4 纺纱系统中的应用
4.1 清棉成卷机上原有的铁砲自匀装置主要缺陷如下：
(1)铁砲表面曲线未严格按双曲线制造，常为直经，存在控制偏差；
(2)铁砲高速、大质量，转动惯量大，速度变化传递缓慢，灵敏度低；
(3)理论上，主被动铁砲速比变化，由线性传动皮带位置而定，但皮带是有宽度的，有滑失率还有爬高斜行效应，均影响速比变化；
(4)侧轴传动件及蜗杆快速磨损、故障停车多，影响效率，机件消耗大；
(5)人工调磅，受车间温湿度影响，视挡车工经验及操作熟练程度而异，不确定因素较多。
目前国内使用清棉成卷机的纺纱厂仍为多数，对之进行改造，实属必要，国内已有多家推出改进型号在10余种之多，如无锡的恒久ZQB系列，赛特的SS系列，申新系列，锡山灵特的FLT-3000B型，赛达SE-200型，金坛大宇的YSYH系列等等，有变频与压调两种方式，共同点是：
(1)正卷率能提高至99~100%，重不匀纯棉在1%以下，化纤在1.2%以下。
(2)利用原机上天平曲杆作检测点，天平罗拉为控制点，去掉侧轴，铁炮及蜗杆蜗轮传动，代之以变频电机或调压电机单独传动，改造便捷。
(3)改造费用小，若采用调压电机，费用更小，但该电机功耗较大，温升高。
改造后，效益显著（见2、3、4节）是合算的，若能再提高一点检测精度，考虑打手开松 ，尘笼前方气流对棉流纵横方向再分布的影响，效果将更好。
4.2 卷喂梳棉机
全国大多数的梳棉机，仍以卷喂为主，一般地因其设备配合较多，而自匀装置售价又较高，故应视具体情况，经济合理地使用。
4.2.1 生条直喂的转杯纺
一些工厂，常用转杯纺利用废棉纺制副牌纱，以充分利用各种下脚，梳棉中的可用纤维，获限经济效益。这些废纺纤维，不大适合，并条加工，常生条直喂，若用户提出了质量要求，则需要梳棉机上添装自匀装置，强调支偏用长闭环，强调条干强力，则用短开环，两者都强调，则用前短开环或混合环。
4.2.2 精梳纺系统
精梳纱属升档产品，质量要求较高，属于精梳系统的并合数多于普梳，准备工序对中、短片段的均匀度有改善作用，梳棉机上必需采用混合环匀整装置，兼顾支偏及均匀度的改善，与精梳后的一道超短片段匀整的并条机组合，把好精梳纱的质量关。
4.2.3 普梳纺系统
一般地，也可不采用自匀装置，视用户要求而定。
4.2.4 针织纱
针织用纱的质量要求高于机织，可以是精梳针织纱、普梳针织纱或转杯纺针织纱，梳棉机上必需采用混合环自匀装置，与后续并条机上的短片段或超短片段自匀装置组合，加上多根并合，牵伸的耦合效应，以提高棉纱质量。
4.3 清梳联
清梳联已有逐步推广之势，随着化纤用量的增加，因清棉粘卷问题，更促进了这种趋势的发展，但与清棉成卷相比有不足处。
4.3.1 清梳联工艺缺陷
一是少了一道清棉成卷机上的在线自匀控制；二是少了一道对不合格的轻重卷的人工调磅，即少了对超长片段不匀的控制；三是少了清棉储备卷横排竖取码放的延时混合与梳棉机上轻重卷搭配的管理调整功能。
清梳联连续化、自动化、高产、高效、高劳动生产率等等诸多优点，虽已公认，但若不能弥补上述缺陷也不能推广，而自匀装置的使用，除对延时混合无能为力以外，其他缺陷均能弥补。
4.3.2 连续匀整
在第一台梳棉机侧管道处的压力开关，控制着清棉机给棉罗拉变速喂给，使各梳棉机的上棉箱能均匀地储存原棉。下棉箱的压力传感器，控制着上箱喂棉罗拉变速均匀地喂入原棉至下箱。下箱喂入梳棉机的棉层，再接受梳棉机的匀整。瑞士立达最新推出的C51型梳棉机，已将上、下棉箱的匀整信号纳入梳棉机自匀装置的控制器中[注四]。
4.3.3 清梳联梳棉机
