中国棉纺织行业协会

现有的环锭细纱机纺纱速度主要受纱线质量和纺纱断头率的约束。纺纱断头是细纱生产中最主要的危害，直接影响细纱质量、产量及生产效率。降低断头率是细纱机生产的关键。细纱断头的主要因素是气圈张力值瞬时超过纱线的抱合强力值造成的。纺纱速度的提高主要受到纺纱气圈张力的牵制。环锭细纱机的气圈张力变化主要受三个因素的影响：

（1）气圈角速度ω；

（2）卷绕半径R；

（3）气圈高度H；

由于环锭细纱机的卷绕形式为锥形卷绕，在纺纱过程中钢领板每一次升降短动程h使得卷绕半径R从大半径到小半径再到大半径的周期变化以及气圈高度H由高到低再到高的不断变化。由于上述的变化使得气圈张力随钢领板升降动程一直呈周期性变化，气圈张力的波动也造成纺纱过程中断头的增加。

为了减少纺纱过程中的断头，目前常用的办法有两种：

A.采用4/6极双速电机。在纺纱开始小纱阶段采用6极低速运行，到中纱、大纱阶段采用4极高速运行。

B.采用变频器控制电机的运行速度，也是根据纺纱高度的变化在小纱、中纱、大纱设定九点纺纱速度，比较平缓的变速。

上述两种调速方法只是考虑了在纺一落纱中，将气圈高度分为几个阶段，进行简单调速，而没有考虑钢领板升降短动程中卷绕半径的变化和气圈高度的变化，没有解决钢领板一个升降短动程气圈张力的变化，因此不能达到很好的效果。

经纬纺机新技术有限公司发明的环锭细纱机恒张力纺纱系统（国家实用新型专利号ZL2007201433547）采用逐层调速纺纱方法（即随着钢领板短动程气圈高度、卷绕半径的变化，气圈角速度也跟着变化，每纺一层纱都实现一次调速称为逐层调速纺纱方法），完全根据钢领板升降短动程气圈张力的变化来进行调速，实现恒张力纺纱。大大降低纺纱过程中的断头，提高了纱线质量及产量。

本发明系依据纱线力学气圈理论，根据纺纱试验建立近似于实际纺纱状态的数学模型（纺纱专家系统），设计一套细纱机逐层调速控制装置。将纺纱工艺参数通过显示单元键盘输入后，计算出气圈形态及最大气圈张力值。根据计算结果设定适当的气圈张力值，计算出在设定张力条件下一络纱的调速曲线、根据钢领板短动程的位置及不同的卷绕半径和气圈高度将运行指令输出到变频器控制主电机变速运行，通过逐层调速法实现恒张力纺纱。

采用恒张力纺纱系统带来的好处有：

1．由于纺纱过程中纱线张力波动小，改善了始纺阶段纱线的毛羽和条干质量，使得在一落纱中，小纱、中纱、大纱的毛羽及条干趋于一致，提高了整体纱线质量。

2．根据纺制不同的纱支在保持原纺纱断头率，不提高挡车工劳动强度的情况下，可提高产量5%-15%。纺高支纱时效果尤为突出。

3．具有节电效果。单台车如果产量提高10%，主电机也相应提高电耗但吸棉电机等没有增加电耗，再考虑整个车间的空调、照明耗电也没有增加，吨纱耗电指标会有一定幅度的降低。

4．由于纺纱张力波动小，气圈波动也小，可提高钢丝圈的运行寿命，降低生产成本。

5．恒张力纺纱装置具有电脑功能，可方便记录纺纱开车、中途停车及落纱时间，方便车间运转管理。更换工艺牵伸齿轮后开车就可实际牵伸倍数，防止错支事故的发生。

6．具有联网功能，生产、工艺数据可通过ERP实现统一管理。