纺纱过程中的几种特殊规律波的分析2

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1、纺纱过程中的几种特殊规律波的分析刘运新（ 福建省三明纺织有限公司, 福建 三明 365000）摘 要: 文章指出了圈条波、加捻波、卷绕波等三种特殊规律波的形态 , 分析了产生原因, 以及应该 采取的措施。关键词: 波谱分析; 规律波; 机械波; 圈条波; 捻度波; 卷绕波; 质量控制中图分类号: T S101. 91+ 4文献标识码: B文章编号: 1009 3028（ 2006） 04 0019 04纺织厂在用电容式条干检测仪检测条子或粗 纱条干时, 经常会见到 一些 规律波 波谱, 这些 规律波 通常俗称为 机械波 , 但实际上它们并 不是完全由机械状态不良所造成的, 相反有的规 律波是某

2、些设备或纺纱成形过程中所固有的, 或 者是由这些设备的 设计缺陷 所造成的, 也有一 部分是环境因素所造成的, 这些 规律波 在棉纺 厂主要表现为以下几个方面: 梳棉、并条、精梳的 圈条波 、粗纱的 捻度波 和 卷绕波 。如果在 生产和测试实践中, 无法正确判断这些波谱的成 因, 经常会错误地认为并条的圈条波是并条后区 造成的; 精梳的圈条波误认为是 结合波 或 搭接 波 ; 卷绕波则误认为 是粗纱后区出 现问题产生 的; 有时在细纱条干测试时也可能误将粗纱的捻 度波当成是细纱后区异常而造成的; 偶尔也有粗 纱的卷绕波在细纱的测试中表现出来, 但由于波 长很长, 无法确定问题产生的具体部位,

3、等等。下 面就以上三类特殊波谱（ 形） 作一简要分析。1 圈条波圈条波在梳 棉、并条、精梳 工序都能 经常见 到, 表现为两种形态。1. 1 第一种形态是我们常说的与上圈条盘对应 的圈条波。其波 长 1 大约为相应圈 条器转一圈 的圈条周长。如果圈条盘的圈条直径为 d 1, 圈条d 1（ 1+ 1/ i）。并且常常会有波长为J 2甚至有1 / 3、1 / 4 的谐波出现（ 如图 1 所示） 。产生原因 主要有以下几个方面:图 1 并条机的圈条效应波谱图（ 1） 圈条张力周期性变化。由于圈条斜管每 转一圈的过程中, 相对底盘的圈条速度随时都在 变化, 速度变化导致圈条张力的变化, 这样张力随 着

4、圈条轨迹周期性的变化就形成了规律性的圈条 波。为了简单起见, 以 FA311 并条机为例来计算 一个圈条周期中的两个特殊位置圈条斜管出口对 底盘的相对速度, 以说明圈条张力的变化。设: 当圈条轨迹靠近条桶外缘时, 圈条盘相对 底盘的线速度是 v1, 在靠近条桶中心的气孔周围 时, 圈条器对底盘的相对速度为 v2, 选用出条速 度 v= 350 m/ m in, 圈条盘（ 圈条斜管） 与圈条底盘 的速比 i= 19 93, 平均圈条张力 E= 1 033, 圈条 直径 d1= 286 mm, 条桶直径 d2= 400 m m, 圈条斜 管同圈条盘底盘同向回转, 设上圈条盘的角速度 为 1 , 圈

5、条底盘的角速度为 2 , e 为偏心距, 则圈盘对圈条底盘的转速比为 i, 在圈条盘同圈条底盘 同向回转时, 1 = d1 ( 1- 1/ i) 反, 向回转时1 =收稿日期: 2006 08 08作者简介: 刘运新( 1966 ! ) , 男, 湖南常德人, 工程师。条盘每转一转时, 圈条轨迹的长度即 1 。1 = d1 ( 1- 1/ i) = 853 mm, ( 在波谱图上表 现为 0 844 米的波长) 。根据圈条张力牵伸的定义:则1r1( 1- 1/ i) / ( v1000) = 1. 033由 i= 1/ 2= 19. 93得2= 133 5 rad/ min所以由 =iri-2

