纺纱学实验 细纱机纺纱张力测定与气圈形态观察

一、导言 环锭纺纱过程中，纱条拖动钢丝圈高速回转时，需要克服钢丝圈与钢领之间的摩擦力，克服导纱钩和钢丝圈对纱线的摩擦阻力，以克服气圈张力。因此，在纺纱过程中，纱条要承受一定的纺纱张力。适当的纺纱张力将曾加成纱张力，对提高纱线均匀度，减少毛羽都有一定的作用。 但是，纺纱张力过大或过小均对生产不利。过大容易引起断头，过小卷绕密度松，管纱容量小。尤其是突变张力，它是引起细纱断头的重要因素。但应指出，正常生产中，纱线张力随卷绕直径的变化做周期性

变化。钢丝圈转一圈时纱线与导纱钩包围角的变化，也会引起张力周期性脉动。以上两种情况引起的张力变化是在正常卷绕工艺条件下产生的，不一定对断头造成威胁。 在一落纱中，小纱张力最大，大纱张力次之，中纱张力最小。在卷绕同一层纱时，卷绕小直径张力大，卷绕大直径张力小。 本实验主要测定大，中，小纱及卷绕直径不同时的纺纱张力，计算平均张力，峰值张力与张力不匀率。同时用数字式闪光测速仪观察气圈形态与钢丝圈倾角。

二、实验原理 图14-1为纺纱张力测量系统。 图14-1 纺纱张力测量系统框图 RO-3信号源 位移传感器 X-Y Y6D-3A 函数记录仪 图14-1 纺纱张力测量系统框图 RO-3信号源 位移传感器 X-Y 函数记录仪 Y6D-3A 动态应变仪 应变式传感器 CX-1 微机信号分析仪 电桥盒 放大器

将应变式传感器放在前罗拉至导纱钩之间的纱条通道处，在纱线张力作用下，使传感器产生弯曲变形，其电阻值发生变化，电桥失去平衡，产生与外加张力成比例的电压输出信号。经动态应变仪放大后，和反映钢领板运动的位移传感器信号一起，送入x-y函数记录仪，绘出张力随钢领板升将而变化的曲线。同时也可用微机信号分析仪，采集处理这些信号。最后，由该仪器打印输出纺纱过程中纺纱张力的最小值，最大值，平均值以及其极差系数。 如果没有微机信号分析仪，可用x-y函数记录仪记录张力变化曲线，计算纺纱过程中纺纱张力的最小值，最大值，平均值以及其极差系数。

三、实验目的与要求 ⒈观察不同工艺条件下的（钢领直径﹑钢丝圈重量或锭子速度）气圈形态（气圈的直径和高度）。 ⒉学习有关仪器的使用方法和张力测试方法。 ⒊通过纺纱张力的测定，了解大﹑中﹑小纱的张力变化，以及钢领板一个升降动程内的张力变化。

四﹑实验设备与仪器 ⒈ 细纱机一台； ⒉ ssc-1型数字式闪光测速仪一台； ⒊ Y6D-3A型动态电阻应变仪一台； ⒋ x-y函数记录仪一台； ⒌ cx-1型微机信号分析仪一台； ⒍ WY-300L型位移变速器一台。

五﹑实验步骤与方法 ㈠观察气圈形态与钢丝圈倾角 ⒈用SSC-1型数字式闪光测速仪测定锭子与钢丝圈的速度。 ⒉分别观察大﹑小直径时和大﹑中﹑小纱时的气圈形态，测量气圈最大凸形尺寸并记录。 ⒊改变钢领直径或钢丝圈重量或锭子速度，分别观察气圈形态及气圈最大直径的变化。 ⒋观察钢丝圈的各个倾角。 ㈡测定纺纱张力 ⒈按上图所示，连接所用仪器，通电预热，调试动态

应变仪平衡，将所有仪器调至正常工作状态。 ⒉将传感器放在纺纱通道的适当位置，固定后不再变动。 ⒊检查细纱机，开车生头。测定大﹑中﹑小纱及大﹑小直径时的纺纱张力。 ⑴用5g ﹑10g﹑ 15g ﹑20g﹑ 25g 等五种砝码进行标定，在x-y函数记录仪上先画出零点线，然后标定出张力克数与记录纸格数的关系曲线。 ⑵将动态应变仪输出的张力变化信号与位移传感器送出的钢领板位移信号送入x-y函数记录仪，

画出大中小纱时，钢领板升降10个动程的纺纱张力变化曲线，计算出大、小直径时的平均张力值和钢领板一个动程内纺纱张力的平均波动值。 4. 改变纲领直径（或钢丝圈号数或锭子速度）后，再测定大﹑中﹑小纱时的张力。

六﹑主要仪器测试原理和使用方法 ㈠SSC-1型数字式闪光测速仪 1.测试原理 数字式闪光测速仪,是一种电子式转速测量仪器,采用频率可变的白炽闪光管,照射在贴有标记的被测机械转动件上,当闪光频率调试到与机械转动频率一致时,被光照射转动部件上的标记好象静止在一定位置上,这时被测件转动频率值由荧光数码管显示出来,并采用石英晶体振荡器作为时间标记,即为被测物体的每分钟转速. 测定范围分为四档,可连续调节: 100~400闪次/min 400~1500闪次/min 1500~6000闪次/min

