天津宏大紡織機(jī)械有限公司　郝霄鵬/文

1　牽伸波的形成及特性

牽伸波源自牽伸區(qū)內(nèi)較之正常情況下有過(guò)多浮游纖維不受控制、不再按規(guī)定的速度運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致粗細(xì)不勻明顯異常而形成牽伸波。

這種由于在牽伸區(qū)里過(guò)多纖維失控所形成的不勻，本質(zhì)上仍屬于隨機(jī)不勻。這種粗細(xì)不勻的波形不同于機(jī)械波，它是隨機(jī)，不重復(fù)出現(xiàn)的。但它又有規(guī)律可循，即每當(dāng)纖維叢通過(guò)該牽伸區(qū)總會(huì)有過(guò)多的短纖維在牽伸區(qū)中既不被后羅拉握持，又不被前羅拉握持，而是即可隨包圍它的已被前羅拉握持的纖維的運(yùn)動(dòng)速度帶動(dòng)，也可隨包圍它而尚被后羅拉握持的纖維的運(yùn)動(dòng)速度帶動(dòng)，使它們呈浮游狀態(tài)時(shí)快時(shí)慢地涌動(dòng)，導(dǎo)致紗條形成的不規(guī)則粗細(xì)變化。因此我們可將牽伸波看成是有特定規(guī)律的隨機(jī)不勻。

在牽伸區(qū)內(nèi)浮游纖維不受羅拉握持，其形成的粗細(xì)不勻顯然要與纖維長(zhǎng)度有關(guān)，反映在波譜圖中，牽伸波是在正常波普上疊加一“小山”狀波，波長(zhǎng)不是嚴(yán)格固定但與纖維長(zhǎng)度有關(guān)，占據(jù)多個(gè)相鄰頻道（6個(gè)頻道以上），說(shuō)明在該段波長(zhǎng)范圍內(nèi)的隨機(jī)波動(dòng)幅度顯著增大。牽伸波沒(méi)有諧波，因?yàn)橹挥挟?dāng)不勻波形可重復(fù)出現(xiàn)才能分解成基波和各次諧波。

2　公式簡(jiǎn)介

在條干波譜分析時(shí)，經(jīng)常遇到一些牽伸波，盡管通過(guò)波譜圖，能知道牽伸波的波長(zhǎng)范圍和波峰的波長(zhǎng)，但很難確定產(chǎn)生牽伸的部位。我們分析牽伸波的通常做法是根據(jù)牽伸波計(jì)算公式：

λv= K*E*Lw

E ——到產(chǎn)生牽伸波部位的牽伸倍數(shù)；

Lw——纖維的平均長(zhǎng)度；

K ——常數(shù)，細(xì)紗 2.75，粗紗 3.5，并條 4.0，精梳4.0；

然而，這個(gè)公式具有一定的局限性。由于產(chǎn)生牽伸波的因素很多，有很多問(wèn)題利用上式無(wú)法解決，其得出的牽伸倍數(shù)E 不一定是產(chǎn)生牽伸波的牽伸倍數(shù)。同時(shí)，即使找到產(chǎn)生牽伸波的部位，也很難查到產(chǎn)生牽伸波的原因。

為更有效、更快捷、更準(zhǔn)確地進(jìn)行牽伸波的波譜分析，作者特介紹了自身在波譜分析中的一些體會(huì)及分析實(shí)例。筆者建議，在分析波譜圖上的牽伸波時(shí)應(yīng)同時(shí)查看曲線圖，觀察條干紗疵在曲線圖上是否呈現(xiàn)規(guī)律性。

