几种假机械波及不规则波谱图和曲线图的分析

1、几种假机械波及不规则波谱图和曲线图的分析吴 红(安徽华茂纺织股份有限公司) 摘要： 本文通过多年对电子条干均匀度仪的应用，指出纺纱过程中因纺纱捻度、张力影响以及有关测试部件磨损和操作方法不当等，会产生各种假机械波、不规则波谱图及曲线图，并对这类图形的形成特点及识剐方法进行了归纳。 关键词： 机械波；波谱图；曲线图；纺纱张力 随着电子条干均匀度仪的广泛应用，准确分析波谱图、曲线图和测试数据显得十分重要。根据多年的生产实践和大量的试验分析，我们发现纺纱过程中由于纺纱捻度、纺纱张力和材料性能的影响，以及由于仪器测试操作法不当、取样方法不正确等会造成不少假机械波以及不规则波谱图和曲线图。由于纺纱捻度和

2、纺纱张力的影响所造成的假机械波有的已为大家所了解，如棉条的圈条效应波、粗纱加捻效应波，但还有不少因纺纱张力影响以及其他非纺纱机械设备原因所造成的假机械波、不规则波谱图和曲线图可能还不被大家所掌握，从而给我们在进行波谱图、地线图和数据分析时带来误导。本文着重对这类假机械波以及不规则波谱图及曲线图形成原因及特点进行归纳、分析。1各工序由于纺纱张力影响所导致的假机械波11棉条圈条效应波当棉条进入条筒时，每圈棉条趋向中心部分的一段条子往往会引起棉条“翻捻”现象，这部分条子的捻度促使棉条长度缩短，暂时引起棉条曲皱、截面增大，随着条筒逐步装满，棉条圈间压力增大，上述捻度被定型，并保留在条子上。因此，当棉条

3、试样引向条干试验仪检验极板时，由于“翻捻”所增加的捻回不能完全消失，故在波谱图上出现一个波长等于圈条周长的机械波，称为圈条效应波。该机械波在经粗纱机高架导条后，棉条翻捻、曲皱现象得到伸展，测试粗纱无机械波，故称为假波如图1所示。 大量试验证明：圈条效应引起的假波，由于取样方式不同以及车间温湿度变化的影响，棉条在条桶内的受压大、小不同，机械波的严重程度也有所不同。一般来说，棉条越接近满桶取样，棉条在桶内受压增大，机械波波幅较高；车间湿度大时，也会使棉条在桶内受压增大，导致机械波波幅升高。圈条效应波严重时，除基波外，还会出现一连串奇、偶次谐波。判断类似圈条长度的机械波是真波还是圈条效应波，最为有效

4、及便捷的办法是将所测试过的棉条重新经过电容检测极板进行倒测试，对于严重圈条效应波往往要进行3次4次倒测试，才能使曲皱的棉条伸直，使机械波消失。而直接用取样器取样测试，由于棉条间压力较小，机械波波幅较低，对棉条进行倒测试，一般只需1次一2次，机械波基本会明显降低或消失。12粗纱加捻效应波粗纱测试时，常见波谱图在2 cm25 cm左右处有机械波，且前排粗纱机械波高于后排。经大量试验证明：该机械波与粗纱的张力大小、纤维的性能有关。粗纱在加捻过程中，由于纱条经锭翼顶孔时有摩擦，随着粗纱锭翼的回转，易产生一定捻陷，前排粗纱因纱条长、导纱角小、摩擦阻力大于后排，捻陷现象较后排严重。当粗纱试样引向条干试验仪

5、检验极板时，由于捻陷不能完全消失，故在波谱图上易出现一个波长等于捻回长度的机械波，前排粗纱由于捻陷现象较后排严重，所以机械波波幅高于后排机械波，回潮率较高的品种机械波波幅尤其高(如Tencel纤维、大豆纤维品种)。由于该机械波在细纱工序粗纱架上进行退绕时，捻陷现象得到伸展，测试细纱无机械波，故也称为假波(如图2所示)。 粗纱捻陷现象尽管经细纱工序不会造成真机械波，但影响测试粗纱的重量不匀和伸长不匀。为尽量减小捻陷效应，目前国内外新型粗纱机均采用锭帽假捻器，使得粗纱的捻陷效应明显改善，但对于回潮率较高的品种(如Tencel纤维、大豆纤维品种)、捻度越小的品种，捻陷现象相对不易伸展，机械波发生率仍