6000~24000 闪次/min 测速前先了解被测件速度范围,然后将测速旋钮拨到相应的档上. 2.使用方法 (1)在被测物体上作好白色标记,以便观察. (2)接好闪光灯管与仪器的连线以及仪器与电源的连线. (3)将工作开关拨在自校1位置上,开启电源,预热5min,面板数字显示10000,仪器工作正常. (4)将工作开关拨在自校2位置上,闪光灯产生闪光,数字显示16或17,闪光灯工作正常. (5)根据被测件速度范围,确定转速分档开关的位置,并将工作开关拨至测速档或相对位置观察被测物件的白色标记,同时转动频率调节旋钮粗调、细调,直到被测物件出现单定像为止,此时荧光数码显示的数字为被测物件每分钟转数.

3.定像分析 (1)当测定某一转速时,单定像已出现,但还在缓慢移动,定像移动方向与物体实际旋转方向相同,说明这时闪光速度小于物体回转速度；如果相反，说明闪光灯速度稍大于物体回转速度，用调节频率微调旋钮使之稳定。如果单定像左右缓慢移动，说明闪光灯没照在物体的同一位置上。闪光灯位置应尽量稳定。 （2）当闪光频率相当于物体回转速度的1/2或1/3、1/4时，同样会出现单定像，但光照度较暗。当闪光频率相当于物体速度的二倍或三倍、四倍时，又可出现二重定像、三重定像或四重定像。在测速时，如果不知道速度范围时，就从高速开始调到四定像、三定像。直到单定像出现后，就是所要测的速度。 4.使用注意事项

（1）电源电压为220伏。 （2）仪器在预热时,为保护闪光灯,工作开关放在自校1上。 (3)为避免闪光灯温度过高或被烧坏,每次连续使用闪光灯不要超过20min,低速档可连续工作1h 。 (二)CX-1型微机信号分析仪 1.概述 CX-1型微机信号分析仪是便携式数据采集和实时处理系统,可与动态应变仪的输出端直接相配, 在细纱张力测试中可作信号分析与数据处理使用。

（二）原理简介．CX-1型微机信号分析仪以TP801型单板计算机为核心，和模拟量及脉冲量的输入接口、A/D转换器、固化了的系统软件（EPROM） 、微型打印机组成．功能的实现是按照EPROM的指令进行逻辑运算，处理结果用打印机作硬拷贝输出，如图14-3所示． 、

图14-3 CX-1型原理方框图 TP801 采样保持 A/D转换器 显示 模拟量 打印 脉冲量 整形电路

４操作步骤 （１）将ＣＸ－１与稳压电源连线插头插好，启动稳压电源开关。先关电源.　后拔线。 （２）打开ＣＸ－１的电源开关A和Ｂ。（３）按复位开关Ｓ１，数码管显示“Ｐ”，表示电压正常。若全显示，表示欠压，须适当调高稳压电源的输出电压。 （４）检查各输入模拟电压，将模拟信号插头插入ＣＨ０～ＣＨ６，若被测模拟信号小于７个，应由ＣＨ０开始由低到高插入。将脉冲信号插头插入CHA~CHF。

（5）检查各模拟信号的瞬时值，显示的量化数应在0~255范围，如果仅显示”0” . 或”255”,说明信号已溢出,应将模拟信号电压的零点或大小进行调整. (三)WY-300L型位移变送器 1 、概述 WY-300L型位移变送器是差动变压器式位移传感器,在其初级线圈加入交流电压后,次级线圈即感应产生电压信号.当互感有变化时,感应电压也产生相应的变化,可把直线移动的机械量变化转变为电量变化.本实验采用WY-300L型位移传感器标出细纱张力实验中的钢领板位置,以便分析钢领板不同位置时的纺纱张力.

2. 工作原理 WY-300L型位移传感器的敏感元件是铁芯可动的变压器,其示意图如图1-40 2.工作原理 WY-300L型位移传感器的敏感元件是铁芯可动的变压器,其示意图如图1-40.由初级线圈1和两组次级线圈2及插入线圈中心的棒状铁芯及其连感、线圈滑架等部分组成.当铁芯在线圈中移动时,改变了磁通的空间分布,从而改变了初、次级线圈就产生感应电动势,随着铁芯位置的不同,感量不同,所产生的感应电动势也不同.这样,就把铁芯的位移量转变为电压信号输出,将此电压信号送入X-Y函数记录仪,在记录纸上标出钢领板位置.

七、实验报告与思考题 1.整理分析微机信号分析仪打印出的大、中、小纱时的平均张力 、最大张力 、最小张力和极差系数. 2.根据X-Y函数记录仪记录的张力变化曲线,计算大直径和小直径时的纺纱张力、平均纺纱张力、张力波动值及张力脉动值. 3.分析并说明气圈形态的变化规律. 4.分析说明钢丝圈各种角的产生原因及其对钢丝圈楔住的影响.