3　根據(jù)牽伸波基本波長(zhǎng)分析故障源

分析產(chǎn)生牽伸波的故障源的關(guān)鍵是要確定在哪一牽伸區(qū)出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)用羅拉牽伸時(shí)，正常情況下，其隔距既要足夠大以免長(zhǎng)纖維被拔斷，又要盡量小以免較短纖維浮游失控，故任何隔距的設(shè)定只能是取折衷值。在牽伸過(guò)程中總會(huì)有部分纖維失控，其導(dǎo)致的隨機(jī)不勻是正常的牽伸不勻，不可能消除。對(duì)于細(xì)紗來(lái)說(shuō)反映在正常波譜圖中凸顯有山狀峰，其中心波長(zhǎng)λ0與纖維平均長(zhǎng)度成正比。如果細(xì)紗機(jī)主牽伸區(qū)出現(xiàn)牽伸異常導(dǎo)致產(chǎn)生牽伸波，則波譜圖中相應(yīng)正常波峰部位的幅度增加，即在這段波長(zhǎng)范圍內(nèi)隨機(jī)不勻增大，形成“小山”狀牽伸波疊加在正常波譜圖的主峰上，如圖1所示。

牽伸波的波長(zhǎng)范圍與紗條中長(zhǎng)度偏短的纖維分布有關(guān)，因此牽伸波所占諸相鄰頻道的中心值也即牽伸波的基本波長(zhǎng)λv要略小于λ0，而且在波譜圖中牽伸波與纖維平均長(zhǎng)度之間存在一定的規(guī)律。

圖1　牽伸波的基本波長(zhǎng)λV要略小于λ0

細(xì)紗 λv≈2.75*Lw

粗紗 λv≈3.5*Lw

并條 λv≈4.0*Lw

精梳條 λv≈4.0*Lw

對(duì)于粗紗、條子來(lái)說(shuō)所取系數(shù)稍大是由于粗紗、條子波譜圖中的主峰較之細(xì)紗而言稍向右移，這是因?yàn)榍凹徆ば蝽殫l中的纖維還未被完全松解成單根狀態(tài)而是集束運(yùn)動(dòng)。

具體分析時(shí)首先要知道纖維平均長(zhǎng)度Lw，以確定牽伸波的基本波長(zhǎng)，其次應(yīng)知道各道工序的牽伸倍數(shù)，由此可推斷問(wèn)題發(fā)生在哪一牽伸區(qū)。

圖2　以重量作基準(zhǔn)的棉纖維長(zhǎng)度分布圖

天然纖維平均長(zhǎng)度有多種指標(biāo)，意義各不相同，數(shù)據(jù)差異也很大，不同測(cè)試方法和儀器所得結(jié)果也不相同。本文中Lw是以纖維重量作基準(zhǔn)的長(zhǎng)度分布圖的纖維平均長(zhǎng)度，其確定方法如下：

取棉纖維的纖維長(zhǎng)度排列如圖2所示，橫坐標(biāo)表示纖維重量百分率。繪出與曲線的直線部分最相貼合的一條直線（如虛線所示），從其與纖維重量0和100%所作垂線的交點(diǎn)處可得到a值和b值，則Lw按下式計(jì)算：

現(xiàn)在我們?cè)谏a(chǎn)中采用的“品質(zhì)長(zhǎng)度”、“主體長(zhǎng)度”、“手扯長(zhǎng)度”與w之間尚無(wú)確切換算關(guān)系，由于紗條中的纖維不是完全平行伸直，有皺曲、有彎鉤、有對(duì)折及加工過(guò)程中纖維受損等使紗條中的實(shí)際纖維平均長(zhǎng)度與對(duì)原料測(cè)試得到的w有所不同，再是纖維平均長(zhǎng)度隨每天的配棉、混棉也有所變化。因此實(shí)際分析牽伸波時(shí)通常不是基于Lw，而是取實(shí)測(cè)紗條波譜圖中的λ0近似看成牽伸波的基本波長(zhǎng)。