6、较高。13细纱张力效应波 细纱波谱图常见波长与细纱钢领板一个升降动程一致的机械波(随品种不同，大多在8 mm9 m或5 m6 m左右)，粗号纱品种及纺纱速度快的品种尤易出现上述机械波。为分析该机械波的形成原因，我们进行了大量试验，最终试验结果表明：该机械波是受细纱张力影响的机械波，大多随卷绕直径从大至小，机械波波幅由小至大变化。纱线在加捻卷绕过程中，影响纱线张力变化的因素很多，一般与钢丝圈的重量、钢领的性能、卷绕直径、锭子速度等有关。当钢领、钢丝圈设定不当或钢领、钢丝圈性能衰退，会导致纺纱张力突变，就会产生随钢领板一个升降动程一致的机械波，尤其是锭速较高的品种，会使纺纱张力显著变化而产生较高波

7、幅机械波，小纱机械波幅尤其高。但对一些卷绕直径过大的粗号纱品种，大纱的机械波幅有时会高于小纱。从日常测试数据来看，由纺纱张力引起的机械波经络筒后会自行消失，因而也是一种假机械波(如图3所示)。14筒子纱线张力效应波筒子纱线测试时，常见与槽筒周长一致的1 m15 m机械波(有时会有0.5 m08 m谐波)。经大量试验证明：该机械波是纱线在络筒过程中与络筒之间接触磨擦所产生的张力影响的一种机械波。机械波的计算公式为：筒子周长×筒子往复回转次数(如1332M型络筒机的筒子张力波=745×314×5=12 m)。将有机械波的纱再经络筒后，机械波会消失，因此也称之为假波如图

8、4所示。 假机械波一般经下一道工序会自行消失，对成品质量基本无影响，分析时一般可不与考虑。但必须注意，假机械波波幅过高反映纺纱张力偏大(影响测试条干CV)，应上车查找原因，调整纺纱张力。另外，假机械波易与产生相同波长的真机械波混淆(如棉条圈条器故障波与圈条效应波波长一致；粗纱架子引起的变周期波与粗纱锭子及轴承不良的机械波波长一致；细纱张力波与钢领、钢丝圈不良机械波波长一致；筒子纱线张力效应波与槽筒不良波长一致等)，实际分析时，必须学会区分。 区分假机械波有2种可行的方法：(1)对于棉条、粗纱均可采取将所测试过的试样进行倒测试，发现机械波明显降低或消失，即可判为机械波为假波。(2)对于纱线可采取

9、将有机械波的试样经络筒后再测试，发现机械波消失，即可判为机械波。若经上述2种方法测试，均不能消除机械波，应确定所分析的机械波为真实机械波，再做进一步分析。2不规则波谱图及不规则曲线图 在测试仪器各部分功能正常、测试操作法正确的情况下，波谱图、曲线图均能真实的反映质量波动情况，但若因测试操作法不规范、测试部件磨损、不清洁等，会出现与纱样质量无关的不规则波谱图、曲线图以及异常数据，给试验分析带来误导。根据多年的试验经验，我们总结出这类情况有以下几种：21粗纱变周期波随着近年来设备改造的不断更新，国产老式粗纱机已基本被新型大卷装粗纱机所替代，但大量试验表明：大卷装粗纱经条干仪测试时，波谱图常见随卷绕

10、周长一致的变周期波，刚开始，我们一以为该机械波产生的原因可能是粗纱机锭子轴的缺陷或磨损、锭子偏心及筒管偏心等，但按照此分析在车上进行检查、检修，一直不能修复。最终经过仔细查找，才发现上述机械波是因粗纱测试架晃动(或偏心)而产生的(如图5所示)。 使用条干仪的粗纱架测试粗纱时，将粗纱插在测试架的主轴上，上、下两端用定位螺丝固定。测试老式国产短粗纱时，由于纱的重心较低，测试主轴在退绕过程中较稳定，一般不易产生上述机械波。但高锭粗纱由于锭子长，重心不易稳定，粗纱在快速退绕过程中，粗纱架的测试轴易产生偏心的晃动，导致粗纱产生随卷绕周长一致的变周期波。除此之外，测试时，若测试人员未将固楚螺丝固定紧，还会

