàn)象，滑溜率在一落紗過程中為變數(shù)，為了使粗紗紡紗時小中、大紗全過程的張力適應紡紗工藝要求，必須設有張力微調控制系統(tǒng)，系統(tǒng)要求粗紗管在卷繞一層粗紗后，除直徑增大給予變速機構一個固定變化量之外，再增加一個附加變化量使卷繞張力得到微調補償。傳統(tǒng)粗紗機常用的機械式張力微調控制系統(tǒng)有偏心齒輪式、凸輪連片式、差動靠模板式等型式，這種機械式張力微調控制系統(tǒng)根據(jù)一落紗粗紗張力變化規(guī)律所提出的補償要求，對有關機構進行調整、定位，調整的效果一般靠紡紗張力的變化或粗紗伸長率測試來判定，操作者較難掌握，以致相當多的紡織廠放棄了對張力微調機構的使用。電氣式張力微調控制系統(tǒng)采用線陣CcD攝像傳感器分別測量前后排粗紗的下垂量(映紡紗張力大小)輸出電縮小與牽伸機構的慣性差，而有利于防止或改善關車細節(jié)的發(fā)生。
(3)采用變頻調速裝置：對電機進行軟啟動、點動和調速控制，停車時能防止或改善關車細節(jié)的發(fā)生。
(4)提高卷繞前粗紗須條的強力：實踐證明粗紗的意外伸長主要發(fā)生在前羅拉C口到進入錠翼假捻器之前的粗紗須條上，該紡紗段須條強力最低處是位于羅拉C口處的無捻三角區(qū)，傳統(tǒng)粗紗機采用等導紗角錠翼或高效假捻器等方法，減少前后排粗紗無捻三角區(qū)差異及提高假捻度，使粗紗須條強力增加，從而減少意外伸長，改善關車細節(jié)。
(5)一落紗不停車，采用對溫濕度敏感性小，斷頭率低的閉式懸錠錠翼；提高粗紗機各部件運轉可靠性；提高熟條質量；實行分段換筒，確保粗紗在一落紗中不斷頭，可有效地使關車細節(jié)不發(fā)生。
傳統(tǒng)粗紗機盡管采取上述措施在不同程度上減少和改善了粗紗的關車細節(jié)，但都是無法從根本消滅關車細節(jié)，它制約了現(xiàn)代粗紗機速度的進一步提高。嚴重的關車細節(jié)，使成紗在高速無梭織機及大圓機上造成斷頭，致使織造效率大為降低。
由電腦控制變頻或伺服電機的多電機傳動粗紗機，取消了傳統(tǒng)的錐輪變速結構，成形機構及
多數(shù)工藝變換齒輪、粗紗機運轉速度進一步得以提高。多電機傳動粗紗機采用3～4個變頻電機或伺服電機分別傳動牽伸羅拉、錠翼、筒管及升降機構的運動。由于牽伸和卷繞機構分別由單獨電機控制，關車時卷繞機構先停，牽伸機構后停，使前羅拉至錠翼之間的粗紗略為松弛，再開車時張力又趨正常，可以從根本上防止關車細節(jié)的發(fā)生。電腦機雖然價格較高，但由于運轉速度提高，其萬錠細紗配臺數(shù)可由傳統(tǒng)懸錠粗紗機的3臺減為2臺，粗紗質量及綜合技術經(jīng)濟效益均有所提高，是粗紡工程現(xiàn)代化較好的新機型。但也應當認識到建立適用於不同纖維品種，不同紡紗工藝，不同紡紗環(huán)境和不同用途粗紗的數(shù)學模式使之儲存于電腦中是一個難題，有賴於粗紗機生產(chǎn)廠及紡織廠的合作探索，多電機傳動粗紗機的設計要以消除粗紗細節(jié)，提高粗紗質量為前提，其次才是提高錠速，簡化機構，值得注意的是由於多電機傳動粗紗機產(chǎn)量高，萬錠配臺數(shù)減少，更要保證電腦、電器及機械運轉的可靠性，否則，將給紡紗廠正常生產(chǎn)秩序帶來嚴重威脅。
