摘要：介绍了新型GA124型高速整经机的结构性能特点，对该机的整经张力和整经质量进行了测定与分析比较。
关键词：整经机；结构性能；整经质量
引言
GA124型整经机是国产新一代高速分批整经机，2000年通过了国家纺织工业局质量鉴定。该机的经轴采用电机直接传动，交流变频调速和可编程序器控制，最高车速可达1200m/ min。采用多传感器测量技术，实现卷绕密度、经纱长度和经纱排列的精密控制。采用电脑触膜屏操作，显示信息量大。该机适用于各种短纤维纱线的分批速整经，可作为与各类无梭织机，织前准备配套的设备，性能稳定、整经质量较好。现将GA124型整经机的结构性能及其整经质量分析介绍如下。
一、主要结构的性能特点
1.1主传动
GA124型整经机由11kW交流电机以带轮转动.经轴，交流电机的速度由变频器控制，其整经主轴和加压辊同步轴一端分别装有角度传感器。产生角度与转速的电信号，输入至可编程序控制器 同时由电脑操作作屏键入的工艺设定值如整经速度、卷绕密度、纱线特数等，也输入至可编程序器，经PLC程序控制器处理后输出一个调节量，送入变频调速器，来调节交流电机，使整个整经过程中线速度恒定，整经速度控制原理如图1所示。
图1整经速度控制原理图
1.2经轴加压
为使经轴纱面平整，保证卷绕密度，该机设有确保卷绕密度的经轴加压装置。该装置由加压辊、同步辊、同步带轮、步进电机等组成。加压辊两端各有一个托臂以链结方式安装在同步轴上。当整经开始时由步进电机经同步齿形带传动，转动同步轴使加压辊紧贴经轴表面。随着经纱的卷绕半径的逐渐加大，加压辊同步向后退，保证了所设定的卷绕密度。
1.3气动控制系统
由气源、气动三大件、电磁阀、气缸（增压缸）及单向节流阀、制动钳等组成该机的气动控制系统。它集中控制并完成挡风罩上/下及筘吹风、经轴上/下、整经制动、经轴拍开/拍合、拍合锁紧等一系列动作。本系统除筘吹风回路外，其余均采用回流调速回路，使整个气动系统动作平稳可靠。（气动系统工作原理见图2），各控制功能的工作原理如下。
图2 GA124分批整经机气动控制系统原理图
1.3.1 挡风罩上/下
它是通过一只两位五通电磁阀的通电、断电来控制的，其速度则是通过一对单向节流阀来控制。
在整经停车状态下，电磁阀处于断电状态，气缸杆拉动挡风罩绕支点向上摆动。当整经开车或处于整经状态时电磁阀通电，挡风罩绕支点摆动至下限位置。
1.3.2 筘吹风
筘吹风的该气动管路与挡风罩上/下气路并联，由同一只电磁阀控制。当挡风罩处于下限位置（即电磁阀通电，主机处于整经开车状态）时，筘吹风管路导通。同时通过一只两位两通电磁阀的通电、断电控制来完成间歇式吹风。吹风和间歇时间的长短则由通电、断电时间的长短来控制。
1.3.3 经轴上/下
经轴的上下由一只两位五通电磁阀的通电、断电来控制，其速度是通过一对单向节流阀来控制。左、右托臂由键槽联接安装在同步轴上，左、右气.缸缸杆拉动安装在轴上的连杆使左、右托臂绕同步轴摆动，完成经轴的上/下。
1.3.4制动部分