6、 #2 和 e= r2 - ri得 v1= ( 1- 2) r1 - e #2( 1)在靠近桶中心气孔边缘时相对速度为v2= ( 1-2) r1 + e #2( 2)则两点的相对线速度之差由( 1) 、( 2) 得!v= v2 - v1 = 2e #2= 15 22 m / min( 3)从计算可知, 在出条速度 350 m/ min 的情况 下, 圈条斜管每转一圈的过程中, 内外两点的速度 之差就有15 22 m/ m in。同时，从表达 式(3)可 知, 这种内外张力的差异与底盘的角速度和偏心 距成正比。( 2) 圈条时对条子的摩擦挤压变形程度不一 致也是造成圈条效应又一原因。我们都知道，

7、 棉 条在条桶直径方向的分布密度是不均匀的， 气孔 周围， 宽度为棉条直径的圆环内密 度最大， 稍远 处， 密度迅速降低， 在条桶边缘处， 密度又有所加 大。也就是说在中间气孔周围和条桶边缘棉条的 挤压程度最严重， 条子结构破坏也越厉害。圈条 盘一转， 有可能出现两处较严重变形， 并且基本对 称， 所以， 圈条波经常会有1/ 2 的谐波产生且很 突出。( 3) 是车间同实验室的温湿度有差异， 且试样 棉条在试验室放置时间过长， 或有几个试样叠放 在一起， 使得条子在成形的外缘和气孔边沿处， 吸 放湿速度较快， 而条子叠压的部分则吸放湿速度 较慢， 导致试样回潮不均匀， 在用电容式条干仪检 测条

8、子密度时， 体现出密度的不一致， 而形成圈条 波。同时， 在生产环境中条子的回潮没有达到平 衡也会出现圈条波。1. 2 第二种状态是与圈条底盘相对应的圈条波。 其波长约等于圈条底盘转一圈时圈条轨迹的总长 度。直径 400 m m 条桶一般会在 15 20 m， 是一 种长片段的规律波， 这种规律波出现时， 往往伴随 有第一种形态的圈条波， 并且这种长片段规律波 是由第一种状态的圈条波的波幅高低变化来体现 的( 如图 2 所示) 。其 产生的原因主 要有两个方 直或摆放不正， 或条桶中的托盘严重不平， 使偏心 距不恒定， 产生张力不匀所造成。这种波由于波 长较长， 只有在测试长度足够长时才会在波

9、谱图 上体现， 但在正常测试时的不匀曲线图上能清楚 看出来。图 2 与圈条底盘对应的波峰较高的不匀曲线图1. 3 采取措施( 1) 确保纤维通道和上圈条盘表面光洁， 要定 期或不定期揩清通道中的棉蜡、油脂。( 2) 调整圈条张力， 减少张力牵 伸的负面影 响。( 3) 确保圈条底盘水平， 条桶垂直于地面， 同 时条桶要比较稳地放在圈条底盘的中间位置。( 4) 对棉条进行半制品检测时 ， 试样在实验室 不要放置过长时间。如果要进行回潮平衡， 则不 要将几个试样叠放在一起， 而且要有足够长的时 间， 在生产监控中一般无法实现回潮平衡。2 粗纱捻度波即加捻效应面:试样棉条在实验室放置时间过长， 且车

10、间同实验室的温湿度有差异， 或有几个试样叠放在一粗纱的捻 度波 是一 种很 常见 的粗 纱 规律 波 , 其波长 2 为单位捻度所对应的粗纱长度 , 即 2 = 1/ Tt, T t 为捻度, 此波一般单独出现, 很少有 谐波产生（如图3所示）。A系列和FA系列粗纱 起, 导致试样回潮不均匀。如果实验室的湿度较 高, 则表现为波峰较高, 如果实验室的湿度较低, 则表现为波谷较低; % 圈条底盘不水平、条桶不垂机都会产生, 但在相同纺纱张力的条件下, A 系列 的粗纱机捻度波问题会更严重一些, FA 系列的 悬锭粗纱机会好很多, 甚至表现不出来。但这种 加捻效应 并不能统称为 假捻效应 , 因为

11、, 假捻度的大小与纤维种类、粗纱定量、纺纱张力、导纱 角大小、锭翼转速、假捻器材质、形状尺寸等因素 都有关系, 而且粗纱假捻度一般为粗纱设计捻度 的一倍至数倍。如果是假捻效应, 则其波长不应 该等于 2 = 1/ Tt, 大部分情况下其波长应该远远 小于 1/ Tt。2. 1 捻度波的产生原因( 1) 粗纱锭杆弯曲是 A 系列粗纱机产生捻度 波的主要原因之一。A系列粗纱机在运转时，弯 曲锭子会产生摇头, 使锭翼的顶孔中心运行在一 个圆形轨迹上， 而不是在一个点， 顶孔中心的轨迹 圆的半径大小是锭子弯曲程度的反映。而顶孔边 缘的捻陷点的运行轨迹是一个椭圆( 长轴平行于 前罗拉) ， 当锭翼顶孔的

