一键式智能化控制纺纱摇架

罗 斌

（常德经纬摇架科技有限公司，湖南 常德 415004）

0 引言

摇架是环锭纺纱机的重要专件之一，长期受纺纱用户高度关注，其技术发展体现了整个纺纱工艺的发展，从最早期的重锤加压型式到后期的弹簧摇架、气加压摇架、板簧摇架、气缸摇架和电动摇架，无一不是为了满足用户对压力一致性、稳定性、摇架半释压及上下罗拉平行度等不断提高的要求［1］。在纺织用工越来越紧缺、人工成本越来越高的今天，一键式智能化集中控制是摇架的发展趋势。

1 摇架现状

1．1 弹簧加压摇架

弹簧加压摇架系列主要有YJ1，YJ2，YJ4，YJ6，YJ200和PK2000系列等。弹簧摇架的最大优点在于压力的稳定性和抗衰减性，其压力在10年内衰减不超过10N，而且摇架的旁损和全损不超过5N，就YJ1，YJ2，YJ4，YJ6和PK 系列而言，设计初期理论弹簧的压力变化是线性的，即满足F＝K×△t。但在实际使用中，由于结构影响（加压鞍和调压块的运动导致弹簧均有向外的分力），弹簧变形后并非是直线，而是具有弯曲弧度，导致压力比理论值偏大，也就是所谓的压力虚值。图1为摇架弹簧受力示意。

图1 摇架弹簧受力示意

以YJ4－190型摇架前加压结合件为例，随机抽检实测压力和理论值对比见表1。

表1 实测压力和理论值对比

由表1数据可以看出，由于弹簧弯曲变形，导致实际压力偏大6N～10N。针对以上问题，YJ200，YJ40和YJ60系列摇架采用直压式加压结构，使弹簧的工作受力变形无限趋近于直线变形，但是弹簧摇架的结构无法解决整体半释压和整体压力调节问题，这就意味着弹簧摇架的使用必然会消耗大量的人力、时间，限制其一键式智能化操作，与人力资源紧缺问题形成了不可调和的矛盾。

1．2 气加压摇架

气加压摇架的压力源是同一个气源，可通过调节气囊中的气压来实现对摇架加压力的调整，故气加压摇架可实现整体半释压和整体压力调节，也可实现一键式智能化管理［2］，但存在以下问题：①快插接口漏气，浪费资源且不易发现漏气点；②气囊易老化，导致压力衰减；③摇架旁损、全损偏大。

2 电动摇架

直压式弹簧摇架如何实现整体半释压以及整体压力调节操作是其实现智能化管理的关键。在结合目前摇架加压结构的基础上，实现一键式智能化控制电动摇架的设计思路为：利用伺服电机旋转带动调压块升降，改变弹簧变形量，从而实现摇架压力的变化（实用新型专利号：201820734860．1；发明专利正在申请中）。

电动摇架吸取了气加压摇架和弹簧摇架的优点，具有以下性能：①加压结合件压力来自弹簧，避免了摇架旁损和全损；②提供给弹簧变形的动力来自直流无刷电机，由伺服信号统一管理，能按操作者要求提供所需压力，可满足集体实现半释压的需求；③由于直流无刷电机的引入，可以整体控制所有加压结合件弹簧变形量的一致性，并实现无级调压。

3 电动摇架工作原理

3．1 加压结合件的工作原理

电动摇架加压结合件的工作原理，如图2所示。 直流无刷电机通过控制信号带动调压螺杆旋转，由于调压螺杆和调压螺母采用螺纹连接，在螺杆原高度旋转的情况下，带动调压螺母上下移动，从而达到改变弹簧变形量的目的。这种结构使弹簧变形量更精准，保证了加压结合件压力变化的一致性；由于所有电机信号均由统一信号源发出指令控制，故可实现一键式操作。

3．2 压力稳定性和一致性验证

以20套Y200－145DTY 型摇架为试验对象，采用512锭细纱短车，一键控制、调节所有摇架三区，并以前区作为测试对象。首先，档位归零，前区调节螺母处于最高点，即前区无压力；然后，利用程序控制直流无刷电机调节螺母下降5．1mm，从而调节工作高度，校正前区压力为230N／双锭（视弹簧刚度而定），最后整体高度归零。试验前准备工作完成。

图2 电动摇架加压结合件工作原理示意

反复升降30次后，再次调节螺母下降5．1mm，测试前区压力调整前后变化值，具体见表2。

从表2数据可以看出，该电动摇架加压机构在多次变化后，仍能保持压力不变，整车压力误差小于10N／双锭，其稳定性和一致性得到验证。

4 结语

电动摇架从结构设计、减速模块和电机控制系统多方面进行攻关，打破传统设计思路，在现有弹簧摇架的优点之上，便捷地实现了整车压力一键调节，集体半释压一键实现，摇架压力可在屏幕上一键无级调节，且压力更加精准和透明，满足普通环锭纺和集聚纺等多种纺纱工艺要求，达到减少用工，提高成纱质量的目标。

表2 测试前区压力调整前后变化值 单位：N／双锭