例如環(huán)錠細(xì)紗機(jī)主牽伸區(qū)產(chǎn)生牽伸波其疊加在波峰圖上形成一“小山”狀波λv≈λ0≈7cm，此時(shí)細(xì)紗CVm值會(huì)有明顯增大。產(chǎn)生原因可結(jié)合設(shè)備狀況進(jìn)行分析，如前區(qū)羅拉隔距不當(dāng)，皮圈架位置不對(duì)，前皮輥加壓輕握持欠緊，中羅拉壓力小，皮圈上銷變形等，總之是由于主牽伸區(qū)的纖維沒(méi)得到良好的控制所致。

圖3　普梳棉粗紗波譜圖

4　實(shí)例分析

4.1普梳棉粗紗波譜圖(如圖3所示)

牽伸波λv1≈40cm源自末并主牽伸區(qū)，從粗紗波譜圖中主峰波長(zhǎng)λ0≈5cm可估計(jì)末并棉條中牽伸波的基本波長(zhǎng)λv也約5cm。這是基于實(shí)測(cè)粗紗CVm=5.55%處于正常范圍，說(shuō)明粗紗工序本身工作良好并未引發(fā)牽伸波，也未對(duì)纖維狀態(tài)有所惡化，而λ0≈5cm偏短肯定與前面工序有關(guān)。再是多臺(tái)粗紗機(jī)所紡粗紗都在λv1處出現(xiàn)明顯牽伸波進(jìn)一步說(shuō)明與末并有關(guān)。

λv1=λv*D≈5*7.8=39(cm)

其中粗紗牽伸倍數(shù)D=7.8，圖中機(jī)械波λ1≈2.3cm是源自假捻效應(yīng)。

4.2 粗紗C535tex波譜圖及相應(yīng)細(xì)紗C18.5tex波譜圖(如圖4、圖5所示)

圖4　粗紗波譜圖

圖5　細(xì)紗波譜圖

粗紗機(jī)前后牽伸區(qū)都產(chǎn)生牽伸波，屬同一臺(tái)車的共性問(wèn)題，粗紗機(jī)的總牽伸倍數(shù)為6.8倍，前區(qū)牽伸倍數(shù)為5.5倍。

從粗紗波譜圖主峰可估定主牽伸區(qū)產(chǎn)生牽伸波的基本波長(zhǎng)λv≈5.7cm。粗紗機(jī)后區(qū)產(chǎn)生的牽伸波經(jīng)前區(qū)牽伸出現(xiàn)λv1≈30cm，則

λv1=λv*5.5≈5.7*5.5≈31cm

λv2源自末道并條機(jī)后牽伸區(qū)，其產(chǎn)生的牽伸波基本波長(zhǎng)也大體認(rèn)為是5.7cm，經(jīng)并條機(jī)前區(qū)（前區(qū)牽伸倍數(shù)約為7.2倍，總牽伸倍數(shù)為9）及粗紗機(jī)牽伸后，則

λv2≈5.7*7.2*6.8≈280cm=2.8m

將該粗紗紡成C18.5tex細(xì)紗，其波譜圖出現(xiàn)牽伸波λv3≈2cm、λv4≈10cm。細(xì)紗機(jī)總牽伸34倍。

λv3源自粗紗機(jī)前區(qū)產(chǎn)生的牽伸波λv≈5.7cm經(jīng)細(xì)紗機(jī)牽伸，則

λv3≈λv*34≈ *34≈1.95m

λv4源自粗紗中的λv1牽伸波經(jīng)細(xì)紗機(jī)牽伸，則

λv4≈λv1*34≈30*34=10.2m

5　粗紗機(jī)后區(qū)牽伸倍數(shù)對(duì)粗紗牽伸波的影響

普梳棉粗紗C550tex在后區(qū)牽伸倍數(shù)為 1.63、1.29、1.23、1.13、1.11時(shí)粗紗波譜圖如圖6至圖10所示。

圖6　后區(qū)牽伸倍數(shù)1.63

后區(qū)牽伸倍數(shù)1.63時(shí)，所紡粗紗條干CV值為8.91%，條干明顯惡化，其波譜圖異常，λv為粗紗主區(qū)產(chǎn)生的牽伸波，λv1為粗紗后區(qū)產(chǎn)生的牽伸波異常突起。