12、位置在靠近前罗拉时， 纺 纱段最短; 而当顶孔远离前罗拉时， 纺纱段增长。 锭子每转一周， 纺纱段都会有一个由短变长而后 又由长变短的过程， 而前罗拉的输出速度却是恒 定的， 变长的过程就是一个产生意外牵伸的过程， 这样， 周而复始， 在纺纱张力较小时， 能看到纺纱 段粗纱明显抖动， 而在纺纱张力较大时， 虽然抖动 会消失， 但对粗纱条干的破坏依然存在、甚至更加 严重。无论在哪种情 况下都有可能 破坏粗纱条 干， 进而形成在电容式条干仪上能体现出来的捻 度波。( 2) 锭翼的动平衡不好， 也是 A 系列粗纱机 产生捻度波的主要原因之一。其产生机理基本与 锭杆弯曲时产生捻度波相同。( 3) 锭翼

13、顶孔的孔径 d 太大或假捻器的孔径 过大， 而顶孔离侧孔的垂直距离( 高度) h 又不够 大， 使得粗纱锭子在旋转一周的过程中， 假捻点到 侧孔的距离 a 值不恒等。当引出粗纱的侧孔在远 离罗拉一侧 时， 此距离 amax 最大， 即 amax = ( h2 + max max 2 d2) 1/ 2 ， 而当侧孔在靠近罗拉一侧时， 此距离最短， 即 a = h， 当 h 一定时， & a= a - a 与 d 成正 min max min 相关， 即 d 越大， amax 与 amin 差异愈明显， 就越易产 max min 生捻度波。如果 h 也是变化的， 则 h 越大， & a= a -

14、a受d的影响程度就越小。max min如果此时所产生的捻度波与锭子的顶孔晃动匀， 致使在旋转过程中， 阻捻效果呈现周期性的变化， 也会在一定程度上影响捻度波的产生。另外， 假捻器的加捻斜面的长度和斜面的角度也会对捻 度波的产生有一定的影响。2. 2 采取措施( 1) 校直锭杆、校锭翼的动静平衡 ， 减少锭子 摇头。( 2) 选择合适的假捻 器， 耐磨且 摩擦系数适 中， 圆整度好， 清洁时不要使用汽油。( 3) 减少锭翼顶孔直径或假捻器的孔径 ， 或者 增加顶孔到侧孔的高度。如在 A 454 系列粗纱机 上使用全密闭锭翼就比较能满足上述要求。( 4) 选择合适的纺纱张力， 不可过分地依赖假 捻

15、来提高粗纱的条干均匀度。3 粗纱的卷绕波卷绕波也是粗纱的一种很常见的规律波， 其 基波波长 3等于相应粗纱卷装直径 d3 与 的乘 积， 即粗纱的卷绕周长 3 =d 3， 常有3/ 2、2 3、3 3 3 3 4 3 、 6 3 等谐波产生 ( 如图 4 所示 ) ， 偶尔有 3/ 4 和 不等长规律波 产生。从整个粗纱来看， 卷绕波 波长 3不是一个固定值， 它随卷装直径的增大而 增大。这种规律波与一般机械波不同， 它不与某 一项机械运动有关， 也就是说卷绕波不是锭子、筒 管、以及相关传动系统不良等原因造成的， 因为， 在纺纱过程中， 锭子是相对恒速的， 而波长却是变 化的， 筒管虽然是变速

16、的， 但筒管的旋转频率远远 大于卷绕波的频率， 而且经反复实践证明， 卷绕波 的波长只与卷装直径有关。图 4 粗纱卷绕波波谱图所产生的捻度波的初相差为零( 即同相) ， 则捻度注: 粗纱直径 115 mm , 基波为 0 368 m。效应更明显; 如初 相差为 180 , 捻度 效应会减弱 到最小。( 4) 假捻器的阻捻作用不均匀 , 也会产生捻度 波。假捻器安装不正, 圆整度不好, 光洁 度不均卷绕波产生的根本原因来自相邻两层粗纱的 交叉卷绕。其 卷绕波 的产生机理可以从以下几 个方面来分析:( 1) 交叉点的挤压变形。在正常卷绕张力情况下, 粗纱交叉点受挤压变形较大, 这种变形在一 定程度

