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一、粗紗的卷繞過程
    （一）管紗的形狀  粗紗經(jīng)過加捻后，需要卷繞在筒管上，以便運往細紗工序進一步加工。繞成的管紗形狀，中間呈圓柱體，兩端呈截頭圓錐體，如圖6-4-1所示。粗紗的卷繞首先是沿著筒管軸向逐圈卷繞在筒管上，第一層繞完后，改變軸向卷繞的方向，卷繞第二層，依次逐層卷繞，直到滿紗，這樣逐圈逐層卷繞便于在細紗機上退繞。卷繞過程中，粗紗沿著筒管軸向的卷繞高度逐層縮短，使兩端繞成截頭圓錐的形狀，以免兩端脫圈、冒紗，難于退繞而成為壞紗。

（二）粗紗卷繞的條件  為了將管紗繞成上述的形狀，粗紗卷繞時，必須符合以下四個條件：
    1.管紗的卷繞速度與卷繞直徑成反比  粗紗卷繞時，任一時間內(nèi)管紗的繞取長度，必須和前羅拉輸出的長度相等，即��

式中：nw——管紗的卷繞轉速(r/min)；
��    L——單位時間前羅拉輸出紗條的長度(mm/min)；
dx——管紗的卷繞直徑(mm)。
    由式(6-4-1)可知，由于前羅拉的輸出速度是常量，且管紗的卷繞直徑逐層增大，因此管紗卷繞轉速，在同一層內(nèi)相同，而隨著卷繞直徑的變大應逐層減慢，即與管紗的卷繞直徑成反比。
    2.筒管與錠翼有相對運動  粗紗通過錠翼壓掌的引導卷繞到筒管上，筒管和錠翼必須有相對運動，才能實現(xiàn)卷繞。由于筒管和錠翼同向回轉，因此兩者的轉速應有差異。筒管回轉速度大于錠翼回轉速度的稱為管導，錠翼回轉速度大于筒管回轉速度的稱為翼導。管導與翼導時的壓掌導紗方向、筒管繞紗方向各不相同，如圖6-4-2所示。
    由于加捻過程中,錠翼轉速恒定不變，因此采用翼導時，筒管轉速隨著卷繞直徑的增加而增大，致使管紗回轉不穩(wěn)定，動力消耗不平衡，而且斷頭后，管紗上的紗頭在回轉氣流作用下退繞飄頭，易影響鄰紗。此外，采用翼導還會因傳動慣性而使開車啟動時張力增加而導致斷頭。所以在棉紡粗紗機上，都采用管導式卷繞。在卷繞中，筒管轉速與錠翼轉速之差為卷繞的轉速nw，即
��                       ｎw＝ｎb－ｎs                     （６-4-2）
式中：ｎb——筒管的回轉速度(r/min)；
��    ｎs——錠翼的回轉速度(r/min)，即錠子轉速。
    由式(6-4-2)可知，筒管的回轉速度由恒速和變速兩部分組成，筒管的恒速與錠速相等，筒管的變速為卷繞速度，與管紗的卷繞直徑成反比。
    3.筒管的升降速度與管紗的卷繞直徑成反比  粗紗逐圈軸向排列是由 升降龍筋帶動筒管作升降運動而實現(xiàn)的，每繞一圈粗紗，升降龍筋需移動一個圈距。升降龍筋的升降速度為：

式中：a——粗紗軸向卷繞圈距(mm)。
    如果粗紗線密度不變，軸向卷繞圈距是個常量。由式(6-4-3)可知，升降龍筋的升降速度在同一卷繞層內(nèi)相同，而相繼各層逐層減慢，即筒管的升降速度與管紗的卷繞直徑成反比。
    4.升降龍筋的升降動程逐層縮短  為了使管紗繞成兩端呈截頭圓錐體的形狀，升降龍筋的升降動程需要逐層縮短，以使管紗各卷繞層高度逐層縮短。
二、粗紗機的卷繞傳動系統(tǒng)
（一）粗紗機卷繞傳動系統(tǒng)的發(fā)展  國產(chǎn)粗紗機的發(fā)展主要體現(xiàn)在對卷繞傳動系統(tǒng)的改進上。過去粗紗機的卷繞傳動系統(tǒng)由機械式變速裝置、差動裝置、升降裝置、擺動裝置及成形裝置等組成，各機構間的內(nèi)在聯(lián)系見圖6-4-3所示。其代表機型有A456、FA401、FA423、EJ521等。

進入二十世紀九十年代，數(shù)控電路、變頻技術及微電子技術開始在紡織設備上使用，粗紗機的卷繞傳動系統(tǒng)中取消了傳統(tǒng)的鐵炮變速裝置、成型裝置和張力微調(diào)裝置，用兩個電機在先進的工業(yè)計算機和變頻器的控制下完成粗紗的卷繞成型以及牽伸、加捻的同步運轉，其傳動系統(tǒng)如圖6-4-4所示。其代表機型有FA425。同時粗紗機的卷繞傳動部分也有了大的改變，不僅取消了變速、成型、張力補償裝置和差動裝置，而且取消了除牽伸以外的所有工藝參數(shù)變換齒輪，采用PLC及工業(yè)計算機，通過變頻、伺服系統(tǒng)控制多臺電機分別傳動錠翼、羅拉、卷繞部分和龍筋，以代替原有的傳動系統(tǒng)。其代表機型有FA468、FA491。

