粗紗常見突發性疵點的波譜分析

王俊英 張道強 郭廣利

（山東科技職業學院，山東濰坊，261053）

在傳統的紡紗工藝流程中，粗紗工序在并條和細紗之間起著承前啟后的重要作用。粗紗紗錠比較多，工藝部件也相應較多，產生突發性疵點的幾率比較高。粗紗的一個紗錠或一節羅拉出現問題，影響面是比較大的，除了該紗錠所生產的粗紗不能使用，造成比較大的浪費以外，更嚴重的是這些粗紗進入細紗工序加工成管紗，管紗再進入絡筒工序加工成筒紗，就很難追蹤原因，造成較大人力、物力浪費和物料消耗。粗紗的傳動部件和工藝參數出現問題，影響面更大，一旦出現問題，除了產生突發性疵點以外，大多數波譜圖都會出現異常。所以，在粗紗日常的生產過程中，除了要求維修人員每天上機檢查工藝部件和工藝參數以外，還要加強粗紗的條干均勻度和重量不勻率測試，注意觀察分析其波譜圖和曲線圖，有問題及時反饋車間，在最短的時間內及時找到突發性疵點產生的原因，及時追蹤，減少人力物力浪費、物料消耗和機臺停車維修時間[1]。下面介紹幾種常見粗紗突發性疵點的波譜圖分析。

1 羅拉和膠輥缺陷產生的機械波

1.1 第一、第二膠輥和羅拉缺陷機械波

粗紗前膠輥和前羅拉產生的機械波波長等于其周長。第一、第二膠輥之間的張力牽伸只有1.05倍，所以因第一、第二膠輥缺陷產生的機械波波長相近，一般在8.5 cm～10 cm范圍內（粗紗第一、第二膠輥直徑一般為28 mm～29 mm）。同理，因粗紗機的第一、第二羅拉（羅拉直徑為28.5 mm，四羅拉雙短膠圈牽伸）缺陷產生的機械波也在8.5 cm～10 cm范圍內。第一、第二羅拉和膠輥有問題產生的機械波在波譜圖上一般表現為單柱機械波，如圖1所示。圖1的紗線品種為T/C 13.1 tex，粗紗條干CV4.96%，偏高，出現波長約10 cm的機械波。當問題比較嚴重時會出現較高的雙柱機械波，有時還伴有1/2諧波，如圖2所示。圖2的紗線品種為T/C 13.1 tex，粗紗條干CV5.29%，偏高，波長約10 cm的機械波為主波，波長約5 cm的機械波有可能是諧波。先檢查第一、第二羅拉和膠輥，對其存在的問題進行檢修，并做條干均勻度測試，如果波長約10 cm的機械波大幅度降低或消失，波長約5 cm的機械波也隨之大幅度降低或消失，那么波長約5 cm的機械波就是諧波，不用進行下一步措施；如果波長約10 cm的機械波大幅度降低或消失，波長約5 cm的機械波沒有變化，那么波長約5 cm的機械波就不是諧波，需要根據波長和傳動工藝進行計算。

圖1 第一、第二羅拉和膠輥問題產生的單柱機械波

圖2 第一、第二羅拉和膠輥問題產生的諧波

1.2 第三、第四羅拉和后膠輥、膠圈缺陷機械波

因第三、第四羅拉和后膠輥、膠圈缺陷產生的機械波波長，可以根據羅拉、膠輥、膠圈的周長和各部件到輸出羅拉的牽伸倍數進行計算。因第三、第四羅拉缺陷產生的機械波波長=有缺陷的羅拉周長×該羅拉至輸出羅拉之間的牽伸倍數，因后膠輥缺陷產生的機械波波長=膠輥周長×與膠輥相對應的羅拉至輸出羅拉之間的牽伸倍數，因膠圈缺陷產生的機械波波長=有缺陷的膠圈周長×與膠圈相對應的羅拉至輸出羅拉之間的牽伸倍數。

1.3 羅拉、膠輥、膠圈缺陷原因分析和防治

第一、第二膠輥回轉速度高，表面易纏纖維，出現問題的幾率比較大，對紗條質量的影響也大。膠輥問題主要表現在膠輥表面涂料吸收不均勻、光照不均勻、表面損傷、圓整度略差、偏心、軸承缺油、軸承磨損等，機械波高度越高，問題越嚴重。考慮到紗條質量的錠間差異、部件加工的精度問題和機物料消耗問題，并不是只要出現機械波就查找原因檢修。當機械波高度超過其基部高度的一半時，對產品質量才有比較明顯的影響，才需要查找原因檢修。但是，對于機械波高度沒有超過其基部高度的一半的機臺和錠位，必須高度關注和監視，并縮短條干檢測周期，一旦出現惡化趨勢，立即檢修。

