内容摘要 在幕尼黑2007ITMA及2008上海ITMAAsia与CITME上许多机械厂商展出了新型的粗纱机，其共同特点有以四个变频电机分别传动牵伸罗拉、锭子、锭翼及龙筋的速度在计算机控制下完成粗纱的牵伸与卷绕成型；牵伸区多为四罗拉三区牵伸，最大牵伸倍数可达18倍；粗纱恒定卷绕张力控制；全自动或半自动落纱及负压吸尘体系等。
关键词：变频调速电机 精确的调节卷绕张力 四罗拉三区牵伸 粗纱机的自动落纱技术 负压吸尘技术
四个变频电机分别传动牵伸罗拉、锭子、锭翼及龙筋升降的速度,在计算机控制下完成粗纱的牵伸与卷绕成型,取代了锥轮变速及差微等机械传动系统.实现了四大运动系统的同步匹配，彻底消除了粗纱机开关车造成的细节,计算机根据粗纱工艺及卷绕成形的软件指令各电机的速度，精确完成粗纱的卷绕。这种新式四单元传动技术具有如下优点：

1、消除了由于机械传动造成粗纱开关车细节，大大提高了粗纱质量。
1．1、在当代机织及针织技术高速运转条件下，喷气织机针织机的引纬张力峰值很高,由于纱线退绕张力峰值很高，因此对纱线强力的要求高，不仅平均强力要达到一定水平，强力不匀率要低，强力分布离散程度要小，而且还要求纱线强力弱环要少.经测试，喷气织机由于细纱强力弱环的存在造成的断头中，细节造成的断头占61%，因此，在纺纱过程中如何减少工艺及设备上造成的细纱细节的问题是现代化高速度纺织生产的主要课题。
1．2、传统的粗纱机单电机传动方式是一个主电机经过若干轮系分别传动牵伸机构，锭子、锭翼及龙筋升降系统，并经过锥轮，差微等机械变速系统实现对粗纱机的卷绕成形，各种轮系传动都需要许多齿轮等，机构十分复杂，一方面传动效果并不精确，另一方面耗用较多的动力，更重要的缺陷是传统的粗纱机单机传动方式在开关车时会由于前罗拉线速度与卷绕线速度不同步, 前罗拉在受压状态下启动运转慢于卷绕的启动运转,瞬间的差异会使纺出的须条被拉细而形成细节,一般细节部份细于正常粗纱的50%及以下.这种由于粗纱机在开关车一瞬间会产生的细节,一方面恶化了粗细纱的质量;另一方面会使下游工序产生许多断头,使生产效率明显下降.尤其用这种纱在高速喷气织机及针织大圆机上织布时细节造成的强力弱环会使纱线在织造中产生断头,使织机效率低下.
新型四单元传动技术使四种速度按照计算机的软件的设定进行同步运行，即前罗拉引出线速度与卷绕速度在电子计算机控制下始终保持在一定张力水平上同步，使粗纱机纺纱正常，开关车不会产生细节。新型粗纱机彻底消除了粗纱细节，这是粗纱机的重要进步。
是现代化高科技粗纱机对提高纺纱质量及提高织机效率的重大供献!
1．3、四单元传动粗纱机对品种支数的适应性很好，改变品种时纺纱卷绕张力不必重新设定，能自动选择最佳的纺纱张力，开关车时能保持卷绕线速度与牵伸前罗拉引出线速度同步，关车时卷绕机构先停，牵伸机构后停，使前罗拉至锭翼之间的粗纱略有松弛，开车时张力又恢复正常。
1．4、电子计算机控制的四单元传动的高科技粗纱机一 定要使用性能完全一致的变频调速电机,更不能把变频调速电机与伺服电机混用,以免产生启动不同步影响粗纱的正常卷绕而产生断头.

2、精确的调节卷绕张力：
新型粗纱机由于采用四单元传动技术，设置了粗纱张力传感器，监控卷绕线速度与前罗拉引出线速度之间始终保持一定的张力值，卷绕速度略大于引出线速度1%，不论大纱、中纱、小纱或车间相对湿度的变化，经计算机控制的卷绕张力始终保持恒定。

3、现代新型高科技粗纱机第三个特征是对粗纱机上龙筋上下换向运动进行了很多研究并取得新的成就,这项技术的应用使粗纱的成型更加完善，它是以程序控制变频电机直接使上龙筋自由上下换向. 换向时间很短 (0.5秒以内)，取代了电磁离合器换向机构,使粗纱成形更完美, 使粗纱卷绕成型十分精确,进一步提高了粗纱卷绕成型质量不会出现溃纱现象.
恒定的卷绕密度是现代化高科技粗纱机的又一个重要特征.
新型粗纱机上应用了张力传感器自动控制与调节卷绕张力控制系统（CCD装置），实质是在线主动控制粗纱大、中、小纱及卷绕高低位置的粗纱张力的自动调整粗纱张力动态的张力微调技术，张力调节效果明显；如果在四单元传动技术基础同时应用在线张力微调（CCD技术），粗纱机的张力差异将更加理想。我国青岛环球纺机厂新近研制开发的一种软件张力控制系统，张力控制采用纺纱系统数学模型程序软件，运用最新控制理论即电机转矩理论，实现了粗纱张力更细小的微调，替代了CCD控制技术，克服了国产CCD控制技术不稳定的弊病，实现了粗纱恒定张力纺纱，提高了产品质量。

