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技术 变频调速技术在细纱机的应用原理

发布时间:2022-08-31 11:28:40 来源:bob竞技 作者:bob真人

  细纱机利用变频器调节锭子速度快慢,一种较常见的是定长制方式,即按不同纺纱号数所纺的满纱总长划分为多点,设定长度区间,每个区间根据实际生产中的断头情况来设置相应的锭子速度,达到减少断头的目的。

  锭子在恒速运转时,一落纱的断头分布是小纱最多,大纱次之,中纱最少。细纱卷绕高速回转形成气圈,气圈在不同纺纱阶段的波动影响纺纱张力的大小,是造成断头多少的直接因素。一落纱中气圈张力的变化特点对控制纺纱张力平稳变化,减少断头十分关键。

  (1)纺纱张力与锭子速度的关系;纺纱张力与锭子速度呈抛物线关系,即当锭速增大时,纺纱张力随着增大,且锭子速度愈高,纺纱张力增加幅度更大。

  (2)一落纱中纺纱张力的变化;在始纺空管时纺纱张力最大,是因为气圈最长而卷绕直径偏小。随着钢领板上升,气圈张力趋小,但在管底成形完成前后出现气凹形最大,张力最不稳定,造成钢丝圈运动也不稳定。管底成形完成之后,卷绕直径的变化对纱条张力影响起着主要作用,钢领板位置在上升(小直径处)时纺纱张力大,气圈凹形小。钢领板位置在底部(大直径处)时纺纱张力小,气圈凹形大。中纱阶段纺纱张力和气圈形状最稳定阶段。大纱满纱前气圈凹形较平直,但高度过小时纺纱张力有急剧回升现象,且失去对张力的调节作用,张力不稳定。纱线卷绕每次作短动程升降,且上升慢,下降块。经用张力仪测定,在钢领板由上转向下的瞬间,张力峰值出现突变,这时气圈形变化也较大,易引起断头及捻度传递不匀。

  根据一落纱中纺纱张力的变化规律,通过调整锭速来之进行控制。变速位置主要控制三个方面:一是大纱,小纱卷绕小直径时采用较低的锭速;中纱卷绕大直径,张力小,可采用较高的锭速:二是对钢领上升及下降中张力突变部位可进行相应变速;小纱上升时纺纱张力渐小,锭速可适时增快,下降时张力渐大,可减慢锭速;三是空筒管开车生头时,张力波动大,采用适宜接头的低速运行。

  本系统生头速度选择为工艺速度的70%,如过低反而造成接头困难。管纱成形全过程中降低锭速最好不要超过工艺速的10%。因锭速过低会影响纱纺成形,从而造成卷绕不良。如降速幅度较大时,也要适当加重钢丝圈,对平衡全过和程纺纱张力、改善成形与减少毛羽均有利。

  本系统变频调速是通过改变预设频率数值来改变锭子速度。由于频率变化与锭速基本呈线性关系(扣除锭带滑溜率等因素),频率数值增减百分比即视作锭速变化百分比;频率变化基准值为42Hz (通过增大电机皮带轮的直径降低电机转速还可以节电) 。变频装置上有显示窗口及数据输入平台,按不同纺纱段变速要求,依据图1中对应的频率比乘率比乘以频率基准值,按顺序(即对应纺纱长度)输入频率实际值即可。纺纱整个过程每一对应位置的频率及频率变化的速率均可显示。

  细纱断头原因较多,在排除空调、机械、操作及清洁工作不良、筒管不良、粗纱不良等因素后,采用变频调速后细纱断头率可降低30%左右(见表1)。表1说明,无论与本机台比,还是与相邻机台比断头都降低。对比数据中,小纱断头数尚不明显,其原因是工艺上小纱段降速时间较短,尚未脱离纺纱张力峰值较大的区域,工艺上可进一步调节。

  经某棉纺厂测定,细纱生产过程中,细纱机在小纱时从11900r/min增大至13950r/min,锭速增加17.22%;大纱锭速增加10%,毛羽值H增加17.1%。该厂在同粗纱、同锭条件下也测也毛羽数随锭速呈正比例增加,所得结论与上吻合。细纱机采用变频调速后,纺纱毛羽测试结果见表2。设定小纱,大纱降速10%,中纱增速5%。由表2可知,采用变频装置后各纱段毛羽都减少,其中小纱毛羽减幅达38.12%。

  此外,在分组试验中,当无变频调速时,大、中、小纱因钢领或钢丝圈因素毛羽数不同有些组较其他组明显突增,为正常毛羽数的3至4倍,而且国产钢领普遍存在着本身表面处理质量离散较大的问题,因此,毛羽极差大。然而采用变频调速器后各组机台小纱段毛羽数均同步下降,说明降速后可明显减缓纺纱张力,缩小锭差。

  纺纱时捻度在一落纱过程中的变化规律为:(1)卷绕直径相同时,纱条捻度随气圈高度减少而增加,满纱部位的纱条捻度较小纱为多;(2)在钢领板一次动程内,卷绕小直径时的纱条捻度较卷绕大直径时多,且钢领板下降时纱条的捻度比上升时略多。从根本上讲,鉴于环锭纺正绕成形特点,其存在不同情况,捻度不匀是客观存在的,当然捻度差异相差不会很大。而真正影响捻不匀的因素主要有滚盘、滚筒、锭子状况及锭带盘之间的滑溜差异,锭子与筒管配套不良,筒管本身质量问题造成运行中跳管等情况。

  变频调速本身是控制锭速的变化,与前罗拉输出是同步的,对捻度的变化也是同步的,但不能纠正因滑溜差异产生的捻不匀。此外,在上述提到的钢领板上升及下降转换瞬间纺纱强力最大,不仅易造成断头,且纺纱段因张力波动大对捻度传递不利。当然,改善捻度要综合考虑,如纺纱工艺优化,应用新型纺纱器材如高性能橡胶锭带,运用新技术如单锭电机传动等,但变频调速无论从理论上或实践中看均不会恶化捻不匀。

  (1)变频器容许的功率与配制的细纱机主轴电机的实际使用功率要有20%的余地。否则,会由于机台间机械传动阻力差异及工艺上压力调整等因素造成变频器负荷过重或过载停车。

  (2)变频器本身有散热片风道和风扇进行冷却,但在使用中,如直接用于细纱车间会造成风道很快堵塞无法正常工作,甚至会热停车。较好的解决办法是值车工定时做清洁。

  (3)细纱车间在高温高湿季度的温度通常在30℃~35℃。变频器工作允许的环境温度为40℃,能够满足细纱工作环境温度要求。

  (4)变频器可根据参数调整报警系统,具有200%,1min过载能力。可在尚未出现停车前发现问题,并预先处理,对变频器起着可靠的保护作用。

  (5)细纱锭速度通常高达15000r/min左右,变频器变速启动与传统电机启动不同。如启动时间过长或钢领板位置不当,均可能造成开车后断头明显增加,甚至无法开车。通过对变频器模块参数的优选则可达到最少的断头效果。

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