流模擬信號，通過PIC進行比較運算，龍筋換向時，PLC接受到換向即輸出訊號給錐輪皮帶移動電機，使錐輪皮帶在原設定的固定移距上增加一個或正或負的附加移距，從而對下一層卷繞的粗紗張力加以微調，下表系FA431型粗紗機使用兩種張力微調控制系統(tǒng)對粗紗條干和伸長率影響的試驗數(shù)據(jù)：
由試驗可知：機械式張力微調控制系統(tǒng)為依賴經(jīng)驗調正一次后固定不變的被動張力微調模式；電氣式張力微調控制系統(tǒng)則為在線主動檢測粗紗高低位置而自動調整粗紗張力的動態(tài)張力微調模式，效果較為顯著，在多電機傳動(電腦)粗紗機上，雖然計算機可以儲存各品種紡紗條件下的張力變化模式，但在更換紡紗品種時，采用CCD裝置修正紡紗張力并獲得最佳卷繞速度修正模式較手動修正快捷而有效。
3關于牽伸型式
目前國產(chǎn)懸錠粗紗機多為三羅拉或四羅拉雙皮圈牽伸，三羅拉雙皮圈牽伸為雙區(qū)牽伸，四羅拉雙皮圈牽伸則在主牽伸區(qū)之前增加了整理牽伸區(qū)，后者的主要特點為是：
(1)主牽伸區(qū)不設置集合器，須條橫向寬度大，鉗口對纖維的控制作用加強。浮游區(qū)減小，纖維變速點前移且較穩(wěn)定，粗紗條干質量得以提高。
(2)經(jīng)主牽伸區(qū)較大牽伸后須條進入整理牽伸區(qū)，使纖維急彈性變形減少，有利于提高粗紗中纖維伸直度。
(3)在整理牽伸區(qū)中設置了較小通道面積的集合器，須條輸出時，寬度窄，無捻三角區(qū)縮小，在此處發(fā)生意外伸長的可能性減小，伸長率和伸長率差異均減少。
(4)粗紗毛羽減少，前羅拉輸出須條接近圓形，輸出須條右側纖維的“包纏”現(xiàn)象減弱，粗紗中纖維的卷曲度接近，粗紗結構改善，為后道紡紗制造了良好牽伸條件。
(5)四羅拉雙皮圈牽伸適合重定量粗紗的紡制，增加了粗紗機增產(chǎn)的潛力。
但四羅拉雙皮圈牽伸比三羅拉雙皮圈牽伸增加了一根羅拉，也會帶來一些弊?。?BR>(1)易發(fā)生機械波：主牽伸區(qū)前鉗口(二羅拉)為被動羅拉，一二羅拉傳動托架設計制造或調整不當，出現(xiàn)機械波。
(2)主牽伸區(qū)前鉗口的上、下羅拉位于一羅拉之后，當清潔器效果欠佳，二羅拉沾花擋車工難以發(fā)現(xiàn)，會造成嚴重紗疵，對成紗質量威脅很大。
(3)增加一列羅拉，增加了制造成本及使用成本。
分析上述利弊，筆者認為四羅拉雙皮圈牽伸與三羅拉雙皮圈牽伸相比，仍是利大于弊，特別在減少粗紗毛羽，改善粗紗結構，降低粗紗伸長率及伸長率差異等方面，四羅拉雙皮圈牽伸對成紗質量的提高均較有利。
4關于錠翼
錠翼是粗紗機完成加捻卷繞功能的重要部件，粗紗工序紡紗質量與效率的提高，相當程度取決于錠翼的結構形式其及質量之優(yōu)劣。目前國產(chǎn)懸錠粗紗機最高錠速可達1500～1600r／min，較國產(chǎn)托錠粗紗機最高錠速提高近一倍，粗紗機萬錠配臺數(shù)降為2—3臺，技術經(jīng)濟效益十分顯著。以下就懸錠錠翼的若干結構問題進行探討：
