第二节  断纱自停装置

织机在运转过程中，经、纬纱线有时会处于不正常的工作状况，这时织机必须立即停车，以免在织物上形成残疵，影响织物的实物质量。织机上，这些断头自停的动作是由经纱和纬纱断头自停装置来完成的。
一、断经自停装置
在织机上制织织物时，当某根经纱断头或过分松弛时能使织机自动停车的装置称为断经自停装置。有了这种装置可以防止在织物上形成缺经、经缩及跳花等织疵，使织物品质有所改进，织布工不需要经常注视着经纱，从而可以减轻劳动强度，增加看台能力，并使织机的生产率有所提高。断经自停装置能使织机停在一定的主轴位置上，同时发出断经指示信号。常见的断经自停装置有电气式和机械式两类，无梭织机通常使用前者，有梭织机使用后者。经纱断头电气式自停装置有接触式和光电式两种。技术先进的电气自停装置由微电脑控制，对经纱断头或经纱过度松弛执行十分及时、准确的停车动作。目前，以微电脑控制的接触式经纱断头电气自停装置在无梭织机上使用较为普遍。
1．经纱断头电气式自停装置    
经纱断头电气式自停装置有信号检测、控制和执行两部分组成。
（1）电气自停装置的检测部分
接触式经纱断头电气自停装置以经停片3和相互绝缘的正、负电极1、2组成检测部分，见图11-11。当经纱4断头或过度松弛时，经停片3下落，使电极1、2导通，产生经停信号。

图11-11  接触式经纱断头电气自停装置
1、2－电极  3－停经片  4－绝缘层  5－经纱
光电式经纱断头电气自停装置以经停片和成对设置的红外发光管、光电二极管组成检测部分。经停片下落，使红外发光管通往光电二极管的光路阻隔，光电二极管不再受光，于是产生经停信号。
接触式和光电式检测部分对日常的清洁工作都有比较严格的要求。当飞花和油污堆积在接触式检测部分的电极上或堆积在光电式检测部分的光学元件上时，

会发生经纱断头自停失灵现象，造成织物的经向织疵。
（2）电气自停装置的控制和执行部分 
接触式和光电式经纱断头电气自停装置的控制和执行部分是基本相同的，有微电脑控制和不带微电脑控制两种方式。
微电脑控制方式：图11-12为微电脑控制的经纱断头电气自停装置工作原理图。由检测部分输出的经停信号经计数器转变为微处理器的中断申请信号，微处理器在接受中断申请信号之后，立即转入对经停信号的采样和判断工作，这一工作将持续一段时间。在这段时间内，经停信号如一直维持，则微处理器将根据设定的停车主轴位置角以及内存中记录的最后一次经停制动时间角（由于制动片的磨损，该时间角会逐渐增大），在相应的主轴时刻发出停车指令，驱动电路开始工作，使电磁制动器对织机实施制动，并制停在预定的停车主轴位置角上。然后，慢速电动机动作，将织机停车位置调整到工艺设定的经停主轴角度，通常为300°。在这一角度上，经纱处于综平或接近综平位置，经纱张力最小，有利于减少停机过程中的经纱塑性变形，从而避免织物上纬向横档疵点。

图11-12  微电脑控制的经纱断头电气自停装置工作原理图
有时，因某种偶然的随机原因会引起接触式检测部分正、负电极的瞬时或短时导通，由于经停信号持续时间不足，微处理器不会作出“断经”的错误判断，从而避免无故关车而造成的织机效率下降。
主轴位置角信号（又称同步信号）由主轴上的编码器发出，经接口输入到微处理器，作为各种动作控制的时间依据。
不带微电脑控制方式：不带微电脑控制的经纱断头电气自停装置工作原理如图11-13所示。
检测部分发出的经停信号被输入到逻辑控制门，当主轴上安装的同步信号发生器在主轴特定位置上发出的同步信号来到时，逻辑控制门就输出电压，触发驱动电路开始工作，使电磁制动器在预设定的主轴位置角上将织机制停。
这种控制和执行方式显然不如前述方

式完善、合理，无故关车的可能性会大一些，经停位置的准确程度会差一些。
（3）经停架
经停架用于安放经停片和检测部分的其它组件。一般的经停架上可以安放六列经停片，经停片的排列密度必须符合工艺设计的规定要求，排列过密不仅会磨损纱线，而且造成经停失灵。
为方便断经找头操作，织机上配备了断经分区指示信号灯，部分经停架上还装有找头手柄，摇动手柄便可看到断经下落的经停片位置。

