机电文章

一、络丝机和卷绕机的基本工作原理

络丝机和卷绕机是纺织行业中广泛使用的两种关键设备，主要用于将纱线从纺织生产环节中卷绕成纱锭。它们的工作原理虽然略有不同，但在纱线的输送和卷绕过程中的基本目标是相同的：确保纱线均匀且高效地进行卷绕，并控制张力的变化。

卷绕过程通常从纱线从牵引装置进入卷绕头开始，卷绕头（筒管）由电机带动旋转，随着筒管的旋转，纱线逐渐被卷绕到筒管上。筒管的直径随纱线的卷绕逐渐增大，这时需要通过引纱装置来稳定纱线的输送，并控制纱线的张力。为了保证卷绕的质量，需要调节卷绕头电机的转速、引纱电机的速度以及横向运动机构的速度，这样可以有效避免纱线松紧不均或缠绕不整齐。

二、核心参数计算方法

在卷绕过程中，关键的参数涉及到丝速、丝长、张力等，这些参数直接影响着卷绕的质量。为了确保卷绕过程的高效性和稳定性，需要精准地计算并设定这些核心参数。

1. 丝速的计算

丝速是指纱线通过卷绕装置时的线性速度，通常以米/分钟（m/min）为单位。丝速直接影响着纱线的张力以及每次卷绕的效率。其计算公式为：

$$\text{丝速} (m/min) = \frac{ \text{卷绕直径} (mm) \times \pi \times \text{链速} (r/min)}{1000}$$

其中，卷绕直径（D）是纱线在卷绕过程中形成的筒管直径，而链速是电机的转速。公式中的$\pi$是圆周率，1000是单位转换系数（将毫米转化为米）。通过这个公式，可以计算出纱线在卷绕过程中的实际速度。

2. 丝长的计算

丝长是指在每次卷绕过程中所用到的纱线的长度。计算丝长的公式如下：

$$\text{丝长} (m) = \frac{ \text{丝重} (g) \times 9000}{\text{丝旦数} (Den)}$$

丝旦数（Denier）是纱线的密度单位，表示每9000米纱线的重量。根据纱线的重量和密度，可以计算出所需的卷绕长度。

3. 张力的控制

张力是卷绕过程中最重要的参数之一。它直接决定了卷绕的紧密程度和均匀性。由于卷绕过程中筒管直径不断变化，张力也会随之波动。通常，在卷绕的初期，筒管较小，纱线的张力较大；而在卷绕末期，筒管较大，张力较小。

为了保持张力的稳定，必须调节卷绕头电机的转速和引纱电机的速度，并通过横向速度的调节来控制纱线的分布。张力的稳定性是影响最终纱线质量的关键因素，直接关系到产品的纤维强度、弹性等性能。

三、卷绕排线控制要点

卷绕排线控制涉及到多个方面，主要是通过控制卷绕头电机、引纱电机和横向运动机构的配合，确保纱线均匀、有序地排布。

1. 卷绕头电机控制：卷绕头电机需要调节转速，以适应筒管直径的变化。随着纱线的卷绕，筒管的直径逐渐增大，电机的转速需要相应减速，确保张力不会过大。此时，摆频功能可以通过频率波动调节，避免由于恒定频率引起的张力波动。

2. 引纱电机控制：引纱电机的主要任务是将纱线从供料装置输送到卷绕头。引纱电机的速度需要与卷绕头电机的速度配合，确保纱线不会出现过松或过紧的情况。引纱电机的调节直接影响纱线的输送稳定性。

3. 横向运动机构控制：横向运动机构的作用是调整纱线在筒管上的铺设方式，确保每一层纱线的张力均匀。随着筒管的直径变化，横向运动机构需要根据预设的参数调整移动速度，保证纱线按一定的角度和密度铺设。

四、张力稳定的机理与本质

张力稳定性是卷绕过程中的核心问题，任何张力波动都可能导致纱线的断裂、松弛或卷绕不均。张力的稳定性主要依赖于以下几个因素：

1. 电机转速的调节：通过调节卷绕头电机和引纱电机的转速，可以确保纱线在整个卷绕过程中保持均匀的张力。电机转速过高会导致纱线过紧，过低则可能导致纱线松弛。

2. 横向运动的配合：横向运动机构的控制可以在一定程度上调整纱线的张力分布，尤其是在筒管直径变化较大时，横向运动机构可以有效平衡纱线的张力。

3. 频率波动的控制：如前所述，摆频功能通过周期性地调整电机频率，可以有效减少张力波动，确保纱线在卷绕过程中的稳定性。

4. 实时反馈和调整：尽管传统的卷绕控制多为开环控制，但随着现代控制技术的发展，越来越多的设备开始集成实时监控和反馈机制。通过监测张力变化，控制系统可以及时调整电机转速或横向运动速度，以确保张力保持在设定范围内。

五、摆频的重要性及实现

摆频功能在卷绕过程中至关重要，它通过微调电机的频率波动，减缓和控制张力的波动，防止纱线因频繁的张力变化而产生问题。现代变频器普遍具备这一功能，尤其在纺织、纺丝和络丝等行业中，摆频已成为控制张力的重要手段。

摆频的实现通常依赖于变频器的内部算法，通过对频率进行周期性波动调节，模拟实际生产中机械的运动状态，最终达到优化张力分布的效果。

六、KL-626控制仪的使用方法

KL-626控制仪是一种常用于络丝机的专用控制器，其主要功能是调节卷绕和排线过程中的电机转速、横向运动和张力控制。KL-626控制仪通过设置多个参数来实现这些功能。以下是一些关键参数和使用方法：

1. P.01DD 卷绕模式：用于选择卷绕的模式，例如“经络”、“结络”等。根据不同的生产要求，可以选择合适的模式。

2. P.02TR 运行时间：控制每个周期的运行时间，即每次卷绕的持续时间。通常需要根据实际需求进行调整。

3. P.03L1 起始运程：设定卷绕头的起始位置。需要根据筒管的长度和要求的卷绕层数进行调整。

4. P.05F1 起始频率：设定卷绕开始时的电机频率。这个参数决定了纱线的初始张力。

5. P.07UT 横向速度：控制横向运动机构的速度。根据筒管的直径和纱线的排布要求，调节这个参数可以控制纱线的铺设密度。

七、替代更换调整思路

随着技术的进步，现代变频器和PLC系统逐渐替代了KL-626控制仪的部分功能。变频器的摆频功能可以直接控制卷绕头和引纱电机的速度，而PLC则可以通过编程实现更灵活的控制。以下是替代和调整的建议：

1. 使用带摆频功能的现代变频器：现代变频器的摆频功能可以替代KL-626控制仪中的一部分功能，通过控制频率波动来稳定张力，从而简化控制系统。

2. PLC控制系统的应用：使用PLC可以通过编程的方式实现对卷绕过程的精细控制，提供更高的灵活性和可调性。PLC控制系统可以通过数字信号来控制变频器，完成张力控制和速度调节。

3. 关键参数的调整：根据设备的实际需求，调整P.02（运行时间）、P.03（起始运程）等关键参数，确保卷绕过程中的张力均匀，避免过紧或过松。

八、结论

络丝机或卷绕机的控制涉及多个关键参数，其中张力的控制是最为关键的一环。通过优化变频器的摆频功能、控制电机转速、调节横向速度等，可以确保纱线在卷绕过程中的张力稳定。KL-626控制仪作为一种传统的专用控制器，通过设定参数来控制卷绕过程，但现代变频器和PLC控制系统已经成为替代KL-626的一种重要趋势。借助这些先进的控制方式，纺织生产的效率和产品质量得到了显著提升。