(1)閉式懸錠錠翼與開式懸錠錠翼：開式懸錠的粗紗通道系敞開式，粗紗在鋁質U形槽中通過；閉式懸錠的粗紗通道為封閉的不銹鋼管道，能適應1600r／min高速，對溫濕度敏感性小，斷頭率低，對減少粗紗毛羽、紗疵、提高粗紗機產(chǎn)量極為有利。對擋車工而言，斷頭的減少會使接頭次數(shù)減少，由于不銹鋼管內壁光滑，粗紗可籍自重由管中通過，生頭反比開式懸錠方便。閉式懸錠粗紗通道的清潔可以采用機械化方法：以包覆棉紗的軟軸在溶劑(丙酮、汽油、酒精等)中浸濕后塞入通道，其尾部以3000r／min左右的高速電鉆夾持，通電后軟軸作高速旋轉，手持電鉆作上下往復運動，則沾染在通道管壁上的棉蠟或化纖油劑被溶解，再以浸有溶劑的布條從管中通過除去已溶解的污染物，最后以干凈布條通過擦干，實踐證明，采用機械化清潔方式閉式懸錠遠較開式懸錠方便、有效。
(2)等導紗角錠翼：粗紗機由於結構的限制，錠翼分前后兩排，前排錠翼的導紗角小，后排錠翼的導紗角大，后排粗紗因無捻三角區(qū)長而較易發(fā)生意外伸長，為使前后排粗紗伸長率差異減小，于是有將后排錠翼抬高，使前后排錠翼導紗角相同的等導紗角錠翼出現(xiàn)。等導紗角錠翼在三羅拉雙皮圈牽伸型式的粗紗機上比較有效，在四羅拉雙皮圈牽伸型式粗紗機上，由于前后排粗紗的無捻三角區(qū)相差無幾，等導紗角錠翼的作用就不明顯，前后排錠翼不等高增加了錠翼備件品種，錠翼傳動維修不方便，下清潔器取出困難，曾有個別原使用高低錠翼的紡織廠在改造時考慮更改為等高錠翼，目前國產(chǎn)新型粗紗機大多為四羅拉雙皮圈牽伸型式，采用等高錠翼已能滿足粗紗紡紗功能要求。
(3)整體錠桿與可拆卸式錠桿：國產(chǎn)懸錠粗紗機都采用上錠桿懸錠錠翼，其優(yōu)點是主機結構簡單，缺點是在紡紗過程中粗紗管不能取出，為了使紡紗過程中粗紗可以取出，有將整體式錠桿制成可拆卸式的結構，錠桿下部可裝可卸，但由于錠桿鑲接處斷面積小，使錠桿的抗彎剛度下降了49％(025錠桿)和54％(022錠桿)，錠桿稍受外力就彎曲變形而造成擺頭，嚴重的將影響粗紗條干甚至無法紡紗，因此現(xiàn)代粗紗機高速化后為提高錠翼的可靠性，應以整體式錠桿為宜。
5關于自動落紗
國產(chǎn)新型粗紗機落紗方式基本上屬半自動落紗，即粗紗管卷繞至予定長度后，下龍筋定向定位停止運動，下錐輪抬起、皮帶復位、下錐輪落下，下龍筋超降至落紗位置，人工取出滿紗，插上空筒管，下龍筋升到生頭位置，搭頭重新啟動機器作新一輪紡紗。
全自動落紗粗紗機，當紡紗至定長時機械停止，下龍筋下降移出或傾斜，換管導軌落下取走滿紗管插上空筒管，下龍筋復位，粗紗自動搭頭，開始新一輪紡紗。據(jù)稱與手工落紗比較機器效率可提高。
自動落紗系統(tǒng)為紡紗無人化創(chuàng)造了條件，作為技術進步，主機廠應該抓緊研制，但我國尚處于社會主義初級階段，紡織工業(yè)作為勞動密集型企業(yè)對增加就業(yè)起一定的作用，沿海地區(qū)勞動力價值高，減少用工數(shù)是增加產(chǎn)品市場競爭力的一個重要因素，但粗紗機配臺少，對降低用工數(shù)作用不突出。此外我國棉紡設備出口量雖較大，但大多是到人口眾多、勞動力價格低廉的發(fā)展中國家，因此價格昂貴、結構復雜的帶自動落紗系統(tǒng)的粗紗機目前并不適合這些國家。
6粗紡工藝現(xiàn)代化
新型懸錠粗紗機在我國紡織廠使用已有20多年的歷史，但多數(shù)廠仍沿用托錠粗紗機傳統(tǒng)工藝。粗紡工藝的現(xiàn)代化對于正常使用新型懸錠粗紗機及進一步發(fā)揮潛力對紡織廠提高技術經(jīng)濟效益有積極意義：
