張力裝置和導紗部件引起的絡(luò )紗張力變化分析

管紗軸向退繞張力Ｔ２的絕對值比較小，若以它作為絡(luò )筒張力進(jìn)行絡(luò )筒，會(huì )得到極其松軟、成形不良的筒子。使用張力裝置的目的是：產(chǎn)生一個(gè)紗線(xiàn)張力的增量，在適度增加絡(luò )筒張力的同時(shí)，提高絡(luò )筒張力均勻程度，以卷繞成成形良好、密度適宜的筒子卷裝。
7 B/ |% A# C0 |張力裝置和導紗部件都是通過(guò)工作表面對紗線(xiàn)的摩擦作用使紗線(xiàn)張力增加。機織加工過(guò)程中張力裝置的工作原理主要有三種。
１．累加法　
; k+ F* b' @1 m- f* v& L目前廣泛使用的張力裝置都采用了累加法工作原理，紗線(xiàn)從兩個(gè)相互緊壓的平面之間通過(guò)，由摩擦而獲得紗線(xiàn)張力增量，如圖（ａ）所示。設進(jìn)入張力裝置之前的紗線(xiàn)張力為Ｔ０，當它離開(kāi)張力裝置時(shí)的張力為Ｔ，則：
Ｔ＝Ｔ０＋２ｆＮ
式中：ｆ———紗線(xiàn)和張力裝置工作表面之間的摩擦系數；
Ｎ———張力裝置對紗線(xiàn)的正壓力。

2 k) x1 \: r6 A$ p: O, ]

　

紗線(xiàn)通過(guò)緊壓平面獲得張力的工作原理

如果紗線(xiàn)通過(guò)多個(gè)這種形式的張力裝置，則紗線(xiàn)的最終張力：
Ｔ＝Ｔ０＋２ｆ１
Ｎ１＋２ｆ２
Ｎ２＋… ＋２ｆｎ
8 l. j- m. M" F9 aＮｎ （１－１０）
' v8 [5 q$ u  b. k% P% O式中：ｆ１、ｆ２、…、ｆｎ———紗線(xiàn)和各個(gè)張力裝置工作表面之間的摩擦因數；
% p: V. _% `& W6 j- @% O# E$ pＮ１、Ｎ２、…、Ｎｎ———各個(gè)張力裝置對紗線(xiàn)的正壓力。
由式（１－１０）可知，紗線(xiàn)通過(guò)各個(gè)張力裝置之后，其張力是逐次累加的，所以稱(chēng)為累加法原理。
累加法張力裝置對紗線(xiàn)產(chǎn)生正壓力的方法有墊圈加壓、彈簧加壓和壓縮空氣加壓。在動(dòng)態(tài)
0 `7 b9 k; V+ d/ r條件下，它們所產(chǎn)生的正壓力Ｎ分別用如下公式表示。
墊圈加壓：Ｎ＝（ｍ１＋ｍ２）·（ｇ＋ａ）
) H3 e) @* z# Z0 O& G4 ~: k/ {彈簧加壓：Ｎ＝ｍ１（ｇ＋ａ）＋Ｋ·Δ（張力裝置工作平面水平放置）
Ｎ＝ｍ１ａ＋Ｋ·Δ（張力裝置工作平面垂直放置）
) K  z6 _) g0 @- I壓縮空氣加壓：Ｎ＝ｍ１ａ＋Ｐ（張力裝置工作平面垂直放置）
( J( ~+ w+ Y3 N8 x式中：ｍ１———上張力盤(pán)的質(zhì)量；
" @3 i& P: |! Lｍ２———墊圈的質(zhì)量；
2 }5 \8 Q% [- X, _ｇ———重力加速度；
" v( C8 N, l  D3 R1 {ａ———由于紗線(xiàn)直徑不勻（粗節、細節）引起的上張力盤(pán)及墊圈跳動(dòng)的加速度；
& z3 A6 P! X4 Q0 j0 s( O, xＫ———彈簧的剛度；
! K" b4 E" y. hΔ———彈簧壓縮距離；
, H* m3 ~1 n$ H% nＰ———壓縮空氣施加的壓力。
對于墊圈加壓方法，當紗線(xiàn)高速通過(guò)張力裝置工作表面之間時(shí)，因紗線(xiàn)直徑不勻而引起的上張力盤(pán)和墊圈的跳動(dòng)十分劇烈，加速度ａ交變幅值大，由跳動(dòng)加速度帶來(lái)的紗線(xiàn)附加張力使絡(luò )筒動(dòng)態(tài)張力發(fā)生明顯波動(dòng)，這是此種加壓方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)。因此，使用這種張力裝置時(shí)，必須采取良好的緩沖措施，減少上張力盤(pán)和墊圈的跳動(dòng)，以提高裝置的高速適應性。
相對地說(shuō)，彈簧加壓方法有利于克服這一弊病。由于ｍ１的數值較小，由上張力盤(pán)跳動(dòng)所引起的正壓力變化就小。同時(shí)，紗線(xiàn)上粗節、細節等疵點(diǎn)通過(guò)張力裝置工作表面之間時(shí)，引起彈簧壓縮距離Δ的變化甚微，彈簧壓力變化造成的正壓力變化很小，從而絡(luò )筒動(dòng)態(tài)張力的波動(dòng)不明顯。因此，在自動(dòng)絡(luò )筒機和其他現代機織設備上彈簧加壓方法得到了廣泛使用。部分高速自動(dòng)絡(luò )筒機上還采用壓縮空氣加壓或電磁力加壓的方法，壓力穩定且可實(shí)施自動(dòng)控制，從作用原理來(lái)說(shuō)這是一種更為先進(jìn)的加壓方法。

