幾種假機(jī)械波及不規(guī)則波譜圖和曲線圖的分析

1、幾種假機(jī)械波及不規(guī)則波譜圖和曲線圖的分析吳 紅(安徽華茂紡織股份有限公司) 摘要： 本文通過多年對電子條干均勻度儀的應(yīng)用，指出紡紗過程中因紡紗捻度、張力影響以及有關(guān)測試部件磨損和操作方法不當(dāng)?shù)?，?huì)產(chǎn)生各種假機(jī)械波、不規(guī)則波譜圖及曲線圖，并對這類圖形的形成特點(diǎn)及識(shí)剮方法進(jìn)行了歸納。 關(guān)鍵詞： 機(jī)械波；波譜圖；曲線圖；紡紗張力 隨著電子條干均勻度儀的廣泛應(yīng)用，準(zhǔn)確分析波譜圖、曲線圖和測試數(shù)據(jù)顯得十分重要。根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐和大量的試驗(yàn)分析，我們發(fā)現(xiàn)紡紗過程中由于紡紗捻度、紡紗張力和材料性能的影響，以及由于儀器測試操作法不當(dāng)、取樣方法不正確等會(huì)造成不少假機(jī)械波以及不規(guī)則波譜圖和曲線圖。由于紡紗捻度和

2、紡紗張力的影響所造成的假機(jī)械波有的已為大家所了解，如棉條的圈條效應(yīng)波、粗紗加捻效應(yīng)波，但還有不少因紡紗張力影響以及其他非紡紗機(jī)械設(shè)備原因所造成的假機(jī)械波、不規(guī)則波譜圖和曲線圖可能還不被大家所掌握，從而給我們在進(jìn)行波譜圖、地線圖和數(shù)據(jù)分析時(shí)帶來誤導(dǎo)。本文著重對這類假機(jī)械波以及不規(guī)則波譜圖及曲線圖形成原因及特點(diǎn)進(jìn)行歸納、分析。1各工序由于紡紗張力影響所導(dǎo)致的假機(jī)械波11棉條圈條效應(yīng)波當(dāng)棉條進(jìn)入條筒時(shí)，每圈棉條趨向中心部分的一段條子往往會(huì)引起棉條“翻捻”現(xiàn)象，這部分條子的捻度促使棉條長度縮短，暫時(shí)引起棉條曲皺、截面增大，隨著條筒逐步裝滿，棉條圈間壓力增大，上述捻度被定型，并保留在條子上。因此，當(dāng)棉條

3、試樣引向條干試驗(yàn)儀檢驗(yàn)極板時(shí)，由于“翻捻”所增加的捻回不能完全消失，故在波譜圖上出現(xiàn)一個(gè)波長等于圈條周長的機(jī)械波，稱為圈條效應(yīng)波。該機(jī)械波在經(jīng)粗紗機(jī)高架導(dǎo)條后，棉條翻捻、曲皺現(xiàn)象得到伸展，測試粗紗無機(jī)械波，故稱為假波如圖1所示。 大量試驗(yàn)證明：圈條效應(yīng)引起的假波，由于取樣方式不同以及車間溫濕度變化的影響，棉條在條桶內(nèi)的受壓大、小不同，機(jī)械波的嚴(yán)重程度也有所不同。一般來說，棉條越接近滿桶取樣，棉條在桶內(nèi)受壓增大，機(jī)械波波幅較高；車間濕度大時(shí)，也會(huì)使棉條在桶內(nèi)受壓增大，導(dǎo)致機(jī)械波波幅升高。圈條效應(yīng)波嚴(yán)重時(shí)，除基波外，還會(huì)出現(xiàn)一連串奇、偶次諧波。判斷類似圈條長度的機(jī)械波是真波還是圈條效應(yīng)波，最為有效

4、及便捷的辦法是將所測試過的棉條重新經(jīng)過電容檢測極板進(jìn)行倒測試，對于嚴(yán)重圈條效應(yīng)波往往要進(jìn)行3次4次倒測試，才能使曲皺的棉條伸直，使機(jī)械波消失。而直接用取樣器取樣測試，由于棉條間壓力較小，機(jī)械波波幅較低，對棉條進(jìn)行倒測試，一般只需1次一2次，機(jī)械波基本會(huì)明顯降低或消失。12粗紗加捻效應(yīng)波粗紗測試時(shí)，常見波譜圖在2 cm25 cm左右處有機(jī)械波，且前排粗紗機(jī)械波高于后排。經(jīng)大量試驗(yàn)證明：該機(jī)械波與粗紗的張力大小、纖維的性能有關(guān)。粗紗在加捻過程中，由于紗條經(jīng)錠翼頂孔時(shí)有摩擦，隨著粗紗錠翼的回轉(zhuǎn)，易產(chǎn)生一定捻陷，前排粗紗因紗條長、導(dǎo)紗角小、摩擦阻力大于后排，捻陷現(xiàn)象較后排嚴(yán)重。當(dāng)粗紗試樣引向條干試驗(yàn)儀

