全自动集体落纱的应用效果

侯长勇

（山东聊城华润纺织有限公司，山东聊城，252000）

现代细纱机正朝着高效、自动化、智能化、省工、提高生产效率等方面发展，特别是细纱机长车都带有全自动集体落纱装置，减少了落纱用工，也提高了落纱效率。全自动集体落纱是一种自动化程度很高的落纱设备，当落纱系统收到落纱信号后，落纱装置会将全部满管纱自动拔下，同时把空管插入到锭子中，落完纱后自动完成纱管的输送。它采用气缸控制、伺服系统、驱动落纱等，动作定位准确。采用PLC 自动检测整个落纱过程，在落纱中自动操作，即自动插管、自动拔纱等，采用顶部抓取方式避免对纱线质量造成损伤，它落纱效率高，断头少，节约了落纱用工。由于全自动集体落纱省工、省时，已经被越来越多的纺纱企业所使用。我公司细纱机长车带集体自动落纱已拥有9 万多纱锭，一台车落纱时间大约需要5 min，断头率2%以下。全自动集体落纱系统涉及到机械、电气、气动控制部分和检测技术等机电一体化方面的知识。它涉及到的方面较多，一旦某一项出现问题，若维修不及时，将直接影响落纱效率。对于全自动集体落纱经常出现的一些故障，平时应加强维护和保养，以减少故障的产生。

1 主要控制元件及作用

全自动集体落纱装置主要由电器控制系统、气动系统、伺服系统、纱管喂入部分、落纱部分、纱管输送部分、满纱管收集部分、纱管箱部分等组成。

1.1 电磁阀

电磁阀受可编程控制器（以下简称PLC）的控制，它的作用是通过PLC 来控制电磁阀以及气缸来执行动作的。电磁阀主要是起换向或者通断作用，它控制气缸的往复运动和通过气缸使人字臂摆进和摆出，也可以控制气路的通断，将电气信号转换为机械动作［1］。在全自动集体落纱上，由于落一个纱管两侧气缸就要完成一个循环动作，频繁的往复动作容易造成电磁阀吸合不到位，产生动作故障。全自动集体落纱是由几个电磁阀组成一个电磁阀体。每个电磁阀控制一个动作单元，每一个动作单元是通过压缩空气驱动气缸来实现的，而压缩空气是通过PLC 来控制电磁阀的，哪一个动作有问题，就要检测相对应的电磁阀及其运行的动作，如果无相应的运行动作，则该电磁阀有可能出现了故障，要根据具体的实际情况来综合判断。要保持供应的压缩空气干净、稳定的压力状态、电磁阀体表面干净，避免飞花和杂质浸入，影响工作状态。

1.2 气缸

气缸是由电磁阀控制气流推动送行的器件，它的作用是把压缩空气的压力能转化为机械能，不能出现泄漏现象，否则将影响气缸的能量转化效率，降低了气缸的输出能量或推拉力，使气缸容易出现故障［2］。气缸一般由缸体、活塞、密封圈、环组成，压缩空气推动活塞运动，并通过改变进气方向来改变活塞杆的运动方向。气缸在正常工作时是不断进行往复运动的，在气缸内加入少量的润滑油，一方面可减少摩擦阻力，另一方面保护密封圈不受水解的作用，使气缸内运动部件受力均匀。气缸端盖上设有进排气筒口，要根据所需要力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力，各个气缸由不同的电磁阀进行控制，气缸运行的快慢可根据相应的节流阀来进行调节，气缸出现故障，一般是气缸内部的活塞出现漏气现象，使压缩空气送入气缸后，其作用力达不到相应的动程要求，造成气缸无法完成这个循环工作，下一个动作循环也无法完成。影响因素主要是气缸内密封圈磨损、润滑不良、供气量不足、压缩空气含有水分杂质等，使气缸的运行动作达不到正常的要求，执行动作不到位，将停留在某个位置。对出现问题的气缸拆下进行修复，装上后重新校正气缸的推拉位置，以达到需要的动程。