该机制动系统分成经轴、压纱辊制动和导纱辊制动两部分。由图2可看到，它通过一只两位五通电磁阀来分别控制增压缸和膜片式气缸，实现对经轴、压辊和导纱辊的制动。当出现纱线断头等异常情况或揿停车按钮使电磁阀通电时，气压推动膜片式气缸和增压缸内的液压油对三者实施迅速制动。经轴压纱辊制动采用气液增压装置，在经轴和压纱辊两端各装有一对钳制式制动器。由于整个系统都是按照高速度的惯性力来设计的，即使在满轴直径达到800mm，整经速度500m/min时，其制动距离也不超过315m。而导纱辊部分则直接以一膜片式气缸来实现制动。这两部分三者之间的制动始终保持同步，很好地避免了纱线损伤，减少了经纱对导纱辊的摩擦，防止了纱线扭结。整经停车瞬间，传动压纱辊的步进电机断电，压纱辊在重力和偏心力作用下，将自动迅速脱离经轴，避免制动时压纱辊和经轴的磨擦而磨损经纱。
1.3.5经轴离合及锁紧释放
经轴离合是通过一只两位五通电磁阀的通电、断电来控制的，其速度则是通过一对单向节流阀来控制。与经轴接合的是一对锥形结合齿，它可在整经主轴的键槽内滑动。当电磁阀通电时，接合齿处于分离位置；当电磁断电时，气缸杆推动锥形接合齿作用经轴。
当经轴脱开时，锁紧/释放气缸缸杆回缩；当经轴拍合上时，气缸缸杆推进并锁定接合齿，防止经轴轴向滑动。在整经状态下即使发生误操作，也不会使接合齿与经轴脱开，保证了 操作安全。
1.4电气控制系统
该机的电气控制系统由电器主控板、电机、编码器、接近开关、整经操作站等组成。它与各机构配合完成各项操作，并具有程序控制功能。
电器主控板集中了德国“ SIEMENS”PLC（可编程序控制器），“LENZE”变频器、步进驱动器、空气开关、日本“FUJI”继电器元件。其中，PLC是控制操作程序的核心。它处理来自触摸屏输入的数据和按钮以及各探测点发出的信号。其组件结构可根据功能需要任意组合模块，应用方便。
整经操作站以电脑触摸屏为人机界面，辅以按钮开关共同构成指令输入端。触摸屏将指令传送到PLC，由PLC将数字信号传送至各个电器执行元件。触摸屏不仅能将各种运行参数直观地反映出来，而且具有调试诊断功能，在触摸屏的主要参数栏里，可显示经纱长度，整经速度的设定值和当前值以及整经圈数，卷绕密度和断头及断头率的当前值。在触摸屏的主菜单栏，可显示调筘，工艺，上/下轴，调试菜单，可根据工艺要求设定各工艺参数或进行工艺调试。
1.5筒子架及张力和断头自停装置
1.5.1矩形回转式筒子架
GA 124分批整经机采用矩形回转式筒子架。中间为插筒框架，两边有张力架。采用集体换筒形式，换筒时筒子架可用手轮驱动链条实现张力架向外移，便于换筒换头。换筒完毕，张力架向内恢复原位，准备工作。
1.5.2张力装置
由张力架和张力器组成。张力器固定在张力架上，换筒时把张力架向外侧拉开，张力器为双立柱，双张力盘。通过改变纱线包围角分7档可调，每移动一档，张力约增减2~3cN。可进行单独调节张力，前端设有防气圈的档纱板，通道光洁，部件均由耐磨氧化铝瓷件组成。这种形式的张力器，可使纱线退绕张力波动小，出口张力一致。
1.5.3断头自停装置
该机配置GYG26 型远红外断纱自停装置。该装置动作灵敏，克服过去由于张力钩靠自重下落接触不稳定的缺陷，改用远红外监控装置。当正常运转时，纱线的张力钩抬起，光路畅通。当纱线断头时张力消失，落纱钩下落，阻挡光路，由远红外装置的作用，并通过PLC的作用，实现经轴和压纱辊、测长辊的同步制动，同时指示灯亮，显示断纱层次，便于操作者找头处理。
1.6 伸缩筘
为了满足相同门幅内卷绕不同经密纱线的要求，并使经纱排列均匀和减少筘针定点磨损，该机设有W型伸缩筘装置。它由三个机构组成并分别实现三个功能：二个丝杆螺母机构，分别由电机带动丝杆使安装在螺母上的筘片发生轴向移动来调节单根经纱间的间距，并使伸缩筘作轴向往复运动，使经纱在经轴上均匀分布，消除嵌边。同时通过一个滚子链传动机构，使电机经链轮减速，带动凸轮轴旋转使整个伸缩筘绕一固定轴上下摆动，减少筘针定点磨损。