4、 由于现代新型高科技粗纱机实现了电子计算机控制的四单元传动的体系,而且车头传动以同步传动带取代了齿轮.大量减化了机械传动,不仅降低了能耗.比机械式传动的粗纱机减少能耗30%. 减少了燥音,而且大幅度的减少了机械故障,据不完全统计,比其它机械传动的粗纱机可减少机械故障80%.大大提高了粗纱机的生产效率。这是现代新型高科技粗纱机的一大优点.
总之，由于四单元传动粗纱机的出现，对杜绝开关车粗纱细节，精确控制卷绕张力，使粗纱机上龙筋上下换向运动轻松精确并在严格控制大、中、小纱伸长差异等方面也得到令人满意的解决，因此，可认为当代新型粗纱机技术进步的重要特征是实现了四单元变频电机传动并在应用电子计算机控制技术上的成功，不仅提高本工序生产效率及产品质量，更重要 为下游工序高速运行及提高产品质量创造了坚实的条件。

5 ：高科技粗纱机采用四罗拉双短皮圈牵伸型式，如日本FL16、青泽668等都是四罗拉双短皮圈的应用，也称D型牵伸，我国新开发的FA491.FA494粗纱机也采用四罗拉双短皮圈牵伸，实质上四罗拉双皮圈有三个牵伸区，但1-2罗拉之间的牵伸倍数只有1.05倍为正理区，主牵伸区在2-3罗拉之间，集棉器放置在整理区，主牵伸区不放置集棉器，实现牵伸不集束，集束不牵伸的要求，以达到提高条干均匀度的目的。四罗拉牵伸整理区使主牵伸区牵伸后的纤维在整理区起到集束作用，经过集束的粗纱絮条会因集束而变窄，从而使在细纱前罗拉钳口引出的粗纱须条宽度减小，使细纱前罗拉钳口到加捻点的纺纱三角区的面积相应减小，使纺出细纱的毛羽比较少。因此四罗拉三区牵伸的作用不仅可使粗纱牵伸倍数增大 可供细纱机纺高支纱而且还会减少毛羽、提高纺纱质量。

6、粗纱机的自动落纱技术：
6.1、粗纱机自动落纱技术是提高自动化程度，提高生产率降低劳动强度，实现传统纺纱连续化及自动生产线的关键技术。
发达国家与不发达国家用工差距很大，不发达国家（发展中国家）吨纱用工29人，发达国家平均用工为10人，美国为4人，这种差距与纺纱生产自动化程度是分不开的。
美国等发达国家对环锭纺纱系统进行全自动化的改造，包括对粗纱全自动落纱、自动运输及粗细联自动化技术的实施。实现粗纱工程的自动化对于高工资的发达国家尤为重要。
6.2、全自动落纱机的技术特点是当粗纱机纺满一定长度时会自动停车，下龙筋降到落纱位置，自动落纱及换管后下龙筋复位，粗纱自动搭头，形成新一轮纺纱，落纱时间4-5分钟，落下的粗纱集中运到粗纱运输系统待运，像青泽670、680 Rawemat型粗纱机为内置式全自动落纱装置，更加先进。自动落纱技术为实现粗纱无人操作创造条件。
6.3我国青岛环球纺机公司在2008上海展览会上展出了全自动落纱机，机构简单，落纱时间短，只需两分钟，受到特别的关注。
6.4、半自动络纱：粗纱机的半自动落纱技术比较成熟，尤其四单元传动的新型粗纱机，其半自动落纱比不自动落纱操作上要简便的多。不需要再考虑锥轮皮带的复位等问题。国产新型粗纱机，大都是半自动落纱，当粗纱卷绕到一定长度后，计算机指令停车，下龙筋降至落纱位置，人工取纱换上空管，下龙筋再上升生头位置，搭头重新启动纺纱。