1.3 电子元件

全自动集体落纱在执行动作的过程中，需要用传感器对气缸的运行进行限位检测，使PLC 对设备的运行状态进行控制。一般情况下，感应传感器安装在气缸两端的某一位置，气缸活塞环上装有磁环传递检测信号，不同规格的传感器测量的距离也不同，应对感应距离进行相应调整和检测，在PLC 中应有相应的传递信号指示。限位开关是保护人字臂上升或下降过程中不要超位（最高位、最低位），以免损坏人字臂等其他配件，起到保护的作用。

全自动集体落纱配有锭子上遗留纱管的检测、满管拔纱时遗留管的检测（当锭子上还有满纱管没有被抓下，满纱管检测光电开关没有输出，升降臂不会进行下一步动作）、气架升降过程中上下限和过载保护的检测，充分保证了全自动集体落纱在使用过程中一旦出现故障，就会对其自动进行检测和保护，以实现自动落纱的自动插管、自动拔纱、自动保护、自动开车纺纱等。

1.4 伺服系统

伺服系统是自动落纱中重要的运动部件，它是控制全自动集体落纱伺服电机运行速度和运动方向，检测运算集体落纱人字臂升降的最高位、最低位，以保证抓纱器抓纱管正好到位和拔纱升起的最高位。要保证伺服系统涡轮箱涡轮、丝杆的润滑正常，两侧传动轴伸缩要灵活，不打顿，以免造成伺服系统配件损坏。

2 运行原理

当细纱机发出满纱信号后，气架下降抓空管，升起到外摆位，然后上升到超出中间位管栓20 mm，中间气缸工作后内摆下降预放空管，等待钢领板下降，全机自动适位停车，导纱板两侧翻起，凸盘前进，自动落纱开始。气架上升到满纱管顶上30 mm 时先外摆，气架下降到零位后内摆，下降、放气、延时；将满纱管放入凸盘上，气架上升到零位外摆，在上升到超出中间位空管管尖15 mm，中间位气缸工作后内摆下降抓空管，然后上升到最高位外摆，中间位气缸复位后里摆，气架下降，插空管到锭子上，空管到位后放气，气架上升到最高位外摆，下降到零位里摆，两侧导纱板落下，风机启动，钢领板上升到开车位，主机启动，钢领板下降到始纺位，纺纱开始，集体落纱自动运行到抓满纱管后下降到零位，落纱机构自动落管开始到纱管走完，中间无需人工操作，出现问题后会出现不同的报警代码，报警解除后，继续走纱管。全自动集体落纱是体现细纱机自动化程度的主要部分，一般采用编程、气缸控制和伺服系统，安装时提高驱动落纱气架丝杆传动的安装精度和运行精度，有效解决气架高低摆进摆出一致性的问题，而且升降平稳，动作定位精确，整个落纱时间一般在5 min 左右［3］，节约了落纱用工，提高了落纱效率。

3 影响抓管和拔纱的关键部件

3.1 抓纱器

抓纱器是自动落纱中抓管和拔纱的重要部件，抓纱器中活塞进出的灵活性、密封性对抓、拔纱管起着决定的作用，要求密封圈的密封效果良好、不漏气，活塞动作既灵活又能保证从锭子上抓起纱管［4］，要逐个检查抓纱器的漏气情况，对抓纱器不能抓起的纱管要查找原因，及时修理，抓纱器的中心定位与锭尖应正好对齐，以保证抓拔纱管不错位，以免损坏抓纱器。

3.2 气架的位置

两侧气架的高度位置要一致，气架的摆进摆出位置也要一致，防止有的纱管不能抓起，抓起的纱管也要平齐，两者的一致性是影响抓拔纱管效率的重要因素，气架在升降过程中要保持平稳。

3.3 纱管和锭子

细纱机长车一般都采用铝衬套锭子，要求纱管和锭子的配合性要好，主要是通过锭子上部的三个弹力壳和细纱管接触，在弹力的作用下顶住纱管内壁，以实现锭子和纱管的紧配合。锭子上不能有回丝，避免纱管和锭子配合过紧，拔纱管时，纱管仍停留在锭子上，影响拔纱效率。

