环锭加捻尼龙钩测速装置及方法与流程

本发明涉及纺织机械领域，特别是一种环锭加捻尼龙钩测速装置及方法。

背景技术：

基于环锭捻线的工艺原理，加捻锭子带动安装在钢领上的尼龙钩以及穿绕其中的纱线沿钢领做圆周运动，通过尼龙钩的旋转使得纱线产生捻度。加捻锭子和尼龙钩之间的角速度有转速差，加捻锭子的角速度高于尼龙钩的角速度，正是由于转速差的存在，才使得加捻纱线能够在卷绕筒管上形成卷装。

传统的环锭捻线工艺，纱线捻度由加捻锭子旋转角速度和送纱电机速度换算匹配决定。由控制器按照工艺设定输出相应速度信号来调整加捻锭子速度和送纱电机速度。该工艺以加捻锭子的转速作为纱线捻度控制的流程依据，并非依靠尼龙钩的实际旋转角速度来保证纱线捻度。因加捻锭子和尼龙钩的旋转角速度偏差不是太大，采用传统的捻度控制方式对纱线的捻度指标没有明显的影响。但这种工艺方法对捻线过程中的加捻张力有比较高的要求，要通过工艺参数调整保持加捻张力恒定。如果工艺参数设置不合理时，加捻张力出现波动，就会引起纱线捻度的变化，影响成品纱的质量，对下道工序不利。例如中国专利文献cn106987956a基于改进环锭纺的包缠角度均匀的拉胀复合纱的纺纱装置中，即采用了上述的方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种环锭加捻尼龙钩测速装置及方法，能够克服现有技术中加捻张力难以控制的技术问题，便于调节加捻锭子速度和送纱电机速度的参数。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种环锭加捻尼龙钩测速装置，包括加捻锭子，加捻锭子与卷纱筒管连接，并驱动卷纱筒管旋转，在卷纱筒管外围设有钢领，钢领固定不旋转，尼龙钩与钢领滑动连接，尼龙钩用于被纱线穿过并由纱线驱动沿着钢领的外缘旋转，在钢领的一侧或者导纱钩的下方处设有传感器，用于检测尼龙钩的转速。

优选的方案中，所述的传感器为反射式光电传感器，反射式光电传感器的反射面为钢领的边缘，由尼龙钩通过反射式光电传感器与钢领之间时产生一次脉冲信号；

优选的方案中，所述的传感器为霍尔传感器，霍尔传感器的工作面为钢领的边缘，由尼龙钩通过对电场的干扰产生一次脉冲信号。

优选的方案中，所述的传感器为巨磁阻传感器，巨磁阻传感器的工作面为钢领的边缘，由尼龙钩通过对磁场的干扰产生一次脉冲信号。

优选的方案中，所述的传感器为对射式光电传感器，对射式光电传感器安装在导纱钩的下方，尼龙钩带动纱线旋转形成气圈，气圈穿过对射区域，在对射区域内纱线旋转一圈产生两次脉冲信号。

优选的方案中，所述的传感器为霍尔传感器，尼龙钩带动纱线(8)旋转形成气圈，气圈经过霍尔传感器检测区域，在传感器检测区域内纱线旋转一圈产生一次脉冲信号；

或者，所述的传感器为巨磁阻传感器，尼龙钩带动纱线(8)旋转形成气圈，气圈经过巨磁阻传感器检测区域，在传感器检测区域内纱线旋转一圈产生一次脉冲信号。

一种采用上述的一种环锭加捻尼龙钩测速装置的方法，包括以下步骤：

在钢领的一侧设置传感器，检测尼龙钩的转速，由尼龙钩的转速控制丝筒电机的转速，以确保纱线捻度精度恒定。

优选的方案中，以加捻锭子的转动速度为基准，根据测量得到的尼龙钩的角速度，根据尼龙钩转速和设定捻度值换算出丝筒电机转速，进行动态闭环调节，匹配送纱速度，保持捻度恒定；