圖7　后區(qū)牽伸倍數(shù)1.29

后區(qū)牽伸倍數(shù)1.29時(shí)，所紡粗紗條干CV值為6.46%，條干均勻度明顯好轉(zhuǎn)，粗紗后區(qū)牽伸波λv1已明顯下降。

圖8　后區(qū)牽伸倍數(shù)1.23

后區(qū)牽伸倍數(shù)1.23時(shí)，所紡粗紗條干CV值為6.09%，粗紗后區(qū)牽伸波λv1又有所下降。

圖9　后區(qū)牽伸倍數(shù)1.13

后區(qū)牽伸倍數(shù)1.13時(shí)，所紡粗紗條干CV值為5.51%，粗紗后區(qū)牽伸波又有所下降，同時(shí)粗紗主區(qū)產(chǎn)生的牽伸波λv有所上升。

圖10　后區(qū)牽伸倍數(shù)1.11

后區(qū)牽伸倍數(shù)1.11時(shí)，所紡粗紗條干CV值為5.35%，粗紗后區(qū)牽伸波又有所下降，同時(shí)粗紗主區(qū)產(chǎn)生的牽伸波λv有所上升。

由上可知：隨著粗紗機(jī)后區(qū)牽伸倍數(shù)的降低，粗紗波譜圖發(fā)生了明顯變化，尤其是粗紗機(jī)后區(qū)產(chǎn)生的牽伸波大幅度下降，主牽伸區(qū)產(chǎn)生的牽伸波稍微有所升高。此時(shí)發(fā)生的牽伸波是原料自身產(chǎn)生的；隨著粗紗機(jī)后區(qū)牽伸倍數(shù)的降低，粗紗條干CV值明顯下降，當(dāng)后區(qū)牽伸倍數(shù)1.11時(shí)，粗紗條干CV值最低達(dá)到5.35%，粗紗條干已達(dá)到正常范圍。

6　結(jié)論

1）根據(jù)紗條波譜圖中出現(xiàn)牽伸波的中心除以前道牽伸區(qū)的牽伸倍數(shù)，所得值如接近牽伸波的基本波長(zhǎng)，則該道牽伸區(qū)內(nèi)很可能就是故障源。

2）粗紗機(jī)后牽伸區(qū)產(chǎn)生的牽伸波跟粗紗機(jī)后區(qū)牽伸倍數(shù)密切相關(guān)，為降低粗紗牽伸波粗紗機(jī)后區(qū)牽伸倍數(shù)應(yīng)偏小掌握。

3）纖維狀態(tài)不穩(wěn)定（如理順欠佳伸直度差彎鉤多、對(duì)折多）使須條中，短纖維分布較正常情況偏多，這是引發(fā)牽伸波的基本原因。而在須條加工過(guò)程中由于工藝配置不當(dāng)，如各牽伸機(jī)構(gòu)的總牽伸倍數(shù)及對(duì)各牽伸區(qū)的牽伸分配選擇不當(dāng)，羅拉隔距、皮輥加壓等設(shè)定不妥，均會(huì)使?fàn)可靺^(qū)里有過(guò)量的短纖維處于失控狀態(tài)或不能穩(wěn)定地加以控制，因此為了更大程度的消除牽伸波應(yīng)綜合考慮以上因素。

[1]肖國(guó)蘭編著.電容式條干儀波普分析實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，1998

[2]劉恒琦，徐鑫耀，徐杰，陳群榮，宋湛華，翁效明譯校.烏斯特條干均勻度儀使用手冊(cè)[M].北京：紡織部標(biāo)準(zhǔn)化研究所出版，1984.

[3] 尹偉.淺析牽伸波[J].上海紡織科技，2001 年 2 月第 29 卷第 1 期