有四种类型，机前、机后短开环、长闭环和混合环。国内外已有多种型号，在国内有纺科院与郑州纺机的FT025型，青岛纺机的FT024型（混合环），西北机器厂Y2-1/2F型（闭环），七二一厂YZ-I型（闭环），台湾东夏THCA-5861型（机前短开环），无锡恒久CCA型，金坛大宇的YSTSLL型和赛特FA系列，国外有瑞士洛菲（LOEPFE）SLT-4（机后短开环），乌斯特UCC-L（长闭环），立达的C4-RR（混合环），法国特吕茨勒（TRUTZSCHLER）CCD型（长闭环）和ICFD+CCD（混合环），勃乃特（PLATT）2000型（机前短开环）等。四种自匀装置的特点：
(1)机后短开环
改善生条短片段不匀，但对长片段重不匀率的改善有限。
(2)机前短开环
检测点，控制点都设在机前，对梳棉机自身的匀整使用及外部干扰，均可匀整、检测、控制两点距离近，若能做到3、4节所述，则可对该短片段以上各片段长度全匀整，但对纺出生条增加1.05-2..0倍牵伸产生的附加不匀率，无法控制。
(3)长闭环
改善生条支偏，对短片段不匀率的改善有限，若设备状态较好，道夫的纤维转移率稳定，可适应工艺需要。
(4)混合环
同时具有开、闭环优点，已成为国内外纺机制造厂共同趋势，如郑州纺机的FA221和FA225系列，青岛纺机的FA232型，瑞士立达C4~C51型，法国特吕茨勒DK740~DK903型，DK903还将原后开环CFD型改进为ICFD型。（超短片段）
4.3.4 清梳联梳棉机匀整类别选择
一般地应考虑采用混合环，如限于资金，可考虑选用闭环或前开环。
4.4 并条机
并条机采用自匀装置，将是必然趋势，原因有七个：
4.4.1并条工序是纺纱厂质量把关的工序，对成纱支偏及条干均匀度，均有直接的影响，目前，许多工厂，都是采取离线检测的手段进行控制，其代表性、精度和反馈速度都存在极大的缺陷，越来越难适应市场上花色、品种频繁变化的需求。
4.4.2 棉纱质量能长期地稳定在同一个档次，是欲创商标，品牌效应的最终织物商（如服装等）所追求的纱源。为此，他们愿以高出一般市面的售价来求购。
4.4.3 自匀装置与现有的并合、牵伸工艺相结合，对棉纱质量的提高，能获得较好的耦合效果。
4.4.4 自匀装置对超过允许偏差的纺出品的疵点（棉结、杂质、长粗、长细等）建立门限，禁止通过，并实时发出警报。故可减少纱疵。
4.4.5 自匀装置对纺出品均匀度的改善，对后续工序，特别是织造工序，能减少断头，提高效率，降低生产成本，能创造可观的效益。
4.4.6 并条机单产高，设备台数较少，投资可较小。
4.4.7 混纺系统中，在混并之前，常对参与 混合的不同纤维原料，分别进行予并，若采用短、中片段的自匀装置，有利于混纺比例达设计要求。
4.5 并条机上的自匀装置
主要是改善棉条的短片段或超短片段的不匀。对于片段长度，瑞士乌斯特曾提出：超短＜0.25m，短片段为0.25~2.5m，中长为2.5~25m，长片段为25~250m，超长＞250m，因在并条以后的粗纺、细纺工序都是单根纺纱（特低号纱或采用双根粗纱喂入），再无并合改善的机会，故在并条机上，既要把好支偏这道关，还要为改善细纱的条干CV值创造条件，其采用的自匀装置、速度、精度远远大于清梳工序。
目前，国内外并条机的自匀装置，国内有洛阳613厂的Byz（中长片段）BYD（超短片段）型，台湾东夏的THA-901AL型和金坛大宇的YSBT型，国外有鸟斯特的ADC-EC、USC（超短片段）型，立达的RSB-D30型（超短片段），法国特吕茨勒的HSR-1000型（超短片段）等。除BYZ型为全部检测，部分匀整以外，其余型号均为全部检测，全部匀整，均采用开环控制迴路。
4.5.1 全匀整方式