尼龙钩角速度与送纱电机转速的换算关系如下：

n=(n×π×d)/t

其中n为送纱电机转速，n为尼龙钩角速度，d为送纱丝筒直径，t为目标捻度值。

优选的方案中，在一个时间段内，若未能检测到尼龙钩角速度，则判定为纱线断纱。

优选的方案中，随着纺纱过程的进行，丝筒电机驱动的丝筒上的纱逐渐减少，丝筒直径逐渐变小；根据丝筒的排线规律，在丝筒电机转速计算直径变小的补偿。

本发明提供的一种环锭加捻尼龙钩测速装置及方法，通过检测尼龙钩的转速，从而动态调整送纱电机与加捻锭子的转速，保证加捻张力和纱线捻度恒定。并能够取消光电断纱传感器，判断纱线是否断纱。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为本发明中钢领位置的俯视结构示意图。

图3为本发明中采用对射式光电传感器方案的结构示意图。

图中：丝筒电机1，导纱钩2，卷纱筒管3，传感器4，尼龙钩5，钢领6，加捻锭子7，纱线8，对射式光电传感器9。

具体实施方式

如图1、2中，一种环锭加捻尼龙钩测速装置，包括加捻锭子7，加捻锭子7与卷纱筒管3连接，并驱动卷纱筒管3旋转，在卷纱筒管3外围设有钢领6，钢领6固定不旋转，尼龙钩5与钢领6滑动连接，尼龙钩5用于被纱线8穿过并由纱线8驱动沿着钢领6的外缘旋转，在钢领6的一侧或者导纱钩2的下方处设有传感器4，用于检测尼龙钩5的转速。

优选的方案中，所述的传感器4为反射式光电传感器，反射式光电传感器的反射面为钢领6的边缘，由尼龙钩5通过反射式光电传感器与钢领6之间时产生一次脉冲信号。反射式光电传感器采用例如：keyence光电传感器、e18-d80nk光电传感器。由于不涉及距离参数，因此优选采用开关光电传感器。

优选的方案中，所述的传感器4为霍尔传感器，霍尔传感器的工作面为钢领6的边缘，由尼龙钩5通过对电磁场的干扰产生一次脉冲信号。例如：sc1134霍尔传感器、意瑞半导体公司、基恩士公司的霍尔传感器。由于本申请中仅需获取脉冲信号而不涉及距离参数，因此优选采用霍尔开关传感器。

优选的方案中，所述的传感器4为巨磁阻传感器，巨磁阻传感器的工作面为钢领6的边缘，由尼龙钩5通过对磁场的干扰产生一次脉冲信号。例如恩智浦公司的巨磁阻传感器，由于不涉及距离参数，因此优选采用巨磁阻开关传感器。

优选的方案中，所述的传感器4为对射式光电传感器9，对射式光电传感器安装在导纱钩2的下方，尼龙钩5带动纱线8旋转形成气圈，气圈穿过对射区域，在对射区域内纱线8旋转一圈产生两次脉冲信号。如图3中所示，在气圈旋转一圈的过程中，纱线(8)会两次切割对射式光电传感器9之间的光束，从而产生两次脉冲信号。

优选的方案中，所述的传感器4为霍尔传感器，尼龙钩5带动纱线(8)旋转形成气圈，气圈穿过霍尔传感器检测区域，在传感器检测区域内纱线8旋转一圈产生一次脉冲信号。

优选的方案中，所述的传感器4为巨磁阻传感器，尼龙钩5带动纱线(8)旋转形成气圈，气圈穿过巨磁阻传感器检测区域，在传感器检测区域内纱线8旋转一圈产生一次脉冲信号。

使用时，加捻锭子带动卷绕筒管和纱线做圆周运动，卷绕筒管用于存储完成加捻工序后的纱线。纱线带动钢领上的尼龙钩旋转，尼龙钩旋转使纱线产生捻度，捻度大小由尼龙钩转速和送纱电机速度共同决定。控制系统控制加捻锭子7的速度，并以加捻锭子7的转动速度为基准，根据测量得到的尼龙钩5的角速度，若要保持捻度恒定，需根据尼龙钩转速和设定捻度值换算出送纱电机转速，进行动态闭环调节，匹配准确的送纱速度，完成输线功能。尼龙钩角速度与送纱电机转速的换算关系如下：

