粗纱机、并条机的传动

第一节粗纱机的传动系统

一、粗纱机传动系统与变换齿轮的作用

（一）粗纱机的传动系统

⒈粗纱机的传动工艺要求对粗纱机传动系统的工艺要求可以归纳为一下几点：

（1）粗纱机的恒速机件，如牵伸罗拉、导条罗拉、锭子及筒管的恒速部分，都应由主轴直接传动。

（2）粗纱的变速机件，如升降龙筋及筒管的变速部分，都需由变速机构来传动。

（3）粗纱机的锭子是恒速，改变捻度是由改变前罗拉输出速度来实现的。但前罗拉速度的改变必须与筒管的卷绕线速度一致，因此，改变捻度时，前罗拉输出速度、筒管卷绕速度和升降龙筋的升降速度必须同时改变，以保证卷绕规律不被破坏。

⒉粗纱机的传动系统粗纱机的传动系统因机型而异，现以由机电化向智能化的过渡机型——FA425型粗纱机为例，其传动系统如图1所示。

从图1中可知，FA425型粗纱机有两个传动系统，主电机传动恒速部分，卷绕电机传动变速部分，由工业计算机通过5个控制单元实现各运动机件的同步匹配。

（二）粗纱机的变换齿轮

为了保证粗纱的产质量，需根据机型特点和所纺品种对粗纱机进行工艺设计，设计的主要内容有牵伸倍数、捻系数和卷绕密度等。根据工艺设计对各种参数调整的需要，粗纱机上设有牵伸、捻度、卷绕、升降、成型和升降渐减等变换齿轮，使各参数具有一定的调整范围。二十世纪生产的粗纱机机型很多，但其传动系统中各变换齿轮的配置却基本相同，故工艺计算方法也大同小异。在智能型粗纱机上，仅有牵伸变换齿轮，而其他工艺参数则可通过触摸屏直接设定输入。粗纱机的变换齿轮有：

（1）捻度齿轮捻度齿轮可以改变粗纱的捻度，所以俗称捻度牙。改变捻度，即改变了锭子与前罗拉的速比，当锭速不变时，前罗拉速度随捻度的增大而减小，所以改变捻度即改变了粗纱机的产量。

（2）牵伸齿轮 牵伸齿轮可以改变粗纱机的总牵伸倍数及纺出粗纱定量，因此又叫轻重牙。牵伸齿轮可分为主牵伸牙和后区牵伸牙，用于改变各牵伸区的牵伸倍数。

（3）升降齿轮 升降齿轮用于调节粗纱在筒管轴向排列的疏密程度，改变升降齿轮的齿数，即改变了升降龙筋的升降速度和粗纱的卷绕圈距。

（4）卷绕齿轮配置在变速机构与升降齿轮、差动装置之间，用于调节空管上开始的卷绕速度。一般不作调整，只是在改换纤维品种（或筒管直径、粗纱定量改变较大时），方作调整。 在配有铁炮无级变速装置和成型装置的粗纱机上，还配有成型齿轮和升渐减齿轮。成型齿轮位于成型装置至铁炮皮带的传动路线上，用于调节铁炮皮带每次移动的距离，即决定筒管卷绕转速和龙筋升降速度逐层降低的数量；升降渐减齿轮由成型棘轮传动，其大小决定升降龙筋每次升降的动程，即确定粗纱两端的成形锥角，故又称角度牙。

二、有铁炮粗纱机的卷绕传动系统

1、铁炮变速机构

通过改变输入轴与输出轴的传动比，将输入的恒速变成随筒管卷绕直径增大而逐层减小的变速运动，以满足筒管转速、龙筋升降速度逐层降低的要求。

铁炮又称锥轮，为铸铁制成的中空圆柱体，铁炮有上铁炮和下铁炮，一般上铁炮为主动铁炮，下铁炮为被动铁炮。主动铁炮由主轴传动, 回转速度恒定，主动铁炮通过皮带传动被动铁炮，移动皮带的位置，则被动铁炮变速。当空管卷绕时，铁炮皮带处于起始位置，即主动铁炮的大端传动被动铁炮的小端，被动铁炮转速最大。每卷绕一层粗纱后，成形装置控制铁炮皮带移动一小段距离，主动铁炮直径减小，被动铁炮直径增大，转速减慢。当上铁炮达到最小直径，下铁炮达到最大直径时，粗纱卷绕满管。下铁炮的位置可以升降，落纱时应升起下铁炮，以便于将皮带移回原来位置或调整铁炮皮带的张力利用皮带随粗纱卷绕直径的逐层移动，使被动铁炮转速逐层减慢，以满足工艺的要求。

