3 自勻裝置的原理、類型及特性 
3.1 原理 
變化牽伸區(qū)中的牽伸倍數(shù)實現(xiàn)對在制品的勻整。基本方程： 
v2=v1E(1±△t/t)或 v1=v2 [E(1±△t/t)]………(1) 
(1)式中：V1、V2分別為喂入，紡出羅拉的線速度，V2/V1=實際牽伸倍數(shù)=D 
E為額定（設計）牽伸倍數(shù) 
G為喂入品實際單位重量，以厚度t表示 
△G為喂入品實際單位重量與額定（設計）單位重量之差，以厚度變化△t表示 
當V1為恒量，V2喂入品厚度的變化作線性變化。當V2為恒量，V1隨喂入品厚度的變化作雙曲線變化。 
3.2 自調(diào)勻整的類型有三種分開環(huán)、閉環(huán)、混合環(huán) 
3.2.1 開環(huán)：控制迴路非封閉式，檢測點設在機器喂入后羅拉的后方，控制點設在紡出點某處，按補償原理工作。 
3.2.2 閉環(huán)：控制迴路為封閉式，檢測點設在機器紡出前羅拉的前方，控制點設在喂入點某處，按反饋原理工作。 
3.2.3 混合環(huán)：在牽伸調(diào)整系統(tǒng)中，既有開環(huán)，也有閉環(huán)，兼有二者的優(yōu)點?？捎袃商帣z測，一處控制，也可有一處檢測，兩處控制。 
3.3 類型特點 
3.3.1 開環(huán) 
(1)順產(chǎn)品運行方向，檢測點在后，控制點在前，對喂入品實時檢測，實時控制，針對性強。 
(2)檢測點在喂入方向，速度低，可提高檢測精度。 
(3)控制點在前，速度雖較高，但與喂入品厚度變化成線性關(guān)系，利于控制。 
(4)勻整后，牽伸系統(tǒng)產(chǎn)生的外部干擾，無控制能力。 
(5)勻整長度較短，對控制系統(tǒng)的運行時間有嚴格要求，必需與喂入在制品到達牽伸區(qū)中變速點某處的時間同步，匹配的好，可望對所勻整的短片段以上的所有中、長片段產(chǎn)生全勻整作用，否則效果欠佳，甚至惡化條干，故穩(wěn)定性較差。 
3.3.2 閉環(huán) 
(1)順產(chǎn)品運行方向，檢測點在前，控制點在后，對喂入品檢測過去，控制未來，針對性差。 
(2)檢測點在前，紡出方向，安裝精度要求高。 
(3)控制點在后，速度雖低，但應與喂入品厚度變化成雙曲線關(guān)系，精度受影響。 
(4)勻整系統(tǒng)對牽伸系統(tǒng)產(chǎn)生的外部干擾，有控制能力，故穩(wěn)定性較好。 
(5)由檢測至控制、執(zhí)行、系統(tǒng)運行時間較長，故勻整片段較長。 
3.3.3 混合環(huán) 
(1)融開，閉環(huán)之所長于一體，能同時勻整短、中、長片段。 
(2)控制方式靈活，可有多種選擇，或在喂入紡出兩端均設檢測點，有喂入或紡出處設一個控制點，也可在喂入，紡出兩端均設控制點，在喂入或紡出處設一個檢測點，視工藝需要而定。 
(3)因增設了檢測點或是控制點，特別是控制執(zhí)行點，其成本較高。 
3.4 開環(huán)變速點與時間 
3.4.1 變速點。以牽伸區(qū)中前羅拉鉗口中心為原點的直角坐標，A為檢測點，在制品按矢示方向，以后羅拉線束V1喂入，V2為前羅拉線速，前后羅拉的中心距為G、a、P分別為前、后鉗口的實控寬度，Xe為變速點，纖維長度為L，牽伸倍數(shù)D=V2/V1。則 
xc=[2(G-P+D·a)-L(D+1)]/2(D+1)　(注三) ……(2) 
棉條截面中纖維頭端密度超前棉條厚度（截面纖維量）ф值。 
ф=（L/2）[1+(σ/L)2] ……………… (3) 
(3)式中，L為纖維平均長度，σ為纖維的離散度 
OA=M，因為調(diào)控的是棉條的厚度，故當喂入條行走至牽伸區(qū)中的C點時，應視為變速點。 