图11-13  不带微电脑控制的经纱断头电气自停装置工作原理图
2．经纱断头机械式自停装置
有梭织机通常使用机械式的经纱断头自停装置，其工作原理如下：在每一根经纱上套有一片经停片，当经纱断头时，经停片下落，阻碍了活动齿杆的运动，再通过杠杆系统拨动开关柄而发动关车。
图11-14所示为一种机械式经停装置。中心轴1回转时，经停凸轮2推动联合杆3和回复杆4共同绕轴Ol作上、下摆动，通过连杆15带动摇动齿杆11绕轴O2进行摆动。当经纱断头或过度松弛时，经停片下落，阻碍了摆动齿杆在两侧极限位置附近的运动。于是，回复杆终止与联合杆的共同运动，并且A点上抬，使装在经停杆5上的经停杆箍6上升到卷取指挂脚8的运动轨迹上来。当筘座脚7向机后运动时，通过卷取指挂脚、经停杆箍，将经停杆拉向机后，并进一步通过后续杆系拉动开关柄13，实施关车动作。

图11-14  经纱断头机械自停装置
1—中心轴  2—经停凸轮  3—联合杆  4—回复杆  5—经停杆 
6—经停杆箍  7—筘座脚  8—卷取指挂脚  9—经停片  10—经停棒 
11—摆动齿杆  12—刻齿杆  13—开关柄  14—停机杠杆  15—连杆
这种机械式经纱断头自停装置的机构并不简单，而且断经自停动作容易失灵，对于阔幅
织机更不适宜。在织机主轴回转一周时间内，摆动齿杆作一次单向摆动

，仅对一半经纱进行检测，因此检测工作不够及时。
这种机械式的经纱断头自停装置正在得到改造。改造后的装置中，自A点到停机杠杆14的一系列杆件被拆除，刻齿杆12和摆动齿杆11改装成为电气自停装置的两个电极，经停片下落时导通这两个电极，织机关车。改造后的电气自停装置的机构得到简化，经停动作可靠性有所提高。
3．旋转式断经自动停车装置
传统的喷水织机由于经丝断头较少，一般不配备断经自动停车装置。但随着国际上化纤行业向超细化、功能化方面发展的趋势，利用超细纤维生产高密度等织物也越来越多。由于超细纤维在纺丝过程中稳定控制纤度均匀的工艺难度很大，在单喷喷水织机上容易出现纬斑条纹，因此通常在双喷喷水织机上织造。双喷喷水织机开口量大，钢筘运动幅度大，造成经丝与钢筘及综丝的磨擦剧烈，容易引起断经。此类喷水织机通常配备旋转式断经自动停车装置。
旋转式断经自动停车装置由电动机、旋转机构、感应机构、停车机构等组成。其工作原理如下：将电机与断经装置安装在墙板上，电机电源与织机主电机电源同步。电机通过主动轮、从动轮、O型带带动整个装置进行旋转，探针对经纱进行梳理，捕捉断经。当经纱断头时，断经即被铜丝刷缠绕。随着装置的旋转，断经纱就被缠绕到张力丝上，张力丝拉动往复控制总成，使感应触点与往复控制器闭合，主机壳体产生回路，使主控板工作，切断接触器电源，使织机停机。
二、断纬自停装置
织造过程中当引纬不正常时（如纬纱断头、缺纬、纬纱长度不足、双纬误入等，），使织机停车的装置称为纬纱断头自停装置，简称纬停装置。纬停时，织机主轴及时地制停在与故障原因相应的位置上，并且纬纱断头指示灯发出信号。织机上这一自停动作由纬纱断头自停装置来完成。织机上安装了这种装置，挡车工则不必经常注意纬纱是否断头，因此可以提高看台数，减少缺纬织疵。
纬纱断头自停装置有很多种类，无梭织机上通常采用电气

式自停装置，有梭织机则采用机械式自停装置。改造后的有梭织机上，纬纱断头自停装置一般为电气与机械相结合的形式。
1．纬纱断头电气自停装置
纬纱断头电气自停装置在无梭织机上使用时，自停装置的检测元件必须和各种无梭引纬方式相适应。因此，纬纱断头自停装置的纬纱检测形式也就多种多样。主要有压电陶瓷传感器、光电传感器和电阻传感器三种检测方式。
（1）压电陶瓷传感器检测方式的纬纱断头自停装置
剑杆织机和片梭织机上，纬纱断头自停装置通常采用压电陶瓷传感器的纬纱检测方式。纬纱从储纬器引出后，经过压电陶瓷传感器的导纱孔，张紧状态的纱线以包围角α压在传感器的导纱孔壁上，如图11－15所示。当纱线快速通过导纱孔时，孔壁带动压电陶瓷晶体发生受迫振动，产生交变的电压信号。
对传感器输出的交变电压信号有多种不同的判别并进而控制自停的方式。