二、生产实际应用
GA124型整经机自研制后，已投入生产一年，与国产GA301浆纱机等与喷气织机配套使用。该机工艺性能优良，整经质量较好。与原有1452A整经机相比，不但整经速度效率高，而且整经质量有了明显提高。现以精纺J1415tex纯棉经纱的整经为例，其工艺测定与生产应用及整经质量情况如下。
2.1整经机张力测定与分析
GA124型整经机：车速500r/ min，整经根数592根，筒子直径为中筒子，导纱距离200mm，张力器的配置，为了达到既要使片纱张力均匀，又要方便管理，采用分前后三段的分段配置，经仔细调整，确定为1~13排采用7档，14~26排采用3档，27~37排采用1档，采用SFY13 型单丝张力仪测定，测得平均张力为9.78cN，张力不均匀率为6.6 %。
1452A型整经机：车速215r/ min，整经根数480根，筒子直径不一，导纱距离250mm，张力器的配置也采用前后三段配置。经仔细调整后确定为1~13排采用4.54g张力盘，14~ 26排采用3.94g张力盘，27~30排采用2.58g张力盘，测得平均张力9.23cN，张力不匀率6.6 %。
从上述测定结果看，两种机型整经张力不匀率虽均为6.6%，但GA142 型的整经根数比1452A型增加了23 %。因此其片纱张力均匀性优于1452A机型。分析其原因，a）是GA142型采用集体换筒，整经时筒子一致，减少了筒子直径不一造成的张力差异。b）是GA142型筒子架高底较低，仅八层筒子，且最上层筒子到中层的距离实测1m，大于最下层筒子到中层的距离（实测0.8m），中层筒子经纱也不水平，较好地改善了上、中、下层片纱的张力不匀。c）是GA142型采用双立柱、双张力盘张力圈，可通过调节纱线包围角和张力圈重量两个途径调节张力，调节更加精细，从而使张力更加均匀。
2.2整经质量
现将GA142 型整经机与1452A型整经机及本宁格ZC2GE/ GCF型整经机的性能对比及整经质量对比列于表1。
表1整经机性能与整经质量对比
由表1可知，GA142型整经机的性能与整经质量明显优于1452A型整经机，与本宁格ZC2GE/ GCF型比较接近（除整经速度低于ZC2GE/GCF型外）。因此，GA142型的使用对后道浆纱和织造生产十分有利。
结束语
GA124型整经机工艺性能优良，具有高速度，信息化管理，卷绕密度定量控制，经纱计长精确等特点，是集计算机控制、交流变频调速、细分步进控制、液压钳制动和张力补偿等先进技术于一的新一代国产高速整经机。电脑触摸屏操作方便，直观，显示信息量大。整经质量较好，效率较高。能较好地适应后道高效浆纱机和无梭织机的生产要求，是目前可与无梭织机较好配套的国产新型整经机。
参考文献：
[1] 李文全，陆铁军.国产与进口分条整经机的对比分析[J].毛纺科技.2016（09）
[2] 张巍.新型分条整经机[J].国际纺织导报.2015（09）
[3]王鸿博，高卫东.现代整经技术及其发展趋势[J].纺织导报.2014（03）
论文作者:黄祥超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/13
标签：经轴论文; 经纱论文; 筒子论文; 整经机论文; 卷绕论文; 纱线论文; 电磁阀论文; 《基层建设》2019年第9期论文;