[發明專利]在線檢測環錠細紗機紡紗張力的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710556210.2
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107190377B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 薛元;張毅;徐時平;韓晨晨;沈華清;王西京;楊瑞華
• 申請（專利權）人: 江南大學;浙江省常山紡織有限責任公司;寧波德昌精密紡織機械有限公司
• 主分類號: D01H13/32
• 分類號: D01H13/32
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;劉海

本發明涉及一種在線檢測環錠細紗機紡紗張力的裝置及方法，其特征是：包括力傳感器、位置傳感器、CPU以及提供電壓的穩壓電源；所述力傳感器嵌在導紗板上，導紗板由基座安裝在細紗機導紗板升降桿橫上，力傳感器能夠檢測導紗板處的垂直力以及與導紗板安裝面垂直的水平力；所述位置傳感器設置在基座上，用于檢測導紗板的位置；所述力傳感器和位置傳感器的輸出端連接信號采集單元，信號采集單元采集力傳感器和位置傳感器的輸出信號，信號采集單元的輸出端依次連接濾波放大器、A/D轉換器和CPU，CPU根據力傳感器和位置傳感器的檢測數據獲取張力數據。本發明能夠對環錠紡紗過程中紗條的動態張力進行非接觸測量。

技術領域

本發明涉及一種在線檢測環錠細紗機紡紗張力的裝置及方法，屬于紡紗技術領域。

背景技術

環錠紡紗是對粗紗進行牽伸、加捻、卷繞工藝的紗線形成過程，紡紗過程中的紡紗張力是指經牽伸的紗條在加捻段、氣圈段、卷繞段所受到的張力。通常將紗條由后喇叭口(或后羅拉鉗口)至前羅拉鉗口的這段區域稱為紗條的牽伸區，由前羅拉鉗口至導紗鉤的這段區域稱為紗條的加捻區；由導紗鉤至鋼絲圈的這段高速旋轉的弧形紗條稱為紗條的氣圈區；由鋼絲圈到高速旋轉錠子上的卷繞點這段區域稱為紗條的卷繞區。環錠紡紗過程中廣義的紡紗張力是指紗條在加捻區、氣圈區和卷繞區所受到的張力，分別被稱為加捻區紗條張力、氣圈區紗條張力和卷繞區紗條張力，也可分別簡稱為紡紗張力、氣圈張力和卷繞張力。狹義的紡紗張力是特指在加捻段紗條所受的張力；氣圈張力又分為氣圈頂部張力和氣圈底部張力。一般在錠子一個回轉的加捻過程、紗管一個層級的卷繞過程和一落紗的紡紗過程中，由于紡紗過程中導紗板及綱領板有升降運動，同時氣圈高度及形態、紗管卷繞半徑等都時刻變化的，由此紗條所受張力都是動態變化的。由于環錠紡紗系統是一個高速旋轉的柔性、非線性加工系統，一般認為，影響紡紗張力變化的因素應該包含錠子速度、氣圈高度及形態、紗條細度、綱領板的位置及管紗卷繞半徑、鋼絲圈重量等因素，紡紗過程中紗條所受紡紗張力的變化是上述諸多因素非線性耦合及相互作用形成的結果，故紡紗過程紗條所受張力的變化是一個及其復雜的力學和非線性數學問題。

由于在紗線和織物的生產過程中，紗線張力值過大或其波動值超出允許范圍將造成紡紗斷頭。紗線斷頭率是衡量紗線質量的一個重要指標，影響細紗的產量、質量及工人看臺能力。因此在生產過程中測量紗線張力，對紗線張力的變化進行均衡性控制，將成為實現高速高效紡紗及黑燈紡紗的一個必要條件。在線檢測環錠細紗機紡紗張力，是環錠紡紗技術進步進程中的一個重要課題。

國內外研究者對于上述問題的研究主要集中在以下兩點：①建立力學模型，結合微分幾何對紡紗過程中紗條張力及其變化規律進行數學解析，對紡紗張力及其變化進行預測；②數字化測量技術對實際紡紗過程中紡紗張力進行在線即時測量。

上世紀80年代，華東紡織工學院機械系陳人哲教授創立了紗線力學理論，以紡紗的加捻—卷繞過程中形成的氣圈為研究對象，建立模型和數學解析方法，對氣圈張力、氣圈形態的形成及其控制進行了完美地解析，能對氣圈張力及其影響因素進行定量分析，對氣圈形態變化等進行準確預測，但需要實驗手段進行驗證。

對于紡紗張力的實驗測試，目前普遍采用接觸式測量法測量加捻段的紗條張力，對于氣圈段張力、卷繞段張力還無法測量。在使用接觸法測量紗線張力時，通過位于兩個固定導輪中間的活動導輪感知紗線張力的手持式全數字式紗線張力儀，由于導輪與紗線直接接觸，不但增加了額外的摩擦，還使紗條運動狀態發生變化，由此改變了氣圈原有的形態和原有的紡紗狀態。這種接觸式測量會造成較大的誤差，測量結果不可復制，不宜用于長時間的在線檢測，因此存在很多問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種在線檢測環錠細紗機紡紗張力的裝置及方法，能夠對環錠紡紗過程中紗條的動態張力進行非接觸測量。