图11-15  纱线对压电陶瓷传     图11－16  微电脑控制的纬纱断头自停工作原理图
微电脑控制方式：以微电脑控制的纬纱断头自停工作原理如图11-16所示。传感器产生的微弱检测信号先经放大，然后输入到电平比较器进行电平比较及逻辑判断。当纬纱断头或缺纬时，压电陶瓷晶体不受纱线作用，传感器输出的电压信号（实为电路噪声信号）经放大后幅值很小，低于比较电路所设置的下限电平；当双纬误入时，由于陶瓷晶体振动过剧，传感器输出的电压信号经放大后幅值高于比较电路所设置的上限电平。检测信号由比较电路进行电平比较并经逻辑电路判断，最后，电平比较器输出对应于正常引纬状态的高电平“1”或对应于断纬、缺纬、双纬误入等非正常引纬状态的低电平“0”。主轴编码器发出的主轴角度信号经接口输入到微处理器，微处理器在设定的主轴角度区域内（对应引纬阶段）对电平比较器输出的电平信号进行采样及鉴别。当检出非正常引纬的低电平“0”时，微处理器根据设定的停车主轴

位置角以及最近一次纬停制动时间角，在相应时刻发出停车指令，驱动电路启动电磁制动器，使织机在预定的主轴位置角上停车。然后，慢速电动机带动开口机构完成自动找梭口动作，并最终将织机停在工艺设定的纬停主轴角度上。
为避免机架振动引起的压电陶瓷晶体振动，保证纬纱断头自停装置正确工作，传感器的安装应采取良好的隔振措施。用于剑杆织机时，由于送纬剑起动和中途两剑交接的纬纱速度很低，传感器输出的检测信号过弱，因此微处理器对检测信号的采样和鉴别区域应不包括这些时间。否则，微处理器会作出“断纬”的误判，引起空关车，影响织机效率。
织机投入工作之前，要向微电脑控制系统输入所加工的纬纱特数和滤波时间等参数。微处理器将按照纬纱特数自动设置放大器的放大倍数，并在织机工作时根据滤波时间参数对电平比较器输出的电平作数字滤波（进行算术平均）。滤波的目的是为了防止纱疵通过或纱线的偶然跳动等因素引起的电平比较器短暂的低电平输出所造成的空关车。
不带微电脑控制方式：不带微电脑控制的纬纱断头自停装置对压电陶瓷传感器输出的检测信号进行处理并控制自停的原理与前述原理基本相同。但是，它以集成电路构成的逻辑电路来完成前述的电平比较器和微处理器的功能；用接近开关和主轴上安装的凸轮片作为同步信号发生器来产生主轴位置角信号。当纬纱断头、缺纬或双纬误入时，随着主轴特定位置的角度信号到来，驱动电路启动电磁制动器，使织机制停在设定的主轴角度上。
由于逻辑电路不具备微处理器的部分功能（如数字滤波、放大倍数自动设置等），因此使用时纬纱速度不宜过低，并不应有纬纱跳动现象；在织制过租或过细的纬纱时，要适当调整纬纱对传感器导纱孔眼的包围角α，使传感器产生的检测信号达到适当的强度，以保证纬纱断头自停装置的正确工作。
（2）光电传感器检测方式的纬纱断头自停装置  
喷气引纬是一种消极引纬方式，纬纱飞行时张力较弱、张

力波动较大，因此，压电陶瓷传感器的检测方式就显得不适用了。通常，喷气织机采用光电传感器的纬纱检测方式，光电传感器检测元件如图11-17所示。

图11-17  几种光电传感器纬纱检测元件
1—光源  2—光电元件  3—探头  4—黑色遮光膜  5—异型筘  6—纬纱  7、8—探头
图11-17（a）为一种异型筘筘齿形状的探头3。探头安装时，凹槽部分应与异型筘的凹槽相平齐。异型筘式喷气引纬时，纬纱准确地飞行于狭小的槽形区域，这为光电传感器检测方式的应用创造了条件。在探头上装有一个光源1和两个光电元件2，纬纱6飞过探头上的凹槽时，对光源发出的光线进行反射，光电元件接受反射光后，输出一个纬纱到达信号。光电元件的斜向设置有利于克服外界光线的直射干扰，避免误信号和误动作的产生。
图11-17（b）所示的探头8用于管道式喷气引纬。探头外形与管道片一致，在脱纱槽上嵌有光源1和光电元件2。打纬之前，纬纱从脱纱槽中脱出，将光源到光电元件的光路切断，传感器产生一个纬纱到达信号。
图11-17（c）、（d）所示的探头7为异型筘式喷气引纬使用的另一种光电式传感器纬纱检测元件，它的工作原理和探头3相同。在异型筘5的后面，贴有黑色遮光膜4，用于隔离射向光电元件的外界光线。织机主轴一转期间，光电元件依次接收到钢筘反射光、纬纱反射光和经纱反射光，产生了如图11-18所示的高频调幅检测信号。

