本科毕业设计开题报告自动接线器.docx

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本科毕业设计开题报告自动接线器

武汉纺织大学毕业设计（论文）开题报告

课题名称

自动接线器

学院名称

机械学院

专业

机械设计

班级

机械11201

学生姓名

佘振宇

一、现存接线器的概念

现在国内自动接线的通过自动络筒机的捻接器完成的,有气捻和水捻。

拿空气捻接器做例子，捻接技术采用空气捻接器取代打结器，为生产无结纱创造了条件。

自动络筒机在接头前，若电子清纱器检测从筒子上退绕下来的纱线有纱疵，则上捕纱器会继续引纱，直到剔除后再接头，而下捕纱器能通过传感器控制引纱长度，即上捕纱器引纱没有结束，下捕纱器在引纱达到要求长度时不会继续引纱而处于等待状态。

同时由于上、下捕纱器、捻接器都由步进电机单独传动，各自独立受控制；如果两个捕纱器中有一个没有捕捉到纱头，则继续找头，而另一个完成捕捉纱头后处于等待接头状态，而打结器等待至两个捕纱器都达正确位置后才开始启动打结。

这样就减少了压缩空气的消耗及降低了回丝、降低了噪音和机件磨损。

二、国内外研究现状

国内目前在研究控制系统方面有三方面的研究：

（1）正确设定捻接器工艺参数。

经过反复试验，JT／C65／3514．7rex针织纱品种：

退捻气压O．7MPa，加捻气压0．65MPa，调节档位3档，退捻时间0．5s，加捻延时0．69s，加捻时间0．09s；JC9．7tex针织纱品种：

退捻气压0．7MPa，加捻气压0．65MPa，调节档位4档，退捻时间O．3s，加捻延时0．69s。

经检验，两种纱的结头强力分别达到原纱强力的94％、92％，结头平整光滑。

（2）正确选择验结工艺。

验结是剔除不合格结头的重要环节。

正确的捻接工艺与合理的验结工艺相结合，才能最终获得良好的结头效果。

我们选择了不同粗度增量Jp、细度增量Jm、结头长度M的三种验结工艺：

第一种分别为+100％、一40％，2．5em；第二种分别为+90％、一50％、3．8cm；第三种分别为+110％、一40％、3．0cm。

对三种验结工艺所纺的纱，一是进行试织，比较布面效果，二是通过收集用户的反馈信息，比较结头质量，最终确定了第一种验结工艺较为适宜。

（3）坚持做好结头质量检查。

实际生产中，空气捻接器状态易受多种因素影响产生波动，加强结头质量检查是稳定结头质量的重要保证。

检查工作主要包括以下几方面：

一是机台品种翻改后，逐项检查翻改工艺，逐锭检查结头实况；二是在每Et巡回时充分利用设备电脑中的“生产13志”功能，检查与空气捻接结头有关的数据，找出异常锭位；三是随机抽样检查，以节（两锭）为单位，检查结头状况；四是安排周期检查，如普梳纱、精梳纱每周一次，S捻纱每5天一次，强捻纱每两天一次。

整台车所有锭位各打3个结头，目测结头状况，每锭合格率必须达100％；五是特殊品种，如集聚纱、纤维长度较长的长绒棉纱、涤棉混纺纱、强捻纱以及其他打结状况较为特殊的品种，改台时必须做结头样板进行对比检查。

由于络筒机锭数多，检查工作量大，一般可采取目视手感法检查，结头外观以平滑、不起毛、两端不起球、无明显偏粗偏细为合格；手感结头强力检查可以以结头点为中心，间距40em以左右手大拇指为夹持点绷紧纱，慢慢加力直至纱断裂，以此判断结头强力大小。