羅拉屬于精密度較高的軸承鋼件，出現問題的幾率比較小，但因粗紗機一般一根羅拉帶動4個錠子，一旦羅拉出現問題，影響面比較大。羅拉問題主要表現在羅拉偏心或彎曲、軸承缺油或磨損等。

膠輥有缺陷，運轉時會出現表面不平、回轉不平穩，甚至會跳動，有工作經驗的熟練值車工用手摸就能摸出來。羅拉問題運作時不容易察覺，只能揩車、平車時用儀器檢測或拆卸檢查。所以提高值車工的操作水平和質量意識，把用手摸膠輥作為其工作內容和交接班內容必不可少的一部分，粗紗膠輥引起的紗線質量問題會明顯減少。縮短揩車周期，按要求維護維修羅拉等工藝部件，粗紗羅拉引起的紗線質量問題基本會避免。

膠圈問題主要表現在膠圈積花、打頓、表面破損等，加強機上清潔和巡查，發現問題及時處理。

2 傳動部件故障產生的機械波

傳動部件故障主要是指傳動齒輪、傳動軸、軸承、銷鍵等傳動部件發生故障。粗紗機傳動部件發生故障產生的機械波波長需要根據粗紗機工藝傳動圖和牽伸齒輪的齒數等工藝參數進行計算。因傳動齒輪缺陷產生的機械波波長=有缺陷的齒輪到輸出羅拉的傳動比×輸出羅拉的周長。因傳動軸、軸承、銷鍵缺陷產生的機械波波長與其軸上的齒輪機械波波長相同。

傳動部件一旦發生故障，會導致整臺車的粗紗出現質量問題，后果非常嚴重。除了周期性平車、揩車和定期維護保養以外，日常生產中應加強對傳動部件的上機檢查和維護保養工作，尤其是對易損部件的檢查和維護保養工作，從根本上杜絕此類質量事故的發生。其次，縮短試驗周期，做好試驗記錄，發現問題及時反饋，并做好跟蹤試驗。

3 在60 cm～1 m范圍內產生的機械波分析

粗紗波譜圖出現波長為60 cm～1 m范圍內的機械波較多，如圖3所示。產生該波段機械波的原因較多。粗紗后羅拉直徑28.5 mm或28 mm，后膠輥直徑27 mm～28 mm，因后羅拉、后膠輥缺陷產生的機械波波長一般在60 cm～80 cm范圍內，在波譜圖上一般表現為單柱機械波，問題比較嚴重時表現為高度較高的雙柱機械波。粗紗四羅拉雙短膠圈牽伸時，因上下膠圈缺陷產生的機械波波長在70 cm～80 cm范圍內。喂入熟條對應末道并條機前膠輥有缺陷反映在粗紗波譜圖上的機械波波長一般在70 cm～1 m。因牽伸后區的傳動部件故障產生的機械波波長基本也在60 cm～80 cm范圍內。基于波長分析，實際波長與計算波長有±（10%～15%）的偏移性，出現波長在60 cm～1 m范圍內的機械波時，需要根據以上可能產生的原因系統分析、一一排查，直至問題解決。

圖3 波長為60 cm～1 m范圍內的機械波

4 粗紗牽伸波

牽伸波是紗條在牽伸過程中，由于工藝參數設置不合理、工藝部件缺失或位置不穩定、原料性能發生變化等因素，造成浮游區纖維牽伸力不穩定，引起纖維變速點位置提前且分散而產生的。牽伸波分析一般根據牽伸波波長和纖維加權平均長度計算出牽伸波產生的區域。牽伸波波長λ=K×E×纖維的平均長度，K一般取3～3.5，根據公式可計算產生牽伸波的部件或區域到輸出件的牽伸倍數E。粗紗牽伸波主要包括主牽伸區牽伸波和后牽伸區牽伸波，也有其他因素產生的牽伸波。

4.1 主牽伸區牽伸波

粗紗主牽伸區牽伸波波長一般在5 cm～7 cm范圍內，如圖4所示。通過計算，該牽伸波產生的區域到輸出羅拉的牽伸是0.9倍～1.0倍，即可判斷產生該牽伸波的區域是主牽伸區。整理區牽伸只有1.05倍，只是張力牽伸，不會產生牽伸波。