(1)錠速：國產(chǎn)懸錠粗紗機早期產(chǎn)品為電抗式慢速啟動，現(xiàn)在大多采用變頻調速，啟動與停車時都比較柔和，錠速可達900—1500r／min，為了確保大紗時運轉安全，由中紗向大紗過渡按照變頻器不同可采取多級降速方式，即小紗中紗高速，大紗減速這樣既減少大紗斷頭又能取得較高生產(chǎn)效率。
(2)卷繞張力：粗紗卷繞張力由粗紗卷繞速度與羅拉紡出速度之差確定，紡紗張力是指前羅拉C口至假捻器人口段的粗紗張力，它源于卷繞張力并由粗紗通道各折彎點與粗紗摩擦系數(shù)及折彎角的大小和高效捻器造成的捻縮大小而確定，兩者既有區(qū)別又互相關聯(lián)。新型懸錠粗紗機與傳統(tǒng)工藝是最大區(qū)別就是采用較大的卷繞張力，紡紗狀態(tài)才比較穩(wěn)定理想。其原理為：高張力使假捻度提高，可以縮小無捻三角區(qū)，減少粗紗毛羽。其次高張力使粗紗卷繞密度增加，大卷裝效果更好。
(3)捻度：粗紗捻度必須與所紡纖維種類、長度、細度、粗紗定量及細紗牽伸能力相匹配，新型棉紡懸錠粗紗機紡紗時捻系數(shù)必須較傳統(tǒng)粗紗工藝推薦值要大，其理如下：
a．由于粗紗卷裝增大，粗紗在細紗機上退繞時必然承受較大的退繞張力，要防止產(chǎn)生影響成紗質量的意外伸長，必須在允許范圍內加大粗紗捻度。
b．粗紗機高速和大卷裝，使紗管的表面粗紗承受的離心力增加，為使大紗時斷頭率降低，粗紗捻度也必須適度增加。
c．適當增加粗紗捻度可利用捻度控制細紗牽伸區(qū)中的纖維運動，有利于成紗質量的提高。
(4)重定量與大牽伸：采用四羅拉雙皮圈牽伸為粗紗工藝的重定量、大牽伸奠定了良好的基礎。粗紗量與熟條定量、細紗的牽伸能力和工藝條件相適應，對粗紗工序而言，其產(chǎn)量決定于定量及錠速兩大因素重定量能增加產(chǎn)量或相對降低錠速，有利于粗紗工序生產(chǎn)穩(wěn)定和粗紗機機件壽命的提高。
粗紗工序牽伸倍數(shù)大小的設定必須與細紗牽伸能力和成紗質量綜合起來考慮，一般而言，粗紗加大牽伸倍數(shù)后，慢速纖維與快速纖維的比值增加，有利于快速纖維伸直度提高，粗紗牽伸倍數(shù)加大，能減小細紗的牽伸負擔，紡特細號紗時，粗紗加大牽伸后條干惡化的損失，可以在細紗上用較小牽伸獲得的條干改善得到補償，綜合效果會更好。
現(xiàn)代棉紡新型粗紗機的出現(xiàn)，必然會帶來粗紡工藝的革新，而成熟的現(xiàn)代粗紡工藝，必將使現(xiàn)代粗紗機的潛力得到更充分的發(fā)揮。
7結語
(1)多電機傳動(電腦)粗紗機加上電氣式張力微調控制系統(tǒng)(cCD裝置)是粗紡工程現(xiàn)代化的物質基礎，但電腦機必須提高其運轉可靠性，以消除關車細節(jié)，提高粗紗質量為主攻目標。
(2)四羅拉雙皮圈牽伸能提高粗紗條干，改善粗紗結構，減少毛羽，產(chǎn)量潛力大，應是現(xiàn)代棉紡粗紗機的主流牽伸型式。
(3)閉式懸錠錠翼，對溫濕度敏感小，斷頭率低，適應高速運轉，為現(xiàn)代粗紗機的發(fā)展奠定基礎，等高的整體式錠桿為其主流型式。
(4)粗紡工程現(xiàn)代化應包括粗紗機的現(xiàn)代化及粗紡工藝的現(xiàn)代化兩部分，粗紡工藝的現(xiàn)代化其主要特征為高速、高張力、大捻度、重定量、大牽伸．
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