纱条波谱图分析与应用：机械波与牵伸波的识别与排除

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    生条光谱主要用于分析生条各种周期性不匀的原因，及时排除设备或技术上的问题。在机械波分析中，需要区分基波和各谐波，其中谐波频率是基波频率的整数倍。基波和谐波有自己的振幅和相位。基波和各谐波可以叠加成各种形状周期性波动的合成波。合成波的波长就是基波的波长。

    1. 频谱图应用的几点说明

    1.1 吃水波

    牵伸波是由于纤维随机分布而引起的纱线各截面的结构差异。最高峰位于平均纤维长度的2.5-3.0倍处。

    1.2 机械波

    机械波是由于机械缺陷或故障（如罗拉偏心、轮齿缺失、齿面磨损、转子内有污垢、针布缺失等）或设备调整不当引起的。它们通常占用一或两个相邻的信道。

    1.3波可信度

    为了保证测试结果的可信度，测量的波长数量必须达到25个，否则会延长测试时间、增加样品长度。需要注意的是，如果光谱上出现异常现象，不要急于分析或下结论。您应该重复测试三到四次，以确认光谱上出现相同的现象，然后才可以认为是可信的。

    例如，测试速度为400m/min，测试时间为1min，则样品长度为400m，则光谱上波长在16m以内的机械波是可信的。当测试时间延长到5分钟，样品长度达到2000m时，波长在80m以内的机械波是可信的。

    1.4 有害波浪的“经验法则”

    纱线中周期性的不均匀或牵伸不均匀，反映在光谱上“烟囱”或“小山”的突出高度，这都会不同程度地对织物的外观产生不良影响。我们不应只关注“烟囱”或“山丘”突出物的绝对高度P，而应与频谱相应位置的正常振幅B进行相对比较。如果“烟囱”占据两个或三个通道，则累加后应取总高度​​P值进行比较。可遵循“经验法则”，即当P>B/2时，可认为对织物外观的影响严重。

    1.5 进行频谱分析时的注意事项

    (1)波长计算值与测量值“基本一致”，允许偏差在±15%以内。分析和计算只是手段，不是目的。最终的结论只能通过分析并通过现场排除故障来确认。

    （2）日常检测应采用定期抽样，即纺纱设备各加工部位（每锭、每眼）在规定时间内至少检查一次。例如，乌斯特建议整套设备检查所需时间为：梳棉机1周，精梳机2天，最终并条机1天，粗纱机1个月，1个月。用于环锭纺纱机。机器已使用 6 个月。要科学设计抽样方案，对重点品种、关键设备、关键工序进行监测。

    （3）分析故障时，要理清思路，注意区分个性与共性；静态和动态；轻载和重载；稳定发生或间歇发生等

    (4)如有必要，可进行一些模拟故障试验，进行比较和验证，以了解发生的情况和原因。同时，在解决问题的过程中，从现象到分析、计算、故障排除的整个过程都要有据可查，不断总结，不断改进。

    2.几种常见的机械波

    2.1 圆波

    当条筒与圈条机相对旋转时，每当条子运动到条筒外围时，就会被拉伸，而当运动到条筒中心时，就会受到挤压，从而产生额外的牵伸和周期性的牵伸。不均匀，这就是所谓的圆形效应。卷绕效应引起的伪机械波的波长为线圈的周长，即波长λ=2×π×Rs（Rs为卷绕机的卷绕半径，随罐直径的变化而变化，一般为1～1.2m），严重时会出现一系列奇偶谐波（60cm、40cm机械波）。为判断与卷取条子长度相似的机械波是真波还是假波，可将被测条子反方向重新测试，或直接从卷条机的斜管中取样，用用于测试的托盘（棉条不进入棉条筒）。

    2.2 精梳机“重叠波”