11、加重机械波的严重程度。 因粗纱架晃动而产生的变周期波也是一种明显的假波，经下道工序会自行消失。但测试人员在测试过程中一定要尽可能的将粗纱架定位螺丝固定紧，以尽量减小机械波的严重程度。22因粗纱截面形态变化而产生的不规则曲线图 电子条干均匀度测试原理是利用电容器随电容极板间纤维量多少而变化，即由纤维量转变为电量的变化。其计算公式为C=×SD(一介质的介电系数；S电容平行极板问被测算材料的覆盖面积；D一平行电容极板问的间距)。由公式可知被测纱条截面面积变化直接影响电容量的大小，即影响条干测试数据。实际测试时，在不考虑因纱条本身粗细不匀而造成的截面面积变化外，棉条因外型蓬松，在电容极板中处

12、于全充满状态，其截面形态不易发生变化。纱线因其外型呈圆柱状，纤维问结构紧凑，在电容极板中也不易发生截面形态的变化。而粗纱从卷装上退绕下来时，截面形态并不呈规则圆柱状，当进入电容极板中进行测试时，若纱条引起翻转，其截面形态的变化势必引起电容量的变化，从而导致条干CV值的变化，严重的会使条干CV值高于正常值10 %20，测试不匀曲线图反映出不规则不匀波(如图6所示)。这种现象在测试时间较长的过程中(5 min及以上)更易发生。 为确保试验数据的准确性，试验人员一定要严格按标准操作法进行测试，避免粗纱条产生截面位置效应。测试粗纱时，首先调整好测试张力(保证纱条在张力架中不受压且有一定的张力)，在引导

13、粗纱进入电容极板的过程中，应使纱条靠电容极板左侧，使纱条位于电容极板下方测试导柱外侧，并约成50°60°的角度(通过测试导轮调整)，这样测试粗纱时，纱条不易引起翻转。23试样受潮导致曲线图出现异常粗节由于电容量的变化与电容的介质系数密切相关(电容公式中值)，所以纱样的含湿量过大或过小的变化，势必影响测试数据以及图型不规则变化。以下是几个由于取样不规范导致试样受潮，测试曲线图出现不规则曲线的典型例子：(1)检修工雨天(毛毛雨)送棉条样，雨布未将棉条样盖好，导致外层棉条受潮，测试曲线图出现不规则粗节(如图7所示)。 (2)检修工雨天(毛毛雨)送粗纱，未将粗纱用塑料布包好，导致粗

14、纱外层受潮，曲线图出现不规则粗节(如图8所示)。(3)检修工用潮湿汗手送样测试，导致曲线图、波谱图出现规律型粗节(如图9、图10所示)。 从以上几个典型例子可以明显看出，试样受潮后会导致测试图形及数据异常(条干CV会高于正常值几个百分点)，易误导试验分析。因此，日常试验中试验人员及检修人员一定要注意规范取样，并用规范取样袋装好，雨天取样一定要用雨布盖好，严禁用潮湿手拿试样。2.4测试仪器上的胶辊磨损导致波谱图最高峰向右位移 电子条干均匀度仪的检测胶辊经长期测试后，胶辊橡胶套易起沟槽，如不及时更换，易使胶辊转速下降，常发性疵点测试数会比正常值减少，相应波谱图最高波峰点会向右发生位移(测试波谱图与

15、正常波谱图相比如图11所示)，给机械波分析带来误导。为确保试验数据的准确性，日常试验中，试验人员应经常通过调节胶辊旋纽来调整胶辊位置，一旦发现胶辊出现沟槽应及时更换，具体更换胶辊时应注意左“新”右“旧”搭配(左胶辊是主动皮辊)，并注意换上的胶辊直径要一致。换下的胶辊可复磨后再用(一般可复磨3次)。25测试张力设定不当或张力器积花衣导致密集性粗节曲线图及条干CV、疵点值异常电子条干仪细纱测试架上的引纱装置内均有弹簧设置，称为引纱张力器，其作用使纱线在测试时具有一定的张力。老式条干仪还另有张力辅助调试设置(USTER TESTER 4型测试仪无此设置)。测试常规环锭纺纱时，张力的设定对所测纱线条干CV及疵点值影响不是太大(老式仪器一般设置在35)，但测试氨纶包芯纱品种尤其是氨纶丝含量高的品种，张力设定过大或过小会导致条干CV及常发性疵出现异常变化。除此之外，我们在试验中还发现，张力器长时间使用会积聚大量花衣和灰尘，若不及时清除，会导致张力器内弹簧失效，所测