细纱机与变频技术

邓靖

【摘 要】因为变频技术能够实现软启动与无级调速，并具有节能效果，所以，近年来，变频技术已经被广泛应用在细纱机中，从而有效提高了细纱机的生产效率与产品的质量。基于此，本文主要将阐述变频技术与细纱机的相关内容。

【关键词】细纱机;变频技术;优势;影响

【中图分类号】： TS103.23+1.1   【文献标识码】A

近年来，我国的变频技术持续发展，在这个过程中，变频器被作为一种新的技术应用在细纱机中，从而不但实现了无极变速，而且也优化了纺纱条件，有效减少了断头与毛羽，实现了优质高产的目的。细纱是纺织的最后一道工序，它是将粗纱纺成具有一定的线密度、符合质量标准或客户要求的细纱，供捻线、机织或针织所使用。细纱工序的主要任务是：在细纱的生产过程中，将粗纱条均匀地拉长抽细到细纱所要求的线密度，并把牵伸后的须条加上适当的捻度，使成纱具有一定的张力、弹性、光泽和手感等物理机械性能。

1、变频技术在细纱机上的应用优势

对于传统的细纱机而言，电机直接起动冲击较大，速度的调节通过更换齿数不同的齿轮来实现，而且不可能实现无级调速，生产效率低、断头率高，而且加工产品比较单一，缺乏竞争力;新式细纱机使用变频技术拖动不仅能够无极调速，而且还有以下优势：

（1）变频调速可在提高产量基础上减少断头，或在保持现有产量情况下较明显减少小纱、大纱的断头。

（2）锭子速度调节范围更广，翻改品种快捷方便，无需更换皮带盘。

（3）对某些纺纱有一定难度的品种如强捻纱、包芯纱、麻棉纱及高档精梳产品，通过变速选择生产过程最佳点，可最大程度提高单产，减少断头。

（4）采用变频技术控制主电机可最大潜力挖掘电机的无功功率，充分利用和提高功率因数，从而达到节电的目的。

（5）细纱断头的减少可使值车工人扩大看台、减少用工、为节约生产成本提供了可能。

（6）通过变频降速对减少小线毛羽效果较好，有利于减小大、中、小纱毛羽值的极差，具有潜在的商业价值。

（7）变频技术与设备上的PLC及计算机局域網可连为一体，监视在线生产及质量情况。

2、变频器对细纱机产量的影响

棉纺细纱机产量的提升与纺纱速度关系密切，而纺纱速度的提高又受到纺纱断头的限制。在实际的纺纱过程中，在纺纱速度不变的情况下，纱线在纺纱的不同阶段所受张力也不同，即小纱最大，大纱次之，中纱最小。如果能够根据一落纱中各阶段的张力变化规律实现锭子转速的自动调整，尽可能地保证纺纱各阶段的张力恒定，将一落纱过程中的张力曲线矫正为恒张力曲线，就可以同时做到小纱、大纱阶段基本无断头，中纱阶段又可以提高纺纱速度的目的，从而使产量、质量同步提高。在这种情况下，就应该将变频技术使用在细纱机中，例如，在新型细纱机中，对于变频技术的合理使用实现了优质高产、降低能耗和减轻挡车工劳动强度的目的。根据细纱纺纱时张力与锭子速度的关系，即当锭速增大时纺纱张力随着增大，且锭子速度越高则纺纱张力增加值就越大，因此，相关的工作人员可以通过调整锭速来控制纺纱张力，并使纺纱过程的张力变化近似于恒定，从而也就能够按照实际的需求，实现对于细纱机纺纱运转过程中变锭速的有效控制，确保纱线在各个阶段所受张力趋于恒定，从而有效地降低细纱的断头率，提高细纱机的生产效率，最终达到提高细纱产量和质量的目的【1】。

3、变频技术对纱线质量的影响

3.1细纱锭速对成纱伸长的影响

由于纺纱张力随锭速的提高而增加，因此成纱断裂伸长率与纺纱锭速有关，锭速增高，纱线断裂伸长率减小。原因是锭速增加虽然对成纱的断裂强力无明显影响，但因纺纱张力随之增加，因此纱线断裂伸长率有随之下降的趋势，如果采取适宜的调速方法保持纺纱张力平稳，则在高速下纱线断裂伸长率将不会受到明显的影响。