17、上改变了原有粗纱的质量分布, 从而形成 规律波 。由于相邻两层粗纱在交叉卷绕时, 粗 纱每绕一周同里层粗纱都有两个交点, 并且这两 个交点基本对称; 同时任一层粗纱( 最外层除外) 也同相邻的外层粗纱形成交叉卷绕, 也有两个基 本对称的交点。这些交点中有的变形较大, 有的 变形较小, 从而形成了基波和不同波长的谐波共 存的现象。在粗纱退绕时, 我们很容易就能看到 与其外层粗纱的交叉变形点。说明两层粗纱相交 时, 内层粗纱在交点处的变形比较明显。有时, 一 层粗纱与内外两层粗 纱的四个交点 分布比较均 匀, 则有可能产生 3/ 4 的规律波, 如果分布不均 匀, 则会产生 不等长规律 波, 但几

18、个波长之和等 于 3或 3/ 2。( 2) 从严格意义上讲 , 当粗纱绕过与内层粗纱 的交点时, 也存在意外牵伸, 因为绕过交点时的卷 绕直径要比同层其它 位置的直径稍 大一些。所 以, 任意两层粗纱相交, 外层粗纱绕过交叉点时都 可能产生意外牵伸, 而内层粗纱的意外牵伸则较 小。这也是在波谱图 中, 除基波 3 外, 通常伴有 谐波的又一原因。从上述可知, 粗纱交叉卷绕时, 内层粗纱在交 点处容易受挤压而变形, 外层粗纱则容易在绕过 交叉点时产生 意外牵伸 。同时, 因粗纱每层之 间的卷绕直径有差异, 同一层中交叉点的分布也 不是完全对称的, 所以, 卷绕波有时会以双柱波的 形式出现。有时因

19、某些交叉点变形或意外牵伸较 明显, 也有一些交点变形不明显, 此时基波会减弱 或 消失 , 而主要以谐波的形式表现出来。根据卷绕波产生的原因可知, 卷绕波与粗纱 的轴向和径向卷绕密度、卷绕张力、粗纱线密度以 及捻系数有关。4 结语4 1 圈条波、加捻波、卷绕波是纺纱过程中常见 的三种规律波。在 生产监控中, 一定要将 规律 波 和 机械波 区别开来, 在质量控制过程中会获 得事半功倍的效果。4 2 在看波谱图时一定要结合不匀曲线图来看。 如: 回潮不匀造成的规律波可以不用整改, 不会对 后道成品产生不良影响。4 3 加强设备的日常维护与保养 , 确保纤维通道 光洁, 同时选择合适的纺织器材。4

20、 4 选择合适的粗纱卷绕密度和粗纱捻系数 , 控 制好各道工序的张力牵伸, 减少规律波对条干的 破坏。4 5 检验半制品的试验室温湿度 , 要尽量与生产 车间的温湿度相近或保持一致。参考文献: 1 中国纺织大学 棉纺教研 室 . 棉纺学 ( 上册 ) M . 北京 : 纺 织 工业出版社, 1988. 2 袁景山 . 试 论新 型棉 纺粗 纱机纺 纱工 艺 J . 棉纺 织技 术 , 2005; 33( 3) : 12 ! 16. 3 陆再生. 棉纺设备 M . 北京: 中国纺织出版社 , 1995.4 任秀芳, 郝凤鸣. 棉纺质量控制与产品设计 M . 北京: 纺 织 工业出版社, 1990

21、. 5 肖国兰 . 电容式 条干仪波 谱分析实 用手册 M . 北京 : 中 国 纺织出版社, 1998.Analysis on Several Special Systematic Wave in Spinning ProcessL I U Yun x in( F ujian Sanm ing T ex tile Co . , Lt d. , Sanming 365000, China)Abstract: The paper pointed out the w av e shapes of three kinds o f special sy stem atic w aves o f coi

22、 ler w av e, tw ist w av e and w inding w ave, analysed the reaso ns for these w av e leng th spectrum to e m er ge, as w ell as the measures should be ado pted.Key words: w ave length spectrum analyse; sy stematic w ave; m echanical w ave; coiler w ave; tw ist w av e; w inding w ave; quality controlA11 right s reserved, http :lw w.c 感谢您试用 AnyBizSoft PDF to Word。试用版仅能转换5页文档。要转换全部文档，免费获取注册码请访问