2、差动装置

差动装置位于主轴上，其结构为周转轮系，包括首轮、末轮、转臂三个部分。国产粗纱机的差动装置，根据转臂传动的方式不同，可以分为主轴传动臂和铁炮传动臂两种。其作用是将主轴传来的恒速和下铁炮传来的变速合成在一起，通过摆动装置传向筒管，以完成筒管的卷绕作用。由粗纱卷绕速度公式可知：

12L n dx

n π=+ 当卷绕直径dx 逐层增大时，筒管转速n1必须相应减慢，而锭子转速n2为恒速（通过主轴传动），因此必须使L dx

π 减速。

图2 主轴传动臂式差动装置

FA425型粗纱机的差动装置为主轴传动转臂式，如图2所示。转臂固装在主轴上,转臂的转速ｎ0为主轴恒速；由变速机构传动的29T 齿轮为首轮，其回转速度ｎｍ为变速；45T 齿轮为末轮,将合成后的转速ｎｎ传向筒管。

3、摆动装置

由于龙筋连续地做上下升降运动，因而需要一套特殊机构将差动机构输出的合成速度传到筒管上，这种机构叫摆动机构。

摆动装置位于差动装置输出合成速度齿轮和筒管轴端齿轮之间，其作用是将差动装置输出的合成速度传递给筒管。因为筒管既要回转，又要随升降龙筋做上下移动，所以，这套传动机构的输出端也必须随升降龙筋的升降而摆动，故称为摆动装置。在新型粗纱机上则位于卷绕变速传动齿轮与筒管轴端齿轮之间，将变频器输出的变速传至筒管。摆动装置有齿轮式、链条式、万向联轴节-花键轴结合式等多种。目前，国内外新型粗纱机多采用万向联轴节-花键轴结合式摆动装置。 12θθ=

图3

4、升降装置

卷绕粗纱时，龙筋要做垂直方向的升降运动，以便把粗纱一圈挨一圈地卷绕在筒管上。随着管纱直径的增大，龙筋的升降速度必须相应减慢，升降动程必须逐渐缩短，这样才能卷绕成圆锥形的粗纱管。升降机构由龙筋、平衡机构、升降杠杆和升降轴等机件组成。

龙筋又称筒管轨，用以托持筒管和筒管齿轮等机件。卷绕过程中，龙筋做垂直升降运动，筒管也随之升降。由于龙筋的重量较重，上升时需要较大的功率。为了减轻负荷，降低功率消耗，升降轴上挂有平衡重锤，重锤的重力帮助龙筋上升。龙筋下降时，重锤起到平衡作用，减轻龙筋重量对传动系统的影响。