圖4 在5 cm～7 cm范圍內的粗紗主牽伸區牽伸波

粗紗主牽伸區承擔較大的牽伸倍數，當羅拉隔距偏大或纖維長度偏短，或羅拉隔距走動，或膠圈表面性能發生變化時，膠圈對纖維的控制能力降低，浮游纖維數量和纖維浮游距離增加，纖維變速點分布不均勻而產生牽伸波。

4.2 后牽伸區牽伸波

粗紗后牽伸區牽伸波波長一般在50 cm～70 cm范圍內，如圖5所示。通過計算，該牽伸波產生的區域到輸出羅拉的牽伸是4倍～5倍，即可判斷產生該牽伸波的區域是后牽伸區。粗紗后牽伸區隔距比較大，除了后區集合器以外，沒有其他有效的附加摩擦力界，纖維控制比較弱，尤其是纖維長度偏短時更為明顯。

圖5 在50 cm～70 cm范圍內的粗紗后牽伸區牽伸波

4.3 其他牽伸波

當紡化纖時，如果纖維含油較高，會使膠輥鉗口握持力下降，纖維變速點分散且后移，也容易產生牽伸波。此外，集合器嵌入雜質或因毛刺刮傷纖維時，也會出現牽伸波。

4.4 粗紗牽伸波防治

為防止粗紗出現牽伸波，應根據纖維長度合理設計粗紗羅拉隔距、后區牽伸倍數等工藝參數，并根據原料纖維長度變化及時調整羅拉隔距；后區牽伸倍數要偏小掌握，即使紡制滌棉混紡品種，粗紗后區牽伸倍數也不宜偏大；加強羅拉滑座螺釘松緊程度的上機檢查，防止羅拉隔距走動；把好原料關，穩定纖維含油率；控制好熟條回潮率和車間溫濕度，穩定牽伸力；做好集合器的清潔和巡查工作；做好羅拉防纏工作，減少羅拉纏花現象，從而減少羅拉隔距走動和牽伸力不穩定現象的出現。

5 粗紗隱波

隱波又叫潛在性不勻或潛在性機械波，波長很短，在本工序波譜圖上反映不出來或不明顯，經下道工序經牽伸放大后反映明顯。隱波大多發生在粗紗工序，如粗紗羅拉扭振、齒輪安裝不良、齒輪磨滅間隙過大等導致的羅拉高頻振動都有可能造成隱波。隱波因波長太短在粗紗波譜圖上很難發現，粗紗隱波波長和細紗工序產生的波長相近，分析時具有較大的復雜性[2]。

在波長大約30 cm處有雙柱機械波的細紗波譜圖如圖6所示。同一臺細紗機不同錠位不是都有該機械波，可以推斷該機械波不是細紗機傳動的問題，是該錠位的膠輥膠圈有缺陷或粗紗有缺陷。測試粗紗條干均勻度，波譜圖正常。將該錠位（錠位1）的膠輥、膠圈、膠圈銷與另一個沒有該機械波的錠位（錠位2）調換做試驗，錠位1有該機械波，錠位2沒有。將兩個錠位的膠輥、膠圈、膠圈銷換回，粗紗調換，結果錠位2有該機械波，錠位1沒有。如此反復試驗，確定該機械波與粗紗有關，但粗紗波譜圖正常，分析應該是粗紗羅拉扭振造成的。該紗線品種細紗牽伸為36倍，粗紗波=30/36≈0.83（cm），波譜圖上能顯示的紗條不勻的波長必須大于1 cm，小于等于1 cm的根本無法顯示，所以測試該粗紗的波譜圖是正常的。

羅拉扭振產生的隱波危害性極大，不但嚴重影響布面外觀質量。而且耗費大量人力、物力，機臺檢修停車時間長，生產效率受到嚴重影響。羅拉扭振的主要原因有兩個。一個是設備原因，如設備長時間運轉，固有缺陷不良表現出來；羅拉長期疲勞抗扭能力降低；齒輪嚙合不良；下膠圈太緊[3]。另一個是牽伸力太大的原因，如后區牽伸倍數小，造成前區牽伸負擔大，尤其是紡化纖時更為嚴重；車間溫濕度穩定性差，尤其是高溫高濕季節，牽伸力很不穩定；原料超長纖維含量太高，造成粗紗牽伸力過大。只要生產中做好各項相應工作，就可以避免羅拉扭振現象發生，杜絕隱波。

