[发明专利]探测纱线张力的方法与设备以及绕纱方法

说明书

本发明涉及探测纱线张力的方法与设备以及绕纱方法。

如所周知，在合成纤维纱的绕纱过程中，所希望的纱线张力值是随绕纱条件如纱线的厚度、纱线的喂给速度、纱线的种类等等而变化。

当绕纱的张力过高，就会产生所谓的凹凸现象，这时，完成的纱线卷装在其侧部会有凹凸的影响，当此卷装在容器中输运时，就可能被摩擦，这在随后的卷装处理过程中便不易平滑地取出纱线。此外也会产生所谓的沉凹形现象，即卷装在其周边的中央部分下陷，使得纱线质量在卷装的外周边的中央部分与端部之间不同，导致这些部分在以后阶段中有不同的染色。再有，过高的张力会促致卷装的内应力增加，有可能形成所谓的螺旋效应，因纱线张力的局部驰缓致部分纱线层位移到其余部分之上，损害了卷装的退绕性能。还有，作为卷装芯子的管筒会加大变形程度，造成完全的卷装(蒲管)难以从绕纱机的相应锭子轴上分离下。

与上述相反，过小的张力又会使纱线的运动不稳，使得构成纱线的单纤维易在用来导引纱线运动的导纱器上分离或成圈，降低了纱线的质量。另外，这会减小卷装的密度，促致卷装难以保持所需的外形，使得在进行绕纱或将卷装运送到下一个处理过程中会改变卷装的形状，导致卷装不能使用。另外，绕纱时纱线上的强制力的强度不充分，从而可以产生所谓的纱线位移现象，使卷装中间层的部分纱线移向卷装中央，造成这部分纱线不易退绕。

为防上述问题发生，通常采用过试验绕纱法，通过改变纱线卷绕速度而制成一批试验络筒以确定合适的卷绕速度，即为获取一完整卷装所需外形来确定合适的纱线张力。

但是，这样确定的纱线卷绕速度并不能长久地保持所需的绕纱条件。这是由于绕纱时的纱线张力会因绕纱条件中不可避免的种种变化，如室温改变、聚合物材料粘度的稍许变化、过程温度的改变以及任何导纱器件的磨损等，而会与所需的纱线张力不同。

鉴于以上所述，必须在绕纱过程中监控绕纱条件的任何变化，并需据监控结果进行过程控制，如修正绕纱系统的绕纱条件或纺丝条件和测定完成的卷装的质量等级。

目前，已知有两种用在绕纱过程中进行过程控制的方法。一种是以测量完成的卷装的外形与绕纱密度为基础。另一种则是根据绕纱中对纱线张力所作的连续或周期性测量。

测量纱线形状与绕纱密度的第一种方法的缺点在于，由于仅当卷装已完全形成后才有可能探测不符合所需的形状或绕纱密度，因而绕纱的不适是滞后的探测结果。第一种方法的缺点还在于，暂时性产生的缺陷被“隐藏”于完成的卷装中，即不能靠仅仅检查已完成的卷装的外观来发现。这样，包括有隐蔽缺陷的卷装就有可能用于以后的例如针织过程中。再有，可能迅速出现的异常增大的张力会不可避免地导致成品卷装完全损伤。

在以处于绕纱状态连续或周期性测定纱线张力为基础的第二种设想下已实施的一种方法中，是对纱线张力作连续监控并强制控制卷绕速度成预定的常值。

为了探测纱线张力，如图27所示，通常采用了具有相分开的固定导纱器61和62的所谓三点式张力测量装置、设在导纱器61和62之间的可动导纱器63以及用来探测运动(转向)的位移传感器(应变仪)。

在这种张力测量装置中，探测信号并不检测出纱线张力的绝对值。这样，校准所探测出的值便是绝对必需的。理想上，这一校准是相对于纱线在卷绕时的运动速度相应于例如大于3000m/min时的速度进行的。但从实用观点考虑，当纱线是在这样高的速度条件运动时，便难以进行校准。于是，纱线张力一般是在固定的纱线中并在对应于张力测量范围内加权进行测量的。然后在此测量值对应于该加权值下作出校准。

但颇为常见的情形是，当纱线运动时，于稳定态下提供精确测定值的张力探测装置却会给出不同的探测值。可以认为，测量值的这种差别来源于对此测量值具有不同影响程度的各种因素的细小差别所致，这类因素例如有因纱线的表面条件、形状、探测位置与厚度而导致摩擦系数的稍许不同。换言之，即使是采用同一工作原理的张力测量装置，由于精度的差别，所测的张力值也可以不同，这就是说，各测量装置之间没有可匹配性。此外，这种测量值还会受到因老化造成导纱器的磨损的影响。