(１)升降装置的作用

使升降龙筋作有规律的运动。升降龙筋的升降速度与纱管的卷绕直径成反比，升降龙筋的升降、筒管卷绕的传动可由同一对铁炮承担。

（2）升降装置的要求

①每绕完一层后，升降龙筋需换向一次；

②为使纱管两端呈截头圆锥体形状，每绕完一层粗纱后，升降龙筋的动程应缩短一些。 ③升降龙筋的换向（换向机构由一对换向齿轮组成）及动程的缩短都由成形装置控制。

（3）升降装置的形式

①链条式升降装置，如图4 ②齿条式升降装置 （FA421），如图5

图4 图5

5、成形装置

成形装置是一种机械式或机电式自动控制机构。

每当管纱卷绕一层粗纱后，成形装置应立即在同一瞬时完成以下三个动作：

①减速：将铁炮皮带向主动铁炮小端移动一小段距离，使筒管的卷绕速度和升降龙筋的升降速度减慢。

②换向：移动换向齿轮，使升降龙筋运动方向改变。

③缩短动程：缩短升降龙筋的升降动程，使管纱两端形成截头圆锥体。

FA421A型粗纱机卷绕部分的传动简图，如图6

图6

第二节 并条机的传动系统

一、 FA311并条机的结构组成及传动原理

(一) 结构组成：

机器外形流畅、线条清晰，各构件布局合理、操作方便，自动化程度高，本机主要由以下部件组成：

1．机架 2. 传动机构 3. 牵伸机构 4. 加压机构 5. 集束装置

6．压辊装置 7. 圈条机构 8.清洁装置 9. 导条架装置

10．电控装置 11. 外罩 （详见下图）

(二) 传动原理：

本机传动原理图（详见传动图8）

机器结构 图7

图8

该机传动系统布局合理，结构紧凑，传动链短，润滑良好，主传动采用斜齿轮，传动精度高，传递平稳，噪音小，从图中可以看出，机器由三相交流异步电动机拖动，经带轮、皮带，将运动传入车头齿轮箱，经箱内齿轮传递，由车头齿轮箱的五根输出轴将运动传出，并

分别传递到前后压辊，一四罗拉，上下圈条，给棉罗拉，导条罗拉，后压辊将传入的运动传递到车尾箱内，经箱内齿轮传递，由车尾齿轮箱的三根输出轴将运动传出，并分别传递到二、三罗拉，上下清洁系统，各变换齿轮可根据并条工艺要求进行配置，变换带轮也是如此，齿轮和带轮配置不同，可以获得不同的牵伸倍数和张力牵伸，出条速度，圈绕数等参数，以满足纺不同品种的工艺要求。

二、自调匀整装置

按并条机的机械结构，有检测喂入棉条截面，调整喂入速度的闭环式自调匀整装置和检测喂入棉条截面和喂入速度，调整主牵伸倍数的开环式自调匀整装置等机构。在并条机上广泛采用的是USG型自调匀整装置，主要由检测机构、控制处理单元、执行机构、显示和键盘部分组成。

1.系统组成

图9 USG型自调匀整装置与在线监测装置示意图

1—自调匀整输入输出模块2—机载计算机3—凹凸罗拉测量部件4—伺服电动机5—主电机6—FP监测传感器7—集棉器8—输出压辊9—预牵伸（恒值）10—主牵伸（变值）

2．喂入检测（凹凸罗拉）

工作原理：凹罗拉固定不动，凸罗拉通过弹簧加压紧靠在凹罗拉上，形成一测量钳口。根据喂入条子的定量及纤维的品种不同，凹凸罗拉需要更换不同的槽宽盘片和相应的辅件，同时调整凸罗拉的加压，凸罗拉的加压量随罗拉速度的增加而适当加重。

图10 FA322型并条机凹凸罗拉检测单元

1、5－罗拉清洁舌2－凸罗拉3－集棉器4－加压手柄

6 －清洁扇叶7－分条舌部件8－凹罗拉9、10－螺钉

3．自调匀整装置原理

图11

输入棉条经凹凸罗拉7，引起凹凸罗拉的凸罗拉位移，由DS位移传感器11把信号传送到匀整及检测控制单元2。在监控单元内，计算机将放大后的测量值与标准值对比，把对比后的修正值暂时保存起来。此时，T3测速传感器14测得喂入棉条运动速度，从监控单元2对比凹凸罗拉与主体牵伸区之间的路程计算出延时时间，延迟改变预牵伸区的转速，使被检测的棉条片段到达牵伸变速点时SM伺服电动机根据修正值变速输入差速箱后改变的输出速度正好在此时改变第二罗拉5及其后各罗拉的速度，使输出棉条的重量均匀一致。

该装置的特点是先检测后调控，控制回路为非封闭的。检测信号传到变速机构要有延迟时间，因而必须有延时计算记忆调控单元。开环式自调匀整装置能修正很短片段的重量不匀，能有效控制输出棉条的重量偏差和不匀率。

USG型自调匀整和质量在线检测装置有微型终端15，能提供人机对话，操作员可在板面上输入参数，调整工艺，读取各项信息。