4 自动落纱的常见故障分析和排除方法

4.1 满纱信号发出后，自动落纱不工作

原因分析:细纱机机器开关有可能不在自动档上，气架升降位置不在零限位上，导纱板两侧没有同时翻起或翻起不到位。

排除故障措施:把细纱机的机器开关翻到自动挡上，校正气架的零限位开关，使气架的位置在零位上，检查导纱板翻起情况，两侧的导纱板都要翻起，且导纱板两侧的传感器信号指示灯都要有信号，如果导纱板没有全翻起，要检查气缸运行是否顺畅，动程运行是否控制到位，检查传感器的螺钉是否松动，在PLC 中要找到相应的指示信号，调节气缸的节流阀，要确保气缸运行平稳到位。要经常检查电磁阀和气管是否漏气，气缸上的传感器、电磁阀运行是否正常。要保证电磁阀、气缸、传感器的配合到位。

4.2 抓纱器抓起纱管放入中间托架上时部分纱管落地

原因分析:有可能是部分抓纱器与中间的托架位置不在同一条直线上，也有可能是摆进气缸的位置不正确，气架位置的高低不一致。

排除故障措施:首先检查抓纱器的位置与中间托架的位置是否对齐，哪一段不对齐调整哪一段，直至纱管全部能正确放入到中间托架上；调节摆进气缸的位置，使抓纱器对齐中间托架的位置；重新校正气架的高低位置，使其保持一致。

4.3 人字臂升起后不摆进或摆进摆出不到位

原因分析:有可能是中间位气缸上传感器的位置不正确或传感器信号指示灯不亮，使PLC 接触不到信号。

排除故障措施:要检查中间气缸传感器的位置和信号指示灯，保证位置正确、信号指示灯亮，在PLC 中有信号，使摆进摆出灵活、到位。

4.4 自动落纱不落管或插不到凸盘上时出现卡管现象

原因分析:有可能是滚筒上出现了卡管造成不落管，也有可能是凸盘的位置不正确，纱管上缠有回丝，光电开关感应不到等，也有可能是送管通道与凸盘定位不准确，造成纱管落不到凸盘上。

排除故障措施:理管箱内要有足够的空管，要求摆放整齐，空管保持清洁，不允许缠有回丝，剔除损坏的；观察落管时光电开关的位置，保证纱管落下时，光电开关能够感应到，纱管大头朝下落在凸盘上，保证光电开关的位置准确，要及时拿出滚筒内的卡管，保持光电开关清洁；检查凸盘与凸盘的位置，以及轨道中总凸盘的数量，使纱管在下降过程中正好插到凸盘上。凸盘的输出运动是采用左右两侧气缸通过分段拨叉来实现的，每次行程70 mm，使凸盘与锭子中心对中。

4.5 抓纱管效率低

原因分析:抓纱器有可能有损坏的，密封圈有可能漏气，抓纱器中活塞伸缩不灵活；抓纱器与纱管的位置不正确；锭杆上有回丝，气架的高低位置不一致。

排除故障措施:抓纱器对于抓管、拔纱、放管具有决定性的作用，抓纱器中活塞的灵活性、密封性直接影响抓管、拔纱的效率，检查所有的抓纱器，包括抓纱器中的密封圈，保证不漏气，所有的抓纱器都要完好无损，保证抓纱器中的活塞进出灵活，密封性好。全自动集体落纱一般都采用铝衬套锭子，要保证纱管和锭子合理的间隙配合，不能太紧或太松；校正气架的高低位置要求从车头到车尾都要校正，且高低都一致，检查摆进摆出位置是否一致。它们都是影响抓管、插管效率的重要因素，校正时必须使用专用工具调整人字臂的位置，摆进摆出要一致，防止空管插不到位或满纱管放不到位，还需要校正左右歪斜位置，调整人字臂上的螺钉，调整一致，一般使人字臂距离细纱机罗拉座（200±5）mm 左右。