5、檢驗(yàn)極板時(shí)，由于捻陷不能完全消失，故在波譜圖上易出現(xiàn)一個(gè)波長等于捻回長度的機(jī)械波，前排粗紗由于捻陷現(xiàn)象較后排嚴(yán)重，所以機(jī)械波波幅高于后排機(jī)械波，回潮率較高的品種機(jī)械波波幅尤其高(如Tencel纖維、大豆纖維品種)。由于該機(jī)械波在細(xì)紗工序粗紗架上進(jìn)行退繞時(shí)，捻陷現(xiàn)象得到伸展，測試細(xì)紗無機(jī)械波，故也稱為假波(如圖2所示)。 粗紗捻陷現(xiàn)象盡管經(jīng)細(xì)紗工序不會(huì)造成真機(jī)械波，但影響測試粗紗的重量不勻和伸長不勻。為盡量減小捻陷效應(yīng)，目前國內(nèi)外新型粗紗機(jī)均采用錠帽假捻器，使得粗紗的捻陷效應(yīng)明顯改善，但對于回潮率較高的品種(如Tencel纖維、大豆纖維品種)、捻度越小的品種，捻陷現(xiàn)象相對不易伸展，機(jī)械波發(fā)生率仍

6、較高。13細(xì)紗張力效應(yīng)波 細(xì)紗波譜圖常見波長與細(xì)紗鋼領(lǐng)板一個(gè)升降動(dòng)程一致的機(jī)械波(隨品種不同，大多在8 mm9 m或5 m6 m左右)，粗號(hào)紗品種及紡紗速度快的品種尤易出現(xiàn)上述機(jī)械波。為分析該機(jī)械波的形成原因，我們進(jìn)行了大量試驗(yàn)，最終試驗(yàn)結(jié)果表明：該機(jī)械波是受細(xì)紗張力影響的機(jī)械波，大多隨卷繞直徑從大至小，機(jī)械波波幅由小至大變化。紗線在加捻卷繞過程中，影響紗線張力變化的因素很多，一般與鋼絲圈的重量、鋼領(lǐng)的性能、卷繞直徑、錠子速度等有關(guān)。當(dāng)鋼領(lǐng)、鋼絲圈設(shè)定不當(dāng)或鋼領(lǐng)、鋼絲圈性能衰退，會(huì)導(dǎo)致紡紗張力突變，就會(huì)產(chǎn)生隨鋼領(lǐng)板一個(gè)升降動(dòng)程一致的機(jī)械波，尤其是錠速較高的品種，會(huì)使紡紗張力顯著變化而產(chǎn)生較高波

7、幅機(jī)械波，小紗機(jī)械波幅尤其高。但對一些卷繞直徑過大的粗號(hào)紗品種，大紗的機(jī)械波幅有時(shí)會(huì)高于小紗。從日常測試數(shù)據(jù)來看，由紡紗張力引起的機(jī)械波經(jīng)絡(luò)筒后會(huì)自行消失，因而也是一種假機(jī)械波(如圖3所示)。14筒子紗線張力效應(yīng)波筒子紗線測試時(shí)，常見與槽筒周長一致的1 m15 m機(jī)械波(有時(shí)會(huì)有0.5 m08 m諧波)。經(jīng)大量試驗(yàn)證明：該機(jī)械波是紗線在絡(luò)筒過程中與絡(luò)筒之間接觸磨擦所產(chǎn)生的張力影響的一種機(jī)械波。機(jī)械波的計(jì)算公式為：筒子周長×筒子往復(fù)回轉(zhuǎn)次數(shù)(如1332M型絡(luò)筒機(jī)的筒子張力波=745×314×5=12 m)。將有機(jī)械波的紗再經(jīng)絡(luò)筒后，機(jī)械波會(huì)消失，因此也稱之為假波如圖

8、4所示。 假機(jī)械波一般經(jīng)下一道工序會(huì)自行消失，對成品質(zhì)量基本無影響，分析時(shí)一般可不與考慮。但必須注意，假機(jī)械波波幅過高反映紡紗張力偏大(影響測試條干CV)，應(yīng)上車查找原因，調(diào)整紡紗張力。另外，假機(jī)械波易與產(chǎn)生相同波長的真機(jī)械波混淆(如棉條圈條器故障波與圈條效應(yīng)波波長一致；粗紗架子引起的變周期波與粗紗錠子及軸承不良的機(jī)械波波長一致；細(xì)紗張力波與鋼領(lǐng)、鋼絲圈不良機(jī)械波波長一致；筒子紗線張力效應(yīng)波與槽筒不良波長一致等)，實(shí)際分析時(shí)，必須學(xué)會(huì)區(qū)分。 區(qū)分假機(jī)械波有2種可行的方法：(1)對于棉條、粗紗均可采取將所測試過的試樣進(jìn)行倒測試，發(fā)現(xiàn)機(jī)械波明顯降低或消失，即可判為機(jī)械波為假波。(2)對于紗線可采取

