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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)際牽伸倍數(shù)=d
e為額定（設(shè)計(jì)）牽伸倍數(shù)
g為喂入品實(shí)際單位重量，以厚度t表示
△g為喂入品實(shí)際單位重量與額定（設(shè)計(jì)）單位重量之差，以厚度變化△t表示
當(dāng)v1為恒量，v2喂入品厚度的變化作線性變化。當(dāng)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(cè)點(diǎn)設(shè)在機(jī)器喂入后羅拉的后方，控制點(diǎn)設(shè)在紡出點(diǎn)某處，按補(bǔ)償原理工作。
3.2.2 閉環(huán)：控制迴路為封閉式，檢測(cè)點(diǎn)設(shè)在機(jī)器紡出前羅拉的前方，控制點(diǎn)設(shè)在喂入點(diǎn)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(diǎn)�？捎袃商帣z測(cè)，一處控制，也可有一處檢測(cè)，兩處控制。
3.3 類型特點(diǎn)
3.3.1 開環(huán)
(1)順產(chǎn)品運(yùn)行方向，檢測(cè)點(diǎn)在后，控制點(diǎn)在前，對(duì)喂入品實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)時(shí)控制，針對(duì)性強(qiáng)。
(2)檢測(cè)點(diǎn)在喂入方向，速度低，可提高檢測(cè)精度。
(3)控制點(diǎn)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(zhǎng)度較短，對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間有嚴(yán)格要求，必需與喂入在制品到達(dá)牽伸區(qū)中變速點(diǎn)某處的時(shí)間同步，匹配的好，可望對(duì)所勻整的短片段以上的所有中、長(zhǎng)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(yùn)行方向，檢測(cè)點(diǎn)在前，控制點(diǎn)在后，對(duì)喂入品檢測(cè)過去，控制未來，針對(duì)性差。
(2)檢測(cè)點(diǎn)在前，紡出方向，安裝精度要求高。
(3)控制點(diǎn)在后，速度雖低，但應(yīng)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(duì)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(cè)至控制、執(zhí)行、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，故勻整片段較長(zhǎng)。
3.3.3 混合環(huán)
(1)融開，閉環(huán)之所長(zhǎng)于一體，能同時(shí)勻整短、中、長(zhǎng)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(shè)檢測(cè)點(diǎn)，有喂入或紡出處設(shè)一個(gè)控制點(diǎn)，也可在喂入，紡出兩端均設(shè)控制點(diǎn)，在喂入或紡出處設(shè)一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，視工藝需要而定。
(3)因增設(shè)了檢測(cè)點(diǎn)或是控制點(diǎn)，特別是控制執(zhí)行點(diǎn)，其成本較高。
3.4 開環(huán)變速點(diǎn)與時(shí)間
3.4.1 變速點(diǎn)。第一圖為以牽伸區(qū)中前羅拉鉗口中心為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)，a為檢測(cè)點(diǎn)，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(shí)控寬度，xe為變速點(diǎn)，纖維長(zhǎng)度為l，牽伸倍數(shù)d=v2/v1。則
xc=[2(g-p+d·a)-l(d+1)]/2(d+1)　……(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(zhǎng)度，σ為纖維的離散度
圖中，oa=m，因?yàn)檎{(diào)控的是棉條的厚度，故當(dāng)喂入條行走至牽伸區(qū)中的c點(diǎn)時(shí)，應(yīng)視為變速點(diǎn)。
3.4.2 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間
研究表明，只有當(dāng)喂入條由a點(diǎn)行至c點(diǎn)時(shí)，自勻裝置執(zhí)行變速才能同步。設(shè)喂入品由a至c的時(shí)間為tf，則
tf=ac/v1={m-xc-0.5×l[1+(q/l)2]}/v1 ………(4)
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間設(shè)為tc，則必需使tc-tf=0，才能同步。此即意味能對(duì)此短片段長(zhǎng)度以上的各片段長(zhǎng)度進(jìn)行全勻整。
4 紡紗系統(tǒng)中的應(yīng)用
4.1 清棉成卷機(jī)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(yán)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(dòng)慣量大，速度變化傳遞緩慢，靈敏度低；
(3)理論上，主被動(dòng)鐵砲速比變化，由線性傳動(dòng)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(yīng)，均影響速比變化；
(4)側(cè)軸傳動(dòng)件及蝸桿快速磨損、故障停車多，影響效率，機(jī)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(yàn)及操作熟練程度而異，不確定因素較多。
目前國(guó)內(nèi)使用清棉成卷機(jī)的紡紗廠仍為多數(shù)，對(duì)之進(jìn)行改造，實(shí)屬必要，國(guó)內(nèi)已有多家推出改進(jìn)型號(hào)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(dá)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(diǎn)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(jī)上天平曲桿作檢測(cè)點(diǎn)，天平羅拉為控制點(diǎn)，去掉側(cè)軸，鐵炮及蝸桿蝸輪傳動(dòng)，代之以變頻電機(jī)或調(diào)壓電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，改造便捷。
(3)改造費(fèi)用小，若采用調(diào)壓電機(jī)，費(fèi)用更小，但該電機(jī)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(diǎn)檢測(cè)精度，考慮打手開松 ，塵