    由于在钳区运动过程中纤维束的分离和接合不良，精梳机会造成棉网的周期性粗细不均。波长范围约为30～50cm，一般不影响纱线质量。波长λ=Up/n1

    其中：Up为精梳机的输送速度（m/min）； n1为面板上显示的钳位值（双程，钳位次数/分钟）。

    2.3 细纱牵伸波

    牵伸区的浮动纤维不受控制且不稳定，导致粗细不均，形成牵伸波。产生牵伸波的因素主要有：原料变化、工艺及部件配置不良、工艺部件不良或缺失、压力突变、牵伸变化、空调环境不良等。在细纱谱中， 7-10cm处出现吃水波，如果是单锭，应检查：

    (1) 下胶圈无旋转或胶圈损坏现象。

    (2)压力是否太轻。

    (3)间隔块是否正常。

    (4)上、下裙板的位置和运行是否正常。

    (5)集电极位置是否正确。

    如果是整车，您应该检查：

    (1)是否存在工艺配置不当导致牵伸力过大的问题。

    （2）原材料是否发生变化。

    2.4 绘制吃水波

    在高速并条机的频谱上，如果在1.5～4厘米（基本波长为2.2厘米左右）处出现明显牵伸波，一般是自调匀整整平点调整不当造成的。

    2.5 细纱张力效应波

    当管筒接近满时，钢领板带动纱线上下运动时卷绕张力的波动会造成周期性的不匀，其波长与细纱钢领的升降行程一致（多在8之间）至9m或5至6m)，若细纱机纺纱速度为Upm/min，钢领板升降次数为n1次/min，则纺纱张力效应波的波长 λ =向上/n1。细纱的张力效应波在通过导管后会自行消失。

    2.6 粗纱捻度效应波形

    粗纱加捻时，由于“加捻效应”，粗纱条上会出现周期性粗细不均，其波长与粗纱机出口速度Up（m/min）和粗纱机锭子转速n1（r/分钟）。

    (1)真捻波：真捻每捻一次，都会在粗纱上造成两次粗细不均，每次粗细不均对应的波长为λ=0.5×Up/n1。一般波长在1cm左右，比较弱。在一些粗纱机上比较强，会影响细纱。

    (2)假捻波效应波：检测粗纱时，常见于2～3cm左右的机械波，波长λ=Up/n1。这一般是假捻波效应波，经细纱拉伸后不会影响纱谱。

    3.机械波的分析计算方法

    3.1牵伸系统常见故障计算

    根据传动比或吃水倍数计算可能的故障位置是最基本的分析方法。以环锭纺纱机牵伸区的齿轮传动部件为例：

    牵伸部件（罗拉、上罗拉、皮圈）波长 λ = π×di×Di×E

    其中：di表示牵伸部分的直径； Di表示该分量对前罗拉的牵伸倍数； E代表下一道工序的牵伸倍数。

    例如：在该过程的频谱图上：

    前辊对应的波长=π×d（前辊直径）。

    中辊对应的波长=π×d（中辊直径）×D1（前部面积的牵伸倍数）。

    围裙对应的波长=π×d（上围裙直径）×D1（前面积吃水倍数）。

    后上罗拉对应的波长=π×d（后上罗拉直径）×D（总牵伸倍数）。

    3.2 梳理中常见机械故障的计算

    设梳棉机输出速度为Up(m/min)，道夫直径为d1(m)，道夫速度为n1(r/min)。道夫针布有损伤，导致转一圈后棉网粗细不均。输出棉条中周期性粗细不均对应的波长为λ，等于故障部件落纱器的周长乘以落纱器到输出端的距离。牵伸倍数D1，即：λ=π×d1×D1=π×d1×梳棉机出口速度/道夫线速度=Up/n1

    根据已知的设备生产速度Up和机械波波长λ，很容易计算出n1。据此查找设备上转速与n1基本一致的部件，很可能是故障源。当故障定位呈现往复周期运动时，采用该方法进行分析更为直接、方便。

    3.3 传动比计算方法

    波长λ=π×d×i×E

    在：

    d表示前辊直径。

    i代表该齿轮与前辊之间的传动比。

    E代表下一道工序的牵伸倍数。

    4. 结论

    借助频谱图，可以分析纱线周期性不匀的原因，快速识别和排除质量隐患，提高企业的经济效益。

    作者：司守国 狄秀华 贾永红 艾努尔 艾海地疏勒如意科技纺织有限公司