3.4.2 系統(tǒng)運行時間 
研究表明，只有當喂入條由A點行至C點時，自勻裝置執(zhí)行變速才能同步。設喂入品由A至C的時間為Tf，則 
Tf=AC/v1={M-xc-0.5×L[1+(Q/L)2]}/v1 ………(4) 
系統(tǒng)運行時間設為Tc，則必需使Tc-Tf=0，才能同步。此即意味能對此短片段長度以上的各片段長度進行全勻整。 
4 紡紗系統(tǒng)中的應用 
4.1 清棉成卷機上原有的鐵砲自勻裝置主要缺陷如下： 
(1)鐵砲表面曲線未嚴格按雙曲線制造，常為直經(jīng)，存在控制偏差； 
(2)鐵砲高速、大質(zhì)量，轉(zhuǎn)動慣量大，速度變化傳遞緩慢，靈敏度低； 
(3)理論上，主被動鐵砲速比變化，由線性傳動皮帶位置而定，但皮帶是有寬度的，有滑失率還有爬高斜行效應，均影響速比變化； 
(4)側(cè)軸傳動件及蝸桿快速磨損、故障停車多，影響效率，機件消耗大； 
(5)人工調(diào)磅，受車間溫濕度影響，視擋車工經(jīng)驗及操作熟練程度而異，不確定因素較多。 
目前國內(nèi)使用清棉成卷機的紡紗廠仍為多數(shù)，對之進行改造，實屬必要，國內(nèi)已有多家推出改進型號在10余種之多，如無錫的恒久ZQB系列，賽特的SS系列，申新系列，錫山靈特的FLT-3000B型，賽達SE-200型，金壇大宇的YSYH系列等等，有變頻與壓調(diào)兩種方式，共同點是： 
(1)正卷率能提高至99~100%，重不勻純棉在1%以下，化纖在1.2%以下。 
(2)利用原機上天平曲桿作檢測點，天平羅拉為控制點，去掉側(cè)軸，鐵炮及蝸桿蝸輪傳動，代之以變頻電機或調(diào)壓電機單獨傳動，改造便捷。 
(3)改造費用小，若采用調(diào)壓電機，費用更小，但該電機功耗較大，溫升高。 
改造后，效益顯著（見2、3、4節(jié)）是合算的，若能再提高一點檢測精度，考慮打手開松 ，塵籠前方氣流對棉流縱橫方向再分布的影響，效果將更好。 
4.2 卷喂梳棉機 
全國大多數(shù)的梳棉機，仍以卷喂為主，一般地因其設備配合較多，而自勻裝置售價又較高，故應視具體情況，經(jīng)濟合理地使用。 
4.2.1 生條直喂的轉(zhuǎn)杯紡 
一些工廠，常用轉(zhuǎn)杯紡利用廢棉紡制副牌紗，以充分利用各種下腳，梳棉中的可用纖維，獲限經(jīng)濟效益。這些廢紡纖維，不大適合，并條加工，常生條直喂，若用戶提出了質(zhì)量要求，則需要梳棉機上添裝自勻裝置，強調(diào)支偏用長閉環(huán)，強調(diào)條干強力，則用短開環(huán)，兩者都強調(diào)，則用前短開環(huán)或混合環(huán)。 
4.2.2 精梳紡系統(tǒng) 
精梳紗屬升檔產(chǎn)品，質(zhì)量要求較高，屬于精梳系統(tǒng)的并合數(shù)多于普梳，準備工序?qū)χ?、短片段的均勻度有改善作用，梳棉機上必需采用混合環(huán)勻整裝置，兼顧支偏及均勻度的改善，與精梳后的一道超短片段勻整的并條機組合，把好精梳紗的質(zhì)量關(guān)。 
4.2.3 普梳紡系統(tǒng) 
一般地，也可不采用自勻裝置，視用戶要求而定。 
4.2.4 針織紗 
針織用紗的質(zhì)量要求高于機織，可以是精梳針織紗、普梳針織紗或轉(zhuǎn)杯紡針織紗，梳棉機上必需采用混合環(huán)自勻裝置，與后續(xù)并條機上的短片段或超短片段自勻裝置組合，加上多根并合，牽伸的耦合效應，以提高棉紗質(zhì)量。 
4.3 清梳聯(lián) 
清梳聯(lián)已有逐步推廣之勢，隨著化纖用量的增加，因清棉粘卷問題，更促進了這種趨勢的發(fā)展，但與清棉成卷相比有不足處。 
4.3.1 清梳聯(lián)工藝缺陷 