5 提高操作维修人员的技能

由于全自动集体落纱具有电气控制、气动控制、机械传动、显示屏操作等系统。它自动化、智能化程度高，一定要严格按照设备的说明要求操作。要求操作人员掌握它的基本运行原理和机电一体化的基础知识，通过维修实践，熟悉各个传感器、电磁阀、气缸、伺服系统等元件的控制原理和各自作用，熟悉最基本的故障排除方法，认真分析查找产生故障的原因和解决问题的方法，特别是机、电、气相结合的一些故障，要一步步的查找原因和分析，必要时请相关的电气专业人员一起参加讨论、研究解决，来提高维修效率，以减少自动落纱的故障发生。

6 全自动集体落纱日常的维护和保养

（1）平时要经常观察气压表的压力指示，应在0.4 MPa～0.6 MPa 之间，定期清除压力表中的水分和杂质，保持压力表中清洁，以保证抓管和拔纱的效率。

（2）落纱前，应检查气架是否在零限位上、满纱管和空管是否输送完毕、导纱板上是否有杂物、左右两侧凸盘和抓纱器的位置是否对正、中间位管栓上是否插有纱管、凸盘是否缺少，禁止随意增减凸盘，以免造成凸盘错位，清理散落在机器地下的纱管，做好传感器、接近开关、光电开关、凸盘转角处的清洁。

（3）全自动集体落纱在落纱过程中，一旦出现误操作或其他事故，操作工要及时把显示屏上的自动挡开关打到手动档上，按手动进行操作，完毕后，要及时处理故障。

（4）维修工每班都要对凸盘及抓纱器进行检查，对损坏的抓纱器和凸盘要及时进行更换，观察凸盘在运行中的情况，出现运转不良现象时要进行检修。

（5）要经常检查观察电磁阀、气缸、伺服系统等运行情况，气缸要运行到位，伺服系统要运行正常。每月检查一次车尾丝杠传动处左右两侧同步齿形带的运行情况，磨损的、缺齿的要及时进行更换，保证两侧气架在上升或下降过程中同步运行，要求蜗轮蜗杆、丝杠的润滑良好。

（6）定期检修、校正气架的高低和里外居中、两侧气架要求高低位置一致、气架的摆进摆出位置和人字臂的运行情况。气架上升到机梁外摆进，保持气架铝合金内侧到机梁的外侧面距离是（137.5±0.5）mm，检查抓纱器的完好情况，包括抓纱器中的密封件是否漏气、活塞伸缩是否灵活，必要时要进行更换；抓纱器和锭子、中间托架管栓的位置是否对齐，必要时要进行调整；及时清理锭杆上的回丝，保持锭杆光洁，能够提高自动落纱插管效率和拔纱效率，清洁轨道凸盘上的杂质、飞花，光电开关和传感器表面应清洁。定期检修凸盘下面推拉杆撑爪的灵活性和往复程度，每一个往复要保证凸盘前进一个锭距，使纱管正好落入凸盘中，凸盘与凸盘之间运行灵活，防止凸盘错位，插管不到位，造成堵管。

（7）经常检查气架的零限位、上限位、下限位和光电开关的位置，以保护气架的抓管、拔纱升降的位置，气架上升的最高位置、下降的最低位置，防止造成其他配件的损坏。

7 结束语

全自动集体落纱是自动化、智能化程度很高的落纱设备，代替了传统的人工落纱环节，减轻了落纱工的工作量，也节约了用工。当全自动集体落纱装置接收到细纱机的落纱信号后，会同时将两排纱管同时拔起，经过一系列的动作，最后把空管插到锭子上，开车纺纱，完成纱管的输出与处理，整个过程全自动操作。由于全自动集体落纱自动化程度高，需要维修者掌握机电一体化的基本知识，操作人员一定要严格按照设备说明要求去操作，维修人员要做好平时的清洁、保养、维修工作，如保持凸盘轨道内的清洁、清理锭杆上的回丝等。检查各个光电开关和传感器的位置，各个气缸的运行状况，伺服系统的传动和润滑情况，气架摆进摆出的一致性，两侧气架的高低等。现在理落管已采用新型技术，进一步提高了理落管的速度和准确率。我们要做好精细化全面管理，平时应注意加强对全自动集体落纱的保养，以减少落纱过程中出现的故障，全面提高全自动落纱的落纱效率。纺织业未来必将从劳动密集型转向技术密集型，“自动化、智能化”时代会更具有竞争力和吸引力。