3.2变频器对成纱毛羽的影响

毛羽会随着锭速的加快而增加。在一落纱中的毛羽分布和纱线张力一样，管纱上层区域的毛羽明显比下层区域少，原因是纱线的气圈形态不同，纱线所受的张力也不同，纱线与卷绕器材的摩擦效果便不同。使用变频技术后，可以同时对锭速进行优化控制，最终保证了纱线张力恒定和小、大纱的气圈形态，从而减小了成纱的毛羽差异。

3.3锭速对条干尤其是粗、细节的影响

锭速优化后对纱线的条干及粗细节有一定的影响。纺制细号纱时，应该要提高重视度，否则会因为大量的细节而导致成纱断头，在生产中如果合理优化锭子曲线，将会有效减少成纱的条干和粗细节【2】。

4、变频技术对细纱机能耗的节约

变频技术对细纱机能耗的影响也较大，特别是表现在节电方面。细纱机产量的提升和效率的提高，大大降低了用电能耗。例如，某公司的纺二分厂有24台FA506型老细纱机，存在电机老化、故障率高、能耗高、效率低、产量低、工艺调整麻烦等问题，采用变频技术后，长期跟踪记录，发现有以下特点：第一，降低原细纱机的能耗，最少可降低20%左右的耗电量;第二，产量可提高近10%。第三，提高产品的质量，千锭时断头率降低，减少了许多突发性纱疵。第四，节省挡车工的时间可用来做清洁工作。

从这一案例中能够看出，使用变频技术以后的节电效果相对更好，应该被大范围推广与应用。

5、在细纱机中使用变频技术的要点

虽然目前变频技术已经被广泛应用在细纱机中，但是，使用的时间尚且相对较短，这主要是因为：（1）细纱车间要求24小时连续生产，必须做到长时间无故障运行。（2）变频器要适应高温高湿，飞花短绒较多的环境（各厂空调状况差异大） 【3】。

通过生产实践 ，变频技术在使用中需注意以下几点 ：第一，变频器容许的功率与配制的细纱机主机功率要有20%的余地，否则，会因为机台间机械传动阻力差异及工艺上压力调整等因素而使得变频器符合过重或者是过载停车。第二，变频器本身有散热片风道和风扇进行冷却 ，但在实际的使用过程中，如直接用于细纱车间，会造成风道很快堵塞无法正常工作 ，甚至会过热停车。比较有效的解决办法是应增加一套简易过滤装置， 值车工定时做清洁，非常简便、可靠。第三，细纱车间在高温高湿季节的温度通常在30 ℃～ 35 ℃，而变频器工作允许的环境温度为40 ℃，能够满足细纱工作环境温度要求。第四，变频器可根据参数调整报警系统，具有120%、1 min 过载能力， 可在尚未出现停车前发现问题，并预先处理，对变频器起着可靠的保护作用。第五，细纱锭子速度通常高达 15 000 r/min 左右 ，变频器变速启动与传统电机启动不同。如启动时间过长或钢领板位置不当 ，均可能造成开车后断头明显增加， 甚至无法开车。通过对变频器模块参数的优选则可达到最少的断头效果。

6、结束语

总之，在变频技术持续发展的过程中，其已经在各行各业中得到了广泛应用。对于细纱机来说，通过使用变频技术能够有效提高机器设备的生产质量与生产效率，并能够优化纺纱环境，减少纺纱过程中断头与毛羽的数量，从而也就能够帮助纺纱企业得到更多的经济效益，促使纺织企业实现进一步发展。

【参考文献】

[1]景慎全，刘蕴莹，朱北娜，李杰.浅谈提高棉纺企业产品质量的措施[J].上海纺织科技，2015（12）.

[2]李国锋，王莉，阿达来提·阿布力克木.现代棉纺企业配棉技术的探讨[J].国际纺织导报，2014（04）.

[3]扈昕瞳，张玉井，孟婥，孙以泽.编织锭子放线速度对纱线张力调控的建模与影响[J].纺织学报，2017（06）.