9、將有機(jī)械波的試樣經(jīng)絡(luò)筒后再測試，發(fā)現(xiàn)機(jī)械波消失，即可判為機(jī)械波。若經(jīng)上述2種方法測試，均不能消除機(jī)械波，應(yīng)確定所分析的機(jī)械波為真實(shí)機(jī)械波，再做進(jìn)一步分析。2不規(guī)則波譜圖及不規(guī)則曲線圖 在測試儀器各部分功能正常、測試操作法正確的情況下，波譜圖、曲線圖均能真實(shí)的反映質(zhì)量波動(dòng)情況，但若因測試操作法不規(guī)范、測試部件磨損、不清潔等，會(huì)出現(xiàn)與紗樣質(zhì)量無關(guān)的不規(guī)則波譜圖、曲線圖以及異常數(shù)據(jù)，給試驗(yàn)分析帶來誤導(dǎo)。根據(jù)多年的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出這類情況有以下幾種：21粗紗變周期波隨著近年來設(shè)備改造的不斷更新，國產(chǎn)老式粗紗機(jī)已基本被新型大卷裝粗紗機(jī)所替代，但大量試驗(yàn)表明：大卷裝粗紗經(jīng)條干儀測試時(shí)，波譜圖常見隨卷繞

10、周長一致的變周期波，剛開始，我們一以為該機(jī)械波產(chǎn)生的原因可能是粗紗機(jī)錠子軸的缺陷或磨損、錠子偏心及筒管偏心等，但按照此分析在車上進(jìn)行檢查、檢修，一直不能修復(fù)。最終經(jīng)過仔細(xì)查找，才發(fā)現(xiàn)上述機(jī)械波是因粗紗測試架晃動(dòng)(或偏心)而產(chǎn)生的(如圖5所示)。 使用條干儀的粗紗架測試粗紗時(shí)，將粗紗插在測試架的主軸上，上、下兩端用定位螺絲固定。測試?yán)鲜絿a(chǎn)短粗紗時(shí)，由于紗的重心較低，測試主軸在退繞過程中較穩(wěn)定，一般不易產(chǎn)生上述機(jī)械波。但高錠粗紗由于錠子長，重心不易穩(wěn)定，粗紗在快速退繞過程中，粗紗架的測試軸易產(chǎn)生偏心的晃動(dòng)，導(dǎo)致粗紗產(chǎn)生隨卷繞周長一致的變周期波。除此之外，測試時(shí)，若測試人員未將固楚螺絲固定緊，還會(huì)

11、加重機(jī)械波的嚴(yán)重程度。 因粗紗架晃動(dòng)而產(chǎn)生的變周期波也是一種明顯的假波，經(jīng)下道工序會(huì)自行消失。但測試人員在測試過程中一定要盡可能的將粗紗架定位螺絲固定緊，以盡量減小機(jī)械波的嚴(yán)重程度。22因粗紗截面形態(tài)變化而產(chǎn)生的不規(guī)則曲線圖 電子條干均勻度測試原理是利用電容器隨電容極板間纖維量多少而變化，即由纖維量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康淖兓Ｆ溆?jì)算公式為C=×SD(一介質(zhì)的介電系數(shù)；S電容平行極板問被測算材料的覆蓋面積；D一平行電容極板問的間距)。由公式可知被測紗條截面面積變化直接影響電容量的大小，即影響條干測試數(shù)據(jù)。實(shí)際測試時(shí)，在不考慮因紗條本身粗細(xì)不勻而造成的截面面積變化外，棉條因外型蓬松，在電容極板中處

12、于全充滿狀態(tài)，其截面形態(tài)不易發(fā)生變化。紗線因其外型呈圓柱狀，纖維問結(jié)構(gòu)緊湊，在電容極板中也不易發(fā)生截面形態(tài)的變化。而粗紗從卷裝上退繞下來時(shí)，截面形態(tài)并不呈規(guī)則圓柱狀，當(dāng)進(jìn)入電容極板中進(jìn)行測試時(shí)，若紗條引起翻轉(zhuǎn)，其截面形態(tài)的變化勢必引起電容量的變化，從而導(dǎo)致條干CV值的變化，嚴(yán)重的會(huì)使條干CV值高于正常值10 %20，測試不勻曲線圖反映出不規(guī)則不勻波(如圖6所示)。這種現(xiàn)象在測試時(shí)間較長的過程中(5 min及以上)更易發(fā)生。 為確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)人員一定要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)操作法進(jìn)行測試，避免粗紗條產(chǎn)生截面位置效應(yīng)。測試粗紗時(shí)，首先調(diào)整好測試張力(保證紗條在張力架中不受壓且有一定的張力)，在引導(dǎo)