n=(n×π×d)/t

其中n为送纱电机转速，n为尼龙钩角速度，d为送纱丝筒直径，t为目标捻度值。

在保证纱线捻度工艺的前提下，送纱电机按照实际尼龙钩转速，匹配目标捻度值，依据指令受控同步运行，形成闭环控制结构，使送纱电机跟随运行更准确、可靠。在运行阶段，若因纱线品质或者环境条件改变时，纺纱张力出现波动，引起尼龙钩转速变化，本发明的装置能够快速动态匹配调整送纱电机速度，对张力变化产生削弱和抵消的作用，维持加捻张力和纱线捻度在可靠、稳定的范围内，从而确保设备控制精度和捻线品质。

实施例2：

一种采用上述的一种环锭加捻尼龙钩测速装置的方法，包括以下步骤：

在钢领6的一侧或者导纱钩2的下方处设置传感器4，检测尼龙钩5的转速，由尼龙钩5的转速控制丝筒电机1的转速，以确保纱线捻度精度恒定。

优选的方案中，以加捻锭子7的转动速度为基准，根据测量得到的尼龙钩5的角速度，根据尼龙钩转速和设定捻度值换算出丝筒电机1转速，进行动态闭环调节，匹配送纱速度，保持捻度恒定；

尼龙钩角速度与送纱电机转速的换算关系如下：

n=(n×π×d)/t

其中n为送纱电机转速，n为尼龙钩角速度，d为送纱丝筒直径，t为目标捻度值。

优选的方案中，在一个时间段内，若未能检测到尼龙钩角速度，则判定为纱线断纱。

优选的方案中，随着纺纱过程的进行，丝筒电机1驱动的丝筒上的纱逐渐减少，丝筒直径逐渐变小；根据丝筒的排线规律，在丝筒电机1转速计算直径变小的补偿。即送纱速度=丝筒电机转速×丝筒上纱的实时直径。

实验例:

利用kv558e机器，在钢领6上安装传感器4，检测纺纱时导纱钩2的运行转速。

安装结构如图1中所示，检测条件：kv558e机器、尼龙钩测速传感器采用光电传感器、闪光测速仪、g37纱、292号尼龙钩。

检测要求：利用闪光测速仪和尼龙钩测速传感器分别测量不同锭速下尼龙钩的实际转速值，并进行对比分析。

检测数据(单位rpm)：

设定锭速：200027003000400050006000

频闪仪实测锭速：200026992999400050006000

频闪仪实测尼龙钩转速：171025702774364242364810

传感器实测尼龙钩转速：170525682769364142314806

偏差值：525154

测结果分析：

依据测速传感器速度检测的工作原理，通过调整传感器的安装位置，排除筒管运转对传感器的干扰因素，检测获取的结果跟频闪仪测试的转速值基本一致。

本发明传感器的应用亮点：

1、传感器的测速精度较高，可以实时监测尼龙钩的运行转速；

2、传感器运用在单锭单控的玻捻机上，用于检测尼龙钩转速，控制丝筒电机送纱速度，提高纱线捻度精度；

3、传感器取代现有光电断纱传感器，能够用于检测设备运转中的纱线断纱情况。当一个时间段内没有检测到尼龙钩的转速，则判定为纱线断纱。

检测结论：

在纺纱时，尼龙钩测速传感器能够检测出尼龙钩的运行转速，并将检测数据传送给控制器，为控制器控制输线速度提供数据。根据检测结果分析该传感器可以在现有环锭捻线设备上运用。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。