此法方便快捷，比较准确，但操作人员需有一定经验积累。

手感发现强力较低时，可用手持式强力仪测试后，再送试验室做强力测试，以便确认。

（参考文献1）

目前村田公司的No.21C自动络筒机研究出了一种张力的控制系统，它的意义在于：

（1）张力适当，使络成的筒子成形良好，结构紧密而不损伤纱线的物理机械性能。

（2）张力过大，线丧失弹性，不利于织造，若张力过小，会使筒子成形不良，易塌边脱圈，且断头时纱线容易嵌入筒子内部接头时不易找头，因而降低工作效率。

（3）此外，在额定的张力下，络筒时可以使弱捻纱预先断裂经过重新捻接的，纱线由于去除了薄弱环节，可以提高后道工序的效率。

而影响退绕张力的因素有：

（1）速度的影响，车速越大，张力也随之越大。

（2）退绕高度的影响，满管时张力极小，随着退绕进行，退绕张力逐渐增加，管纱退绕到管底时，张力急剧增大。

（3）导纱距离的影响，随着导纱距离的增加，退绕张力及张力波动幅度均逐渐增加。

（4）纱线特数的影响，由于离心力的原因，纱线退绕张力与纱线特数成正比。

村田No.21C型自动络筒机的络纱张力自动控制装置，组成跟踪式气圈控制器、栅栏式张力控制器由两部分组成，（图3-4）。

跟踪式气圈控制器构成的闭环系统，跟踪式气圈控制器采用光电检测技术，实时采集管纱的退绕位置信号，通过锭位计算机的控制电路和伺服电动机的驱动使气圈控制器跟踪下移。

由于是跟踪随动控制，采用伺服电动机。

显然，气圈控制器的跟踪下移采用的是

带检测反馈的闭环控制系统。

由于气圈控制器可以跟随管纱退绕面的下降而同步下降，使管纱退绕点与气圈控制器之间的气圈形状几乎保持不变，不仅有利于纱线张力的稳定，小空管时的张力的波动有利于管纱的高速退绕，提高络筒机的产量。

栅栏式构成的开环系统，该系跟踪式气圈控制器上的光电传感器探测管纱余量，然后锭位计算机根据残纱位置用张力数学模型自动计算张力变化，并通过电磁铁来调节活动栅栏的位置以改变纱线对栅栏的包围角。

从而用备积法调节附加张力的大小，际运行的附加张力自始至终保持稳定。

显然，村田No.21C自动络筒机的络纱张力自动控制装置也是一处检测、两处控制的混合环控制系统因此控制精度很高。

采跟踪式气圈控制器后，线退绕张力的波动比采用固定式气圈控制器减小，但并不恒定。

由于张力数学模型主要是根据退绕张力的变化规律反向确定，所以栅栏式张力器所产生的附加张力会按跟踪式气圈控制器的退绕张力曲线同步反向变化。

结果，由退绕张力和附加张力两部分叠加后实际运行的络纱张力可始终保持稳定，（图3-5）。

（参考文献2）

图3-5络纱张力随退绕过程的变化曲线

而德国Autoconer338型的自动纱线控制装置（Autotense）及意大利ORION型都采用闭环控制系统。

纱线张力控制系统示意图如图l。

张力传感器安装在卷绕纱络的清纱器上端槽筒附近，瞬时检测纱线退绕过程中动态张力的变化值并及时通过电子计算机进行相应调节。

当纱线张力变化时，传感器中的弹性元件发生变位，改变输出的电流或电压数据。

此信号传输到单锭电脑中，经计算机处理后，将需调整的信号再传输给张力器，张力器中的电磁加压则根据输人数据大小使压力增减，用以调节补偿，使络纱张力趋向恒定。

（参考文献3）

图1纱线张力控制系统示意图

三、目前存在的问题

张力控制系统在退绕过程中会出现张力不匀的问题，简单的说，退绕张力是由气圈张力和摩擦张力组成。

气圈张力也就是纱线在高速退绕时作用于气圈纱段上的纱线重力、空气阻力、惯性力以及纱线两端张力等的合成；摩擦张力应称分离点张力，即纱线静态平衡力、纱线表面之间的粘附力、纱线从静态向动态过渡的惯性力及摩擦力组成。