圖6 雙柱機械波的細紗波譜圖

6 粗紗假波

6.1 假捻效應波

粗紗假捻器的作用是借助其表面摩擦力使紗條繞其軸線轉動獲得假捻，增強紡紗段紗條的捻度、緊密度和強力。錠翼每轉一周，紗條獲得一個假捻。假捻效應波在波譜圖上表現為占一個頻道、偶爾占兩個頻道的小煙筒，如圖7所示。假捻效應波的波長=粗紗出條速度/錠速，其中：粗紗出條速度單位為m/min，錠速單位為r/min[4]。假捻效應波的波長一般在2 cm～4 cm范圍內，具體與纖維品種和粗紗定量有關。加工化纖時，波長稍長；粗紗定量大時，波長稍長。一般情況下，假捻效應波對后工序產品質量影響不大。但當假捻器安裝不正確或表面損傷時，假捻效應波就會影響紗線條干，從而影響布面外觀質量。

圖7 假捻效應波

6.2 捻度波

粗紗因加捻作用使相鄰兩個捻回之間的紗條產生折疊，形成規律性的機械波，稱為粗紗捻度波。粗紗捻度波的波長等于相鄰兩個捻回之間的粗紗條的長度，即波長=10/粗紗捻度，捻度單位為捻/10 cm。粗紗捻度波一般為2 cm～4 cm，在波譜圖上是占一個頻道，偶爾也占兩個頻道。

粗紗捻度波波長與纖維品種、粗紗定量有關。紡化纖時，粗紗定量較大時，波長長。捻度波波幅高度與紗條回潮率和捻陷差異有關系，回潮率高、捻陷大，捻度波波幅高。粗紗捻度波經細紗工序喂入裝置的張緊喂入和后牽伸區的張力牽伸作用基本可以消除，對紗線條干均勻度和布面質量影響不大，但會影響粗紗的外觀質量、重量不勻率和條干均勻度。

6.3 卷繞波

粗紗卷繞波第一種情況是粗紗卷繞時，相鄰兩層粗紗間相互擠壓，形成規律性的壓痕，當粗紗徑向卷繞張力大時特別明顯。在波譜圖上呈現占一個頻道，偶爾占兩個頻道的機械波。該機械波的波長等于粗紗的周長，粗紗卷繞直徑大，波長長。這種卷繞波一般為假波，經后工序牽伸基本會消除，對紗線質量影響不大。但當粗紗錠子軸承缺油、磨損或錠子、錠翼、筒管偏心時，粗紗卷繞波就不是假波，會嚴重影響紗線質量，必須查找原因解決。

粗紗卷繞波第二種情況是在測試粗紗大紗條干時，測試架晃動，退繞的粗紗條張力產生周期性波動，紗條上出現規律性細節，波譜圖上出現與粗紗直徑相對應的機械波，波長一般在30 cm～40 cm范圍內。調整粗紗測試架各部件位置、退繞張力、退繞距離等，保證粗紗退繞時轉動自如，該卷繞波波幅就會降低甚至消失[5]。但必須注意，不要習慣性認為粗紗波譜圖上出現的30 cm～40 cm的機械波，都是因測試架晃動引起的卷繞波，粗紗機牽伸部件有缺陷也可能產生。將粗紗拿到細紗工序加工成細紗，測試管紗條干均勻度，波譜圖相應位置沒有機械波，才可判斷為假波。

7 不規律性竹節

當原料、車間溫濕度發生較大變化時，粗紗工序容易出現大面積的不規律性小竹節紗。純棉品種，當短絨率增加時，小黃竹節特別多；化纖品種，當含油率、比電阻、超長纖維含量增加時，白竹節特別多。當春秋冬季節，車間濕度太低時（低于45%），純棉品種小白竹節比較多；當夏季，車間濕度太高時，化纖品種大白竹節比較多。當車間溫濕度變化較大，膠輥膠圈短時間內不能適應，也會出現不規律性竹節。這些竹節波譜圖正常，曲線圖上偶爾出現較高的脈沖。問題嚴重的話在粗紗表面突出，用肉眼就能看出。日常生產中除了穩定原料、穩定車間溫濕度以外，提高值車工質量意識，加強衛生清潔、巡回和交接班間、前后工序間的質量把關，此類紗疵會避免或大幅減少。

8 結束語

實踐證明，粗紗產生突發性疵點的原因較多，應該具體問題具體分析。根據突發性疵點的特征和經驗，一方面從羅拉、膠輥、膠圈缺陷，傳動部件故障尋找解決措施；另一方面考慮工藝參數設置、原料性能等因素，借助粗紗和細紗波譜圖進行分析，逐一排查，及時找到突發性疵點產生的原因。同時，要準確辨別粗紗隱波、假捻效應波、捻度波、卷繞波的來源，精準了解出現突發性疵點的原因，使問題得到及時解決，減少人力、物力浪費和停臺時間，從而有助于穩定產品質量、提高生產效率。