检测点，控制点为第一图所示，对喂入品在牵伸区内C点的确定和系统运行时间TC有极严格的要求（即TF-TC=0），由于是高速，超短片段匀整，对检测机构，伺服执行机构要求有极高的响应度，必须是毫秒（MS）级，以匀整该短片段以上的各片段长度。
4.5.2 监测
开环迴路对前牵伸产生的附加不匀率及外来干扰，均无控制能力，在前罗拉纺出的前方，设监测点，对纺出的棉结、杂质、粗细节等纱疵采取停车禁行措施，并实时报警，由现场设备看护人员排除，以弥补开环迴路之不足。
4.5.3 并条机上自匀装置的使用
(1)立足于用户需要。根据用户对品种，纺纱号数质量上的要求，配用原料纤维的性能，结合本企业的工艺，设备条件，平衡经济效益，选用合适的自匀装置。
(2)将自匀装置的使用，纳入产品工艺设计中去。根据（1）项所述，决定采用哪种自匀装置，用于何处，与并合、牵伸工艺互补，求得较佳的耦合效果。
(3)充分发挥原有设备的潜力。自匀装置是附属于并条机上的设备，使用自匀装置时，不一定要将原机更新，（设备过于陈旧、改造费用过高者除外），可选用挡次较低的匀整中、长片段的装置，用于头道并条，低速高运转率使用，经济而实用。
(4)普梳系统，选用价格较低的匀整中、长片段的装置，用于头并，二道末并采用多根的并合、牵伸，着重改善短片段不匀。头并采用适度少并合数，低牵伸倍数的工艺，纺出速度适当降低。
(5)混纺系统，一般采用三道并条机进行混合、短、中片段的自匀装置应用于对各种不同原料纤维进行予并的并条机上，有利于提高混合比例的精确程度。
(6)精梳系统，精梳予并，可用也可不用，但在精梳后一道并条机上，必须采用超短片段的自匀装置，以消除精梳机产生的接合波。
总之，市场需求多变，自匀装置的使用，必需以满足用户需要为原则，合理选用，不拘一格。
5 自匀装置的选用应判断其工作的可靠性、耐久性和经济性。
5.1 可靠性
一般常用平均故障间隙时间MTBF（Meen Time Between Failures）来衡量，我以为，作为机电一体化的在线自控系统，还应该有自适应、自调整、自诊断的能力，并有较完善的抗干扰措施， 保证其在指定环境里能长期稳定地工作，至于MTBF的考核间隔时间，不能太短了，是否可考虑4000小时以上（三班连续运转半年）。这个数据，不能出自制造厂（应同时计下平均故障修理时间MTTR （Meen Time to Pepair）。
5.2 耐久性
工业用自控系统，须考虑成本及效益，常采用串接模型，设计上留有一定的冗余度。对于并条机上的自匀装置，可从两方面考核其耐久性。其一，是利用上述考核指标，计算其有效利用系 数K即：
K=MTBF/（MTBF+MTTR）…………………（4）
（4）式说明：延长系统中元器件的使用寿命和缩短其修理时间，可提高其耐久性。其二是根据系统中的关键设备的寿命作判断，例如伺服电机，传感器等的寿命期。
5.3 经济性
比较同等功能型号的售价及售后服务。即功能性附件、备件及投产、达产期。
6 用好自匀装置
自匀装置具有很多优点，但不是万能的，为能尽量发挥其功效，在安装，调试使用上，还须要做许多工作。
6.1 安装、调试
严格按照制造厂提供的说明书，一丝不苟地认真操作，特别是对检测部分和各部分的连接接口，安装间隙，要符合要求，以免“失之毫厘，差之千里”，影响匀整精度。调试中，常用n±1，或n±2根条子，通过纺纱结果对比进行调整，工作细 微又繁琐，有关管理人员一定要耐心地做好这一基础性的工作，调试投产后，隔一段时间，还应检测其运行的稳定性。若遇品种，工艺有较大变化时，还应重新进行调试，决不能认为一次调定，就可一劳永逸了。
6.2 运转操作