实践证明，上述诸力中，有的数值很小，可以不计，而摩擦纱段和纱层及纱管间摩擦所生产的摩擦力是退绕张力的主要因素。

纱线退绕过程中产生的退绕张力是变化的。

一是纱线从管纱上退绕一个层次（即细纱的卷绕层和包覆层）时张力就波动一次。

由于纱层上部退绕半径小，退绕角和纱管的摩擦包围角大，所以上端张力最大，下端张力最小。

因此当纱线自卷绕层顶端向底部退绕时，张力是渐减的。

由于卷绕层圈数多，退绕时间长，波动影响的时间也长；相反，当纱线自包覆层的底部向顶端退绕时，则退绕张力是渐增的，并且波动时间也短。

总之纱线每退绕一个层次，退绕张力就产生一次波动。

第二是从大纱到小纱的波动。

由于管纱退绕的层次逐渐下降，气圈高度、气圈节数、纱线对管纱表面和纱管的摩擦纱段都相应逐渐增加，摩擦包围角也相应加大，因此退绕张力明显变大。

尤其当接近管底时（满纱l／3左右），由于纱线的管底结构不同，纱层倾斜角迅速减少，使摩擦纱段的包围角增加，因此退绕张力加剧增长，为满纱时的3倍左右。

（参考文献3）

四、主要研究内容

在传统环锭纺纱工艺过程中，由于钢领直径限制，使得细纱纱管上的容纱量十分有限，无法直接用于织造；同时在原料或纺纱过程中可能出现的杂质及纱疵也必须有效去除。

络筒工序正是为了上述目的而设立的。

但传统络筒设备大都要人工接头，质量不稳定，劳动力强度及消耗人工十分巨大。

因此自动络筒机替代传统络筒机是现代化生产的必然趋势，而怎样去研究络筒设备的控制系统已成为了当下最需解决的问题。

（参考文献4）

五、研究方案及技术路线

研究方案：

1.查找文献来收集相关资料；

2、熟悉目前所研究出的控制系统；

3、了解捻接器在工作过程中有哪些影响的因素；

4、咨询指导老师或查阅文献设计出控制系统；

5、设计出后检验是否能工作，如不行，则需进一步改造。

技术路线：

张力装置设计为自动开启（闭合）积极传动可调式，能使纱线退绕动态张力均匀一致；双支撑筒子摇架，使筒子的传动平稳可靠；可调式球面成型机构，为筒子高速退绕创造了良好的条件；液压阻尼装置，让筒子摇架起落更加平稳；电子自控抬升装置，在断纱和换管时，筒子会立即从槽筒上抬起，不在与槽筒摩擦，避免了纱线因摩擦而造成的损伤；压力补偿装置，可调节筒子的卷绕密度，使筒子从小到大的卷绕密度均匀一致；纱线定长装置，使筒子的卷绕长度一致，有利于整经筒子架实行集体换筒，断纱信号发生器采用筒子卷绕过程中纱线的毛羽，在清纱器检测槽内产生噪声信号的原理，当电清检测槽内无纱线运行，即无噪声信号时，摇架便处于断头（抬起）状态。

该装置简单可靠，对电子清纱器使用的有效管理带来极大方便；采用圆弧形纱线退绕工艺流程，使纱线通道急转弯少，基本上无较大的张力点。

纱线退绕工艺流程为管纱→下方导纱板→积极传动的张力装置→电子清纱器→上方导纱板→槽筒→筒子，该流程能使纱线退绕平稳，对筒子纱线的内在质量有利；使用终端CPU控制器，络纱速度、防叠时间及筒子卷绕长度等工艺参数都可以自行设定。

（参考文献4）

六、时间计划

2015.12.25~2016.01.10写开题报告

2016.01.16~2016.02.15查阅文献，收集相关资料

2016.03.03~2016.03.10了解控制系统的组成

2016.03.18~2016.04.01小组讨论控制系统结构图的正误

2016.04.02~2016.04.04研究系统所存在的问题

2016.04.05~2016.04.08搜索此系统机优化问题

2016.04.09~2016.04.10小组讨论控制系统优化的可行性，且确立优化目标

2016.04.11~2016.04.17解决系统优化问题

2016.04.18~2016.04.24设计出控制系统的整体结构

2016.04.25~2016.04.29

2016.05.01~2016.05.12反复检验此系统，且解决相应的技术难题

七、主要参考文献

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指导老师签字：

年月日