图11-18  高频调幅检测信号
1—钢筘反射光信号  2—纬纱反射光信号  3—经纱反射光信号
对光电传感器检测元件输出的检测信号作进一步处理，并控制织机自停，这一过程的工作原理和压电陶瓷传感器检测方式的纬纱断头自停装置相似。织机停车后，慢速电动机将织机停在主轴转角300º位置上，等待操作工修补纬纱，这项措施有利于减小待机过程中的经纱张力，从而避免织物横

档疵点。
在多色引纬时，不同色纱对光的反射能力不同，会引起纬纱断头自停失误，因此部分光电自停装置还具有增益自动控制功能，能根据纬纱的颜色自动改变光电传感器的灵敏度，保证纬纱断头自停装置高度的可靠性。
通常，在纬纱飞出梭口的一侧装有两只探头1、2，见图11-19所示，它们分别位于延伸喷嘴3的两侧。探头1装在正常引纬时纬纱能到达的位置，如探知纬纱没有到达，则说明缺纬或短纬；探头2装在正常引纬时纬纱不可到达的位置，如探知纬纱到达了，即可判断为断纬。
光电传感器检测元件会受灰尘和油污的污染，从而灵敏度下降，造成纬纱断头自停动作失误。为此，要用无水乙醇定期地清洗光源和光电元件的光学表面。部分喷气织机还具有探头自动清洁功能和探头污染警示功能。

图11-19  探头和延伸喷嘴的安装位置           图11-20  电阻传感器检测元件
1、2—探头  3—延伸喷嘴                   1—电极  2—电阻传感器  3—钢筘
（3）电阻传感器检测方式的纬纱断头自停装置 
喷水引纬也是一种消极引纬方式，它以带有一定量电解质的水作为引纬工质。被引入梭口的纬纱浸润在水中，于是就产生了一定的导电性能，喷水引纬的纬纱断头自停装置正是利用了这一纬纱导电原理。
电阻传感器检测元件如图11-20所示。电阻传感器2上装有两个电极1，电极位置对准着钢筘3的筘齿空档。引纬工作正常时，纬纱能达到筘齿空档位置，梭口闭合后，处于筘齿空档处的一段纬纱被织物边经纱和假边经纱所夹持，随着钢筘将纬纱打向织口，张紧着的湿润纬纱将电极导通；引纬工作不正常时，筘齿空档处无纬纱，于是电极相互绝缘。对应着电极的导通和绝缘，电阻传感器发出纬纱到达（高电平“1”）或纬纱未达（低电平“0”）的检测信号。微处理器在织机主轴某一角度区域中，对电阻传感器输出的检测信号进

行积分、平均，并据此判断纬纱的飞行状况，避免纬纱与电极的瞬间接触不良等原因造成的无故关车。引纬工作不正常时，微处理器按照判断结果，通过驱动电路和电磁制动器执行织机的停车动作。
2．纬纱断头机械自停装置
有梭织机通常采用机械式纬纱断头自停装置。图11-21所示为使用较多的点啄式纬纱断头自停装置。
摆杆1绕轴O1作上下摆动，摆杆下降到最低位置时，钢针2在织口5附近穿过经纱纱层。当纬纱引入梭口并被打人织口之后，钢针2被交织到织口之中。然后摆杆向上摆动，撑头3因织口握持钢针而上抬，摆杆上升到最高位置时，钢针从织口中拔出。如果点啄式纬纱断头自停装置所在区域无纬纱引入，则钢针不被织人织口，撑头因自重而下落到碰头4的缺口之中。摆杆上摆时，撑头推动碰头转动，并通过后续机构（图中未画）发动开关手柄关车。
在点啄式纬纱断头自停装置中，撑头之后的关车运动传递机构比较复杂，影响关车动作的准确性。在老机改造时，对这套机械式纬纱断头自停装置作了改进，以行程开关代替碰头之后的机械部件。当碰头转动时，推动行程开关发动关车。这种机械与电气相结合的纬纱断头自停装置的可靠程度有所提高。

图11-21  点啄式纬纱断头自停装置
1—摆杆  2—钢针  3—撑头  4—碰头  5—织口