13、粗紗進(jìn)入電容極板的過程中，應(yīng)使紗條靠電容極板左側(cè)，使紗條位于電容極板下方測試導(dǎo)柱外側(cè)，并約成50°60°的角度(通過測試導(dǎo)輪調(diào)整)，這樣測試粗紗時(shí)，紗條不易引起翻轉(zhuǎn)。23試樣受潮導(dǎo)致曲線圖出現(xiàn)異常粗節(jié)由于電容量的變化與電容的介質(zhì)系數(shù)密切相關(guān)(電容公式中值)，所以紗樣的含濕量過大或過小的變化，勢必影響測試數(shù)據(jù)以及圖型不規(guī)則變化。以下是幾個(gè)由于取樣不規(guī)范導(dǎo)致試樣受潮，測試曲線圖出現(xiàn)不規(guī)則曲線的典型例子：(1)檢修工雨天(毛毛雨)送棉條樣，雨布未將棉條樣蓋好，導(dǎo)致外層棉條受潮，測試曲線圖出現(xiàn)不規(guī)則粗節(jié)(如圖7所示)。 (2)檢修工雨天(毛毛雨)送粗紗，未將粗紗用塑料布包好，導(dǎo)致粗

14、紗外層受潮，曲線圖出現(xiàn)不規(guī)則粗節(jié)(如圖8所示)。(3)檢修工用潮濕汗手送樣測試，導(dǎo)致曲線圖、波譜圖出現(xiàn)規(guī)律型粗節(jié)(如圖9、圖10所示)。 從以上幾個(gè)典型例子可以明顯看出，試樣受潮后會(huì)導(dǎo)致測試圖形及數(shù)據(jù)異常(條干CV會(huì)高于正常值幾個(gè)百分點(diǎn))，易誤導(dǎo)試驗(yàn)分析。因此，日常試驗(yàn)中試驗(yàn)人員及檢修人員一定要注意規(guī)范取樣，并用規(guī)范取樣袋裝好，雨天取樣一定要用雨布蓋好，嚴(yán)禁用潮濕手拿試樣。2.4測試儀器上的膠輥磨損導(dǎo)致波譜圖最高峰向右位移 電子條干均勻度儀的檢測膠輥經(jīng)長期測試后，膠輥橡膠套易起溝槽，如不及時(shí)更換，易使膠輥轉(zhuǎn)速下降，常發(fā)性疵點(diǎn)測試數(shù)會(huì)比正常值減少，相應(yīng)波譜圖最高波峰點(diǎn)會(huì)向右發(fā)生位移(測試波譜圖與

15、正常波譜圖相比如圖11所示)，給機(jī)械波分析帶來誤導(dǎo)。為確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，日常試驗(yàn)中，試驗(yàn)人員應(yīng)經(jīng)常通過調(diào)節(jié)膠輥旋紐來調(diào)整膠輥位置，一旦發(fā)現(xiàn)膠輥出現(xiàn)溝槽應(yīng)及時(shí)更換，具體更換膠輥時(shí)應(yīng)注意左“新”右“舊”搭配(左膠輥是主動(dòng)皮輥)，并注意換上的膠輥直徑要一致。換下的膠輥可復(fù)磨后再用(一般可復(fù)磨3次)。25測試張力設(shè)定不當(dāng)或張力器積花衣導(dǎo)致密集性粗節(jié)曲線圖及條干CV、疵點(diǎn)值異常電子條干儀細(xì)紗測試架上的引紗裝置內(nèi)均有彈簧設(shè)置，稱為引紗張力器，其作用使紗線在測試時(shí)具有一定的張力。老式條干儀還另有張力輔助調(diào)試設(shè)置(USTER TESTER 4型測試儀無此設(shè)置)。測試常規(guī)環(huán)錠紡紗時(shí)，張力的設(shè)定對所測紗線條干CV及疵點(diǎn)值影響不是太大(老式儀器一般設(shè)置在35)，但測試氨綸包芯紗品種尤其是氨綸絲含量高的品種，張力設(shè)定過大或過小會(huì)導(dǎo)致條干CV及常發(fā)性疵出現(xiàn)異常變化。除此之外，我們在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，張力器長時(shí)間使用會(huì)積聚大量花衣和灰塵，若不及時(shí)清除，會(huì)導(dǎo)致張力器內(nèi)彈簧失效，所測