自匀装置的检测部分在线对喂入品进行检测，机件外露，其它部分虽有罩盖，但仍有尘绒的侵入。故在正常运转中，应经常保持检测部件的清洁，停机交接班时，应打开罩盖，清除其它部分特别是伺服执行部分的附着尘绒。另外，一般的自匀装置，还不具备“零匀整”的性质，即机器停车后，再开车，从零速起动时就能对产品进行同步匀整。频繁的开、关车，是并条机特点之一，为此，运转挡车工，应加强巡迴。做好快用净条桶的预接头，尽量减少停车机率。
6.3 保养维修
自匀装置的工作，存在一个假定：即执行匀整的牵伸元件，是完善无缺的理想件，牵伸区中产品经其匀整后，纺出时不会再产生任何形式的附加牵伸波，事实完全不是这样，这些理想的匀整件多为纺出的前罗拉或紧压罗拉，它的理想状态须要通过保全保养的认真平车来维护。若在安装自匀装置之前，对机台进行有目的的维修，其效果会好得多。
6.4 工艺管理
自匀装置显示的各种参数指标是工艺。管理人员经常要检查的，他们应经常地利用装置提供的自检能力，检查其各部分关键元器件工作是否正常，再检查设定的参数与其它工艺参数间的关联。
7 国产自匀装置与国外的差距
近几年来，国内的自调匀整技术有一些进步，特别是1998年在北京国际纺机展览会上，洛阳613厂推出了BYD超短片段匀整装置，匀整最短长度为15~20mm。适纺速度为200-800米/分，据称：MTBF≥2168小时，MTTR≤30分钟，已在缩短与国外的差距。缺点是单台价格趋近国际名牌的引进价，缺乏竞争力，为弄清差距，再看以下几点：
7.1 检测速度
立达的RSB-D30型采用定长检测方式，检测长度只有1.5mm，其检测精度不受并条机纺出速度的影响，而特吕茨勒的HSR-1000型声称“特吕茨勒配在集棉漏斗内之传感器，测量喂入棉条所显示的精密度和灵敏度更为优越。固而获得更精，更灵敏的感应频率”[注五]。这两家的技术说明我国的传感器技术远远落在人后。
7.2 匀整长度
RSB-D30与HSR-1000并条机的最高纺出速度是1000米/分，其匀整长度虽未具体标出，但却说“是传统概念所无法实现的”[注五]，RSB-D30称核心是“全数字化的自调匀整系统”[注二]。HSR-1000称“收集精确实际参数，匀整电子信号直接转换，无错信号的处理等，都是获取最短匀整长度的必要条件。”这两家实际说了同样的话，即数字化电子信息精确而直接的转换，缩短了系统运行时间。
7.3 伺服电机
自匀装置对伺服电机的要求是：惯性小、转矩大、体积小、重量轻、安装方便、少维修或无维修，用计算机控制，还要响应速度快，若上述两家并条机的匀整长度为20mm的话，则从检测到执行完毕仅1.2ms，即伺服电机的响应速度一定<<1.2ms，但一般的无维修的无刷直流伺服电机与电子计算机之间必须有数/模转换环节，只有步进电机才不须转换。目前，这种高响应度的电机仍须引进。
照对上述，国产自调匀整装置的差距在：传感器，全数字电路和伺服电机。要想再缩小这个差距，则必须打破行业界限，组织有关人力，物力协同攻关。
8 结语
8.1在线自调匀整技术在棉纺系统中的推广应用是市场需求的产物，尤其在并条机上的应用，已是大势所趋。
8.2对自匀装置性能型号的选择，应结合企业具体情况，考察其可靠性、耐久性后，统筹安排，以求获得较大的经济效益。后部受益的织造工序，对经过装置加工的原纱、售价上应予照顾。
8.3 用好自匀装置，必须加强工艺、设备、运转各方的管理，不能一劳永逸，任其自流。
参考文献
注一：孙德顺等“SYH—302A型自调匀整仪在成卷机上的应用”《棉纺织技术》1999年第8期
注二：Rieter 2000 SympoAium
注三：吕恒正 “并条牵伸理论及其应用”《纺织导报》1999年第5期
注四：Rieter C51梳棉机说明书
注五：TRUTZSCHLER Sliver formation