（二）粗紗機的卷繞傳動機構
⒈變速裝置　變速裝置的主要作用是通過改變輸入軸與輸出軸的傳動比，將輸入的恒速運動變成隨筒管卷繞直徑增大而逐層減小的變速運動，以滿足筒管轉速、龍筋升降速度逐層降低的要求。在我國，粗紗機一直采用上下鐵炮式無級變速裝置。如圖6-4-5所示。主動鐵炮由主軸傳動, 速度恒定，主動鐵炮通過皮帶傳動被動鐵炮，移動皮帶的位置，則被動鐵炮變速。當空管卷繞時，鐵炮皮帶處于起始位置，即主動鐵炮的大端傳動被動鐵炮的小端，被動鐵炮轉速最大。每卷繞一層粗紗后，成形裝置控制鐵炮皮帶移動一小段距離，主動鐵炮直徑減小，被動鐵炮直徑增大，轉速減慢。利用皮帶隨粗紗卷繞直徑的逐層移動，使被動鐵炮轉速逐層減慢，以滿足工藝的要求。

式中：nｎ——末輪轉速，與首輪同向為正值，異向為負值；
��    nm——首輪轉速；
��    n0——轉臂的轉速，與首輪同向為正值，異向為負值；
��    id ——首輪至末輪的傳動比，兩輪同向為正值，異向為負值。正負可以由外嚙合一次取一個負號,內(nèi)嚙合一次取一個正號推算之。

在變速傳動轉臂式差動裝置中，id為恒速傳動比，1-id為變速傳動比。雖然差動裝置的類型不同，但所起的作用是一樣的。由主軸和變速裝置傳來的速度，經(jīng)差動裝置合成后傳向筒管，變速裝置只負擔其中一小部分的轉速，而絕大部分的速度是由主軸來承擔的。
    （2）差動裝置不一致系數(shù)的計算  由式(6-4-5)可知，筒管的速度由恒速部分和變速部分組成，恒速部分等于錠速，變速部分是卷繞速度，其變化規(guī)律和管紗的卷繞直徑成反比。如果筒管的恒速和錠速不等，其差值就要加入到卷繞速度中去。隨著卷繞速度逐層減慢，這個差值在卷繞速度中占的比例逐層增大，從而破壞了卷繞規(guī)律，引起卷繞張力的變化，增加了粗紗長片段不勻。筒管的恒速與錠速之差對錠速比值的百分率，稱為不一致系數(shù)F。當F=0時，說明卷繞規(guī)律正常；當F≠0時，則F的絕對值越大，卷繞規(guī)律的破壞越嚴重。兩類差動裝置不一致系數(shù)Ｆ的計算公式如下：

（3）差動裝置的工藝要求
    ①符合工藝要求  差動裝置的傳動比id與ib、is 等傳動比配置得當，不一致系數(shù)為零，才能保證卷繞速度符合規(guī)律。
②機械效率高，磨損小  當差動裝置中首輪、末輪、轉臂的回轉方向相同時，軸與軸套間的相對速度減小，則磨損也隨之減小，且三者速度越接近，磨損越小。同時，如果在傳動中齒輪與齒輪的齒能相互交替接觸，可使齒輪磨損較為均勻，既能延長齒輪的使用壽命，又能使整個差動裝置運轉較為平穩(wěn)。為此，id值的大小和符號都必須合理配置。
    ③機構簡單，保養(yǎng)維修方便  為了簡化機構，便于維修，差動裝置一般采用四齒輪式，若能配備兩個以上質(zhì)數(shù)齒輪，則有利于減少齒輪的重復磨損而延長其使用壽命。
    ④平衡狀態(tài)好，回轉時振動小  差動箱重量大，回轉速度高，動能消耗大，機器因振動而易走動變形，所以對動平衡要求較高。因此采用不轉箱體可減少差動裝置的不平衡因素。
    ⒊擺動裝置
    擺動裝置的作用  擺動裝置位于差動裝置輸出合成速度齒輪和筒管軸端齒輪之間，其作用是將差動裝置輸出的合成速度傳遞給筒管。在新型粗紗機上則位于卷繞變速傳動齒輪與筒管軸端齒輪之間，將變頻器輸出的變速傳至筒管。筒管既要作回轉運動，又要隨升降龍筋上下移動，因而這套傳動機構的輸出端也必須隨升降龍筋的升降而擺動，故稱為擺動裝置。
    擺動裝置有齒輪式、鏈條式、萬向聯(lián)軸節(jié)—— 花鍵軸結合式等多種。目前，國內(nèi)外新型粗紗機多采用萬向聯(lián)軸節(jié)—花鍵軸結合式擺動裝置，如圖6-4-7所示。右側齒輪ｎ位于主軸上，ｎ及與之相嚙合的輪系位置是固定的；左側的輪系和筒管軸等隨升降龍筋一同運動�；ㄦI軸1在花鍵套筒2內(nèi)可以自由伸縮，以補償龍筋升降時產(chǎn)生的傳動距離變化。萬向聯(lián)軸節(jié)的結構如圖6-4-8所示，撥叉1、 3分別固裝在主動軸和被動軸上，兩軸間的夾角應小于45°。撥叉及十字頭2可以自調(diào)轉向，以適應升降龍筋升降時產(chǎn)生的傳動方向的變化。在這種擺動裝