7． 粗纱机的清洁系统：
新型粗纱机增加了许多负压吸尘点，形成自动负压吸尘系统。清洁系统的设立，能及时清除罗拉，皮辊、皮圈等处的短绒及杂质，防止纤维缠绕罗拉等部件，并保证不出现由于积聚短绒及飞花造成的纱疵。此外，新式粗纱机具有自身净化环境的能力，降低生产区的空气含尘、含飞花量，随着粗纱机车速的不断提高，清洁工作越要加强，以保证产品质量的稳定提高，减轻挡车工清洁工作的劳动强度。
7.1、像青泽、瑞士及国产一些新型粗纱机等都配有负压吸尘系统，在上下罗拉，皮圈等部分加装吸风口，将这些部位的棉尘，短绒吸走，并在粗纱机机尾处配有过滤网箱，使过滤后的清洁空气循环回到生产区。由于采用连续负压吸风，使牵伸及卷捻系统的飞花，短绒及棉尘等都及时吸走，车间生产区含尘量很低。
7.2、新型粗纱机上还配有断头吸棉及自停装置，在前罗拉下面，装有断头吸棉装置，可解决断头后飘头造成在邻纱产生双纱及其它纱疵。国内外新型粗纱机大都配有这种技术系统。此外还配有吸棉传感自停系统，一方面将断头吸入管道，另方面可使机器停车待处理。当发生断头时，被吸入机尾干管的短绒、花衣、被传感器检测，当检测量超限时，立即通知机器停车。新型粗纱机的上下清洁装置与断头吸棉装置构成一个清洁系统，使粗纱质量及生产环境的净化水平得到提高。
7.3、环锭纺纱系统对粗纱质量要求及评价是粗纱机的好坏主要取决于纺纱最终产品质量，因此要求粗纱机上要有一套能够对牵伸区进行连续清洁的联合巡回清洁系统，使粗纱生产达到高度净化。在幕尼黑2007展览会上瑞士立达公司展出了新制开发的一种对牵伸、锭翼部分及地板的联合直接吹吸清洁体系，能稳定有规律的自动巡回，并对粗纱机进行自动清洁，这种粗纱联合清洁体系（uniclean-F）可对牵伸区的飞花及尘屑等自动连续吸取并进入固定的汇集箱中。结构紧凑、精巧，并实现人机对话控制的空气导流装置，可与全自动或半自动落纱机及细-粗联相结合，形成粗纱机生产内部自我清洁体系。
7.4吸尘管道的轨道，装在导条架上或单独从地板竖立的支架上，将收集的垃圾废料经过圆柱形过泸箱，进入飞花接受站的气流与中央风扇相连接。
配有电子式自动控制系统的联合清洁系统，可保证粗纱机发生断头时，吹风停止向机台吹风而转向天花板方向，断头飞花由吸风吸入负压管道内。因此，吹吸风联合机构不会损坏或干扰粗纱正常纺纱。
7.5如果将自动落纱机体系或管纱自动运输线与自动吹吸风装置相联接，设立特殊结点的传感器。当粗纱机满纱准备落纱时，吹吸风自动进入停止位置，不会防碍落纱动作顺利进行。机上还配有紧急故障转换开关及键盘式按钮开关等。
我国新生产的FA400系列等新型粗纱机的清洁系统吸风量及吸尘点增多，十分完善，达到国际先进水平，产品质量得到保障。

8、展出的青泽Zinser668及青泽Zinser670Rowemat
8.1新型粗纱机的全机锭数为192锭，是世界上最长的粗纱机。青泽Zinser670Rowemat带自动落纱装置，也可用于192锭长车
8.2、青泽Zinser668、670能通过EasySpin荧屏设定所有的参数，效率很高，无需任何限定开关；
8.3、应用青泽的存挡批号的数据，可快速的更换品种，使生产数据设定的时间大为减少。
8.4、四单元传动的中心是EasySpin，通过它能同步控制牵伸、锭子、锭翼及龙筋升降等。粗纱机的基本参数都是通过EasySpin设定的，通过EasySpin可提前输入必要的参数，机器可很快的启动生产。
8.5、Zinser670Rowemat自动落纱机是智能化内置式的，不会影响机器的生产，落纱时间短、效率高。落纱与重新启动是完全自动的，不要人工介入。重新启动时，满管粗纱已被储存在机器内部，不会影响一点生产。粗纱落下后是自动运输到细纱的粗细联自动运输线，也不需要人工介入，可使粗纱表面不受损伤；也避免错支、加快了半制品的流动。粗纱的自动运输不仅降低劳动强度，而且可节约劳动成本。一般可比人工运输减少35%。
9、我国参展的经纬1418A、马佐里DTM409、宏源HY495A、宏基SXF1492等。马佐里DTM409等粗纱机都是四单元传动的粗纱机、宏源HY495A及马佐里DTM409还是应用4个电机分别传动4根牵伸罗拉的；经纬1418A锭速可达1800转/分；马佐里DTM409粗纱机上还在每个粗纱锭配有光电传感器以监控粗纱断头；马佐里DTM409粗纱机及宏源HY495A粗纱机展出了粗细联。

结语：
在幕尼黑2007ITMA及2008上海ITMAAsia与CITME上展出的粗纱机大都具有以四个变频电机分别传动牵伸罗拉、锭子、锭翼及龙筋的速度在计算机控制下完成粗纱的牵伸与卷绕成型；牵伸区多为四罗拉三区牵伸，最大牵伸倍数可达18倍；粗纱恒定卷绕张力控制；全自动或半自动落纱；负压吸尘体系等特点。表明粗纱机已进入高科技的时代，为棉纺纺纱进一步提高纺纱质量、提高生产效率创造了条件。粗纱机的技术进步使整个棉纺纺纱技术达到了新的水平，进入到更高的科技领域！



参考文献
1、秦贞俊主编著“现代棉纺纺纱新技术” 东华大学出版社2008年7月第一版第1次印刷
2、幕尼黑2007ITMA技术资料
3、上海2008ITMA Asia and CITAME技术资料
4、Survey::”Staple yarn spinning” TEXTRILE Asia 2008.8 p22-28