一是少了一道清棉成卷機上的在線自勻控制；二是少了一道對不合格的輕重卷的人工調(diào)磅，即少了對超長片段不勻的控制；三是少了清棉儲備卷橫排豎取碼放的延時混合與梳棉機上輕重卷搭配的管理調(diào)整功能。 
清梳聯(lián)連續(xù)化、自動化、高產(chǎn)、高效、高勞動生產(chǎn)率等等諸多優(yōu)點，雖已公認，但若不能彌補上述缺陷也不能推廣，而自勻裝置的使用，除對延時混合無能為力以外，其他缺陷均能彌補。 
4.3.2 連續(xù)勻整 
在第一臺梳棉機側(cè)管道處的壓力開關(guān)，控制著清棉機給棉羅拉變速喂給，使各梳棉機的上棉箱能均勻地儲存原棉。下棉箱的壓力傳感器，控制著上箱喂棉羅拉變速均勻地喂入原棉至下箱。下箱喂入梳棉機的棉層，再接受梳棉機的勻整。瑞士立達最新推出的C51型梳棉機，已將上、下棉箱的勻整信號納入梳棉機自勻裝置的控制器中[注四]。 
4.3.3 清梳聯(lián)梳棉機 
有四種類型，機前、機后短開環(huán)、長閉環(huán)和混合環(huán)。國內(nèi)外已有多種型號，在國內(nèi)有紡科院與鄭州紡機的FT025型，青島紡機的FT024型（混合環(huán)），西北機器廠Y2-1/2F型（閉環(huán)），七二一廠YZ-I型（閉環(huán)），臺灣東夏THCA-5861型（機前短開環(huán)），無錫恒久CCA型，金壇大宇的YSTSLL型和賽特FA系列，國外有瑞士洛菲（LOEPFE）SLT-4（機后短開環(huán)），烏斯特UCC-L（長閉環(huán)），立達的C4-RR（混合環(huán)），法國特呂茨勒（TRUTZSCHLER）CCD型（長閉環(huán)）和ICFD+CCD（混合環(huán)），勃乃特（PLATT）2000型（機前短開環(huán)）等。四種自勻裝置的特點： 
(1)機后短開環(huán) 
改善生條短片段不勻，但對長片段重不勻率的改善有限。 
(2)機前短開環(huán) 
檢測點，控制點都設在機前，對梳棉機自身的勻整使用及外部干擾，均可勻整、檢測、控制兩點距離近，若能做到3、4節(jié)所述，則可對該短片段以上各片段長度全勻整，但對紡出生條增加1.05-2..0倍牽伸產(chǎn)生的附加不勻率，無法控制。 
(3)長閉環(huán) 
改善生條支偏，對短片段不勻率的改善有限，若設備狀態(tài)較好，道夫的纖維轉(zhuǎn)移率穩(wěn)定，可適應工藝需要。 
(4)混合環(huán) 
同時具有開、閉環(huán)優(yōu)點，已成為國內(nèi)外紡機制造廠共同趨勢，如鄭州紡機的FA221和FA225系列，青島紡機的FA232型，瑞士立達C4~C51型，法國特呂茨勒DK740~DK903型，DK903還將原后開環(huán)CFD型改進為ICFD型。（超短片段） 
4.3.4 清梳聯(lián)梳棉機勻整類別選擇 
一般地應考慮采用混合環(huán)，如限于資金，可考慮選用閉環(huán)或前開環(huán)。 
4.4 并條機 
并條機采用自勻裝置，將是必然趨勢，原因有七個： 
4.4.1并條工序是紡紗廠質(zhì)量把關(guān)的工序，對成紗支偏及條干均勻度，均有直接的影響，目前，許多工廠，都是采取離線檢測的手段進行控制，其代表性、精度和反饋速度都存在極大的缺陷，越來越難適應市場上花色、品種頻繁變化的需求。 
4.4.2 棉紗質(zhì)量能長期地穩(wěn)定在同一個檔次，是欲創(chuàng)商標，品牌效應的最終織物商（如服裝等）所追求的紗源。為此，他們愿以高出一般市面的售價來求購。 
4.4.3 自勻裝置與現(xiàn)有的并合、牽伸工藝相結(jié)合，對棉紗質(zhì)量的提高，能獲得較好的耦合效果。 
