前言
在直接无捻粗纱的生产过程中，保持纱线线速度及张力的稳定非常重要。在漏板温度恒定的情况下，精确恒定的线速度保证了纱线Tex数的稳定。而纱线的张力则影响丝饼的松紧及端面和母线是否平整。各张力的控制是通过控制排线器的横移速度来实现的。虽然目前已有激光测距装置可实现线速度和张力的闭环控制，但由于激光探头需要频繁清洗，停机拆装会影响连续生产，所以在线使用的非常少，大多数厂家选择开环控制。开环控制的关键是要有一套合适的数学模型。本文介绍通过理论推导得出的速降曲线及横移曲线，在实际应用中取得了较好的效果。另外卷绕比的设定也对丝饼的成形有重要的影响，随着伺服电机在拉丝机中的应用，卷绕比的控制精度已经可以达到小数点后6至7位，能够精确控制丝饼端面花纹的形状。本文对卷绕比与端面花纹的关系也进行了探讨。掌握这些规律对生产过程中工艺参数的设置及调整具有指导意义。
1 机头速度的变化规律
1.1 速降模型的推导
在直接纱的缠绕过程中，为了保证Tex数的稳定，必须控制纱线线速度的稳定。在开环控制的前提下，线速度的稳定是通过让机头旋转速度随丝饼直径的增大而下降来实现的。由于直接纱丝饼是标准圆柱形结构，县丝饼厚度大（如图1），转速的线性下降显然满足不了精度要求，所以必须找出一个更加准确的速降模型，控制系统按该模型对机头速度实施开环控制。下面简要介绍速降模型的推导过程。
在线速度恒定的条件下，纱线的长度与缠绕时间成正比，而纱筒截面积的增加与纱线长度成正比。设线速度为v，机头转速为n，机头半径为r，运行时间为t，则有：
（3）式即为线速度恒定时机头转速随时间变化的数学式，其中a、b参数的确定见1.2。其曲线如图2所示。
.2 a、b常数的确定
常数a，b的值与纱线线速度v，丝饼内径d1，丝饼外径d2，满筒时间T有关。
其中V，d1，d2，T的值作为主工艺参数通过人机界面输入。设丝饼最里层转速为n0，最外层转速为nr，则有：
1.3 引入修正系数C
（3）式给出了理想状态下的速降曲线，实际拉丝过程中由于配合料、浸润剂、漏板温度等因素的影响，会存在一定的误差，造成里外层纱Tex数的不一致。为了减小误差，可以引入一个修正系数C，经不断的试验总结，下列关系式能较好地修正丝饼里外层Tex数误差。
图2中三条曲线分别为未经修正及修正后的速降曲线。从图中可看出，当c大于零时，外层转速比修正前高，c小于零时，外层转速比修正前低。用这种方法调节里外层Tex数的偏差，操作简单方便，并且其修正量随时间逐渐加大，保持了曲线的平滑性。
2 丝饼直径的变化规律
（7）式表明丝饼直径的变化率与机头转速n成正比。按照这个规律控制排线器的横移速度，使导纱嘴与丝饼表面的距离始终保持恒定，从而保证纱线张力的稳定。为了保证控制精度，通常采用步进电机或伺服电机控制排线器的横移。
3 端面花纹的成形规律
3.1 端面花纹的形成
随着高精度伺服电机在拉丝机中的应用，直接纱丝饼端面可做成螺旋形花纹。端面做成花纹不仅丝饼形状美观，而且由于纱线有规律的交错重叠使得丝饼端面稳定，不易起蛛网毛纱（见图1）。另外随着微波烘干技术的推广，要求直接纱丝饼能够控制网状结构，以利于水份的蒸发。花纹的形状或网眼的大小与卷绕比有紧密关系。了解这种关系对卷绕比的选择有帮助。
在设定卷绕比时要考虑两个因素：折回点的个数与偏移量。我们把卷绕比分成分数与偏移量两部分：
卷绕比=分数十偏移量
当偏移量为零时，卷绕比为纯分数。这时纱线完全重叠，折回点在端面沿直径方向发散，母线方向呈菱形网状结构。这种纱卷绕密度低，松软易变形，所以这种卷绕比一般不在生产中使用，但可以用于调机时测试卷绕比精度。加上一定的偏移量后折回点随拉丝时间发生偏移，形成螺旋形花纹。偏移量小，花纹粗；偏移量大，花纹细。