該裝置的優(yōu)點(diǎn)：累加法張力裝置在適當增加紗線(xiàn)張力均值的同時(shí)，不擴大張力波動(dòng)的方差，從而降低了紗線(xiàn)張力的不勻程度（使不勻率下降）。
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３．間接法　
在現代機織設備（整經(jīng)設備）中，張力裝置除應用上述兩種基本原理外，還使用了間接法原理。紗線(xiàn)繞過(guò)一個(gè)可轉動(dòng)圓柱體的工作表面，如圖所示，圓柱體在紗線(xiàn)帶動(dòng)下回轉的同時(shí)，受到一個(gè)外力Ｆ產(chǎn)生的阻力矩作用。

紗線(xiàn)繞過(guò)可轉動(dòng)圓柱體獲得張力的工作原理

設進(jìn)入張力裝置時(shí)紗線(xiàn)的張力為Ｔ０，離開(kāi)張力裝置時(shí)紗線(xiàn)張力為Ｔ，則Ｔ可以用如下的公式表示：
" B+ W) j9 t8 x+ OＴ＝Ｔ０＋Ｆ·ｒ/Ｒ
式中：ｒ———阻力Ｆ的作用力臂；
" L6 {& F7 W' `8 G6 X6 fＲ———圓柱體工作表面曲率半徑。
由上式可知，張力裝置依靠摩擦阻力矩間接地對紗線(xiàn)產(chǎn)生張力，故稱(chēng)為間接法原理。
在間接法張力裝置中，紗線(xiàn)對圓柱體工作表面的包圍角α要足夠大，以免兩者之間產(chǎn)生摩擦滑移。完全不同于前兩類(lèi)張力裝置的作用原理，在這種張力裝置中，紗線(xiàn)與圓柱體工作表面不發(fā)生相對滑移，紗線(xiàn)張力的調節依靠改變阻力矩來(lái)實(shí)現。因此，這類(lèi)張力裝置的主要特點(diǎn)為：
（１）高速條件下紗線(xiàn)磨損少，毛羽增加少。
（２）在紗線(xiàn)張力均值增加的同時(shí)，張力不勻率下降。
0 M/ d8 `) q  V4 M/ Q' @8 W: k（３）張力裝置所產(chǎn)生的張力增量與紗線(xiàn)的摩擦因數、紗線(xiàn)的纖維材料性質(zhì)、紗線(xiàn)表面形態(tài)結構、顏色等因素無(wú)關(guān)，便利色織、毛織生產(chǎn)的工藝管理。
（４）對圓柱體產(chǎn)生阻力矩的外力Ｆ可以是各種可控制的力，如彈簧力、電磁阻尼力等，有利于實(shí)現紗線(xiàn)張力的自動(dòng)控制。
) l7 [1 u! K3 W8 [" O1 V2 T2 g（５）裝置結構比較復雜是其缺點(diǎn)。
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２．倍積法　
紗線(xiàn)繞過(guò)一個(gè)曲面（通常是張力裝置或導紗部件的工作面），如圖（ａ）所示，經(jīng)過(guò)摩擦，紗線(xiàn)得到一定的張力增量。紗線(xiàn)進(jìn)入張力裝置時(shí)的張力為Ｔ０，紗線(xiàn)離開(kāi)張力裝置時(shí)的張力為Ｔ。紗線(xiàn)通過(guò)數個(gè)曲面之后，其張力是按一定的倍數增加的，所以稱(chēng)為倍積法原理。
紗線(xiàn)張力均值按ｅｆα倍增長(cháng)的同時(shí)，張力波動(dòng)的方差卻以ｅ２ｆα倍增加，從而使紗線(xiàn)張力的不勻程度得不到改善，這是倍積法張力裝置的一個(gè)主要缺點(diǎn)。其張力變化如圖（ｂ）所示。
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紗線(xiàn)繞過(guò)曲面獲得張力的工作原理

$ e6 a) `8 M. B: l$ G倍積法張力裝置中，包圍角α的變化也會(huì )引起紗線(xiàn)張力波動(dòng)。在１３３２ＭＤ型槽筒式絡(luò )筒機上，墊圈式張力裝置柱芯通過(guò)摩擦使紗線(xiàn)張力增加就屬于倍積法原理。由于筒子卷繞的導紗運動(dòng)使紗線(xiàn)對柱芯的摩擦包圍角不斷改變，導致絡(luò )筒張力不勻。
6 Q5 l) b7 ^( [! k　考慮到倍積法原理的諸多缺點(diǎn)，在現代高速絡(luò )筒機上，紗路盡量被設計成直線(xiàn)（稱(chēng)為直線(xiàn)紗路），以減少紗線(xiàn)對各導紗部件的摩擦包圍角，盡量避免通過(guò)倍積法原理對紗線(xiàn)產(chǎn)生張力增量。由于紗路通道曲折度小，于是普遍應用無(wú)柱芯的張力裝置，大大減少了紗線(xiàn)張力的不勻程度，提高了絡(luò )筒高速適應性。絡(luò )筒速度可達１２００ｍ／ｍｉｎ以上。
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