4.4.4 自勻裝置對超過允許偏差的紡出品的疵點（棉結(jié)、雜質(zhì)、長粗、長細等）建立門限，禁止通過，并實時發(fā)出警報。故可減少紗疵。 
4.4.5 自勻裝置對紡出品均勻度的改善，對后續(xù)工序，特別是織造工序，能減少斷頭，提高效率，降低生產(chǎn)成本，能創(chuàng)造可觀的效益。 
4.4.6 并條機單產(chǎn)高，設備臺數(shù)較少，投資可較小。 
4.4.7 混紡系統(tǒng)中，在混并之前，常對參與 混合的不同纖維原料，分別進行予并，若采用短、中片段的自勻裝置，有利于混紡比例達設計要求。 
4.5 并條機上的自勻裝置 
主要是改善棉條的短片段或超短片段的不勻。對于片段長度，瑞士烏斯特曾提出：超短＜0.25m，短片段為0.25~2.5m，中長為2.5~25m，長片段為25~250m，超長＞250m，因在并條以后的粗紡、細紡工序都是單根紡紗（特低號紗或采用雙根粗紗喂入），再無并合改善的機會，故在并條機上，既要把好支偏這道關(guān)，還要為改善細紗的條干CV值創(chuàng)造條件，其采用的自勻裝置、速度、精度遠遠大于清梳工序。 
目前，國內(nèi)外并條機的自勻裝置，國內(nèi)有洛陽613廠的Byz（中長片段）BYD（超短片段）型，臺灣東夏的THA-901AL型和金壇大宇的YSBT型，國外有鳥斯特的ADC-EC、USC（超短片段）型，立達的RSB-D30型（超短片段），法國特呂茨勒的HSR-1000型（超短片段）等。除BYZ型為全部檢測，部分勻整以外，其余型號均為全部檢測，全部勻整，均采用開環(huán)控制迴路。 
4.5.1 全勻整方式 
檢測點，控制點為第一圖所示，對喂入品在牽伸區(qū)內(nèi)C點的確定和系統(tǒng)運行時間TC有極嚴格的要求（即TF-TC=0），由于是高速，超短片段勻整，對檢測機構(gòu)，伺服執(zhí)行機構(gòu)要求有極高的響應度，必須是毫秒（MS）級，以勻整該短片段以上的各片段長度。 
4.5.2 監(jiān)測 
開環(huán)迴路對前牽伸產(chǎn)生的附加不勻率及外來干擾，均無控制能力，在前羅拉紡出的前方，設監(jiān)測點，對紡出的棉結(jié)、雜質(zhì)、粗細節(jié)等紗疵采取停車禁行措施，并實時報警，由現(xiàn)場設備看護人員排除，以彌補開環(huán)迴路之不足。 
4.5.3 并條機上自勻裝置的使用 
(1)立足于用戶需要。根據(jù)用戶對品種，紡紗號數(shù)質(zhì)量上的要求，配用原料纖維的性能，結(jié)合本企業(yè)的工藝，設備條件，平衡經(jīng)濟效益，選用合適的自勻裝置。 
(2)將自勻裝置的使用，納入產(chǎn)品工藝設計中去。根據(jù)（1）項所述，決定采用哪種自勻裝置，用于何處，與并合、牽伸工藝互補，求得較佳的耦合效果。 
(3)充分發(fā)揮原有設備的潛力。自勻裝置是附屬于并條機上的設備，使用自勻裝置時，不一定要將原機更新，（設備過于陳舊、改造費用過高者除外），可選用擋次較低的勻整中、長片段的裝置，用于頭道并條，低速高運轉(zhuǎn)率使用，經(jīng)濟而實用。 
(4)普梳系統(tǒng)，選用價格較低的勻整中、長片段的裝置，用于頭并，二道末并采用多根的并合、牽伸，著重改善短片段不勻。頭并采用適度少并合數(shù)，低牽伸倍數(shù)的工藝，紡出速度適當降低。 
(5)混紡系統(tǒng)，一般采用三道并條機進行混合、短、中片段的自勻裝置應用于對各種不同原料纖維進行予并的并條機上，有利于提高混合比例的精確程度。 
(6)精梳系統(tǒng)，精梳予并，可用也可不用，但在精梳后一道并條機上，必須采用超短片段的自勻裝置，以消除精梳機產(chǎn)生的接合波。 
總之，市場需求多變，自勻裝置的使用，必需以滿足用戶需要為原則，合理選用，不拘一格。