粗纱常见突发性疵点的波谱分析

王俊英 张道强 郭广利

（山东科技职业学院，山东潍坊，261053）

在传统的纺纱工艺流程中，粗纱工序在并条和细纱之间起着承前启后的重要作用。粗纱纱锭比较多，工艺部件也相应较多，产生突发性疵点的几率比较高。粗纱的一个纱锭或一节罗拉出现问题，影响面是比较大的，除了该纱锭所生产的粗纱不能使用，造成比较大的浪费以外，更严重的是这些粗纱进入细纱工序加工成管纱，管纱再进入络筒工序加工成筒纱，就很难追踪原因，造成较大人力、物力浪费和物料消耗。粗纱的传动部件和工艺参数出现问题，影响面更大，一旦出现问题，除了产生突发性疵点以外，大多数波谱图都会出现异常。所以，在粗纱日常的生产过程中，除了要求维修人员每天上机检查工艺部件和工艺参数以外，还要加强粗纱的条干均匀度和重量不匀率测试，注意观察分析其波谱图和曲线图，有问题及时反馈车间，在最短的时间内及时找到突发性疵点产生的原因，及时追踪，减少人力物力浪费、物料消耗和机台停车维修时间[1]。下面介绍几种常见粗纱突发性疵点的波谱图分析。

1 罗拉和胶辊缺陷产生的机械波

1.1 第一、第二胶辊和罗拉缺陷机械波

粗纱前胶辊和前罗拉产生的机械波波长等于其周长。第一、第二胶辊之间的张力牵伸只有1.05倍，所以因第一、第二胶辊缺陷产生的机械波波长相近，一般在8.5 cm～10 cm范围内（粗纱第一、第二胶辊直径一般为28 mm～29 mm）。同理，因粗纱机的第一、第二罗拉（罗拉直径为28.5 mm，四罗拉双短胶圈牵伸）缺陷产生的机械波也在8.5 cm～10 cm范围内。第一、第二罗拉和胶辊有问题产生的机械波在波谱图上一般表现为单柱机械波，如图1所示。图1的纱线品种为T/C 13.1 tex，粗纱条干CV4.96%，偏高，出现波长约10 cm的机械波。当问题比较严重时会出现较高的双柱机械波，有时还伴有1/2谐波，如图2所示。图2的纱线品种为T/C 13.1 tex，粗纱条干CV5.29%，偏高，波长约10 cm的机械波为主波，波长约5 cm的机械波有可能是谐波。先检查第一、第二罗拉和胶辊，对其存在的问题进行检修，并做条干均匀度测试，如果波长约10 cm的机械波大幅度降低或消失，波长约5 cm的机械波也随之大幅度降低或消失，那么波长约5 cm的机械波就是谐波，不用进行下一步措施；如果波长约10 cm的机械波大幅度降低或消失，波长约5 cm的机械波没有变化，那么波长约5 cm的机械波就不是谐波，需要根据波长和传动工艺进行计算。

图1 第一、第二罗拉和胶辊问题产生的单柱机械波

图2 第一、第二罗拉和胶辊问题产生的谐波

1.2 第三、第四罗拉和后胶辊、胶圈缺陷机械波

因第三、第四罗拉和后胶辊、胶圈缺陷产生的机械波波长，可以根据罗拉、胶辊、胶圈的周长和各部件到输出罗拉的牵伸倍数进行计算。因第三、第四罗拉缺陷产生的机械波波长=有缺陷的罗拉周长×该罗拉至输出罗拉之间的牵伸倍数，因后胶辊缺陷产生的机械波波长=胶辊周长×与胶辊相对应的罗拉至输出罗拉之间的牵伸倍数，因胶圈缺陷产生的机械波波长=有缺陷的胶圈周长×与胶圈相对应的罗拉至输出罗拉之间的牵伸倍数。

1.3 罗拉、胶辊、胶圈缺陷原因分析和防治

第一、第二胶辊回转速度高，表面易缠纤维，出现问题的几率比较大，对纱条质量的影响也大。胶辊问题主要表现在胶辊表面涂料吸收不均匀、光照不均匀、表面损伤、圆整度略差、偏心、轴承缺油、轴承磨损等，机械波高度越高，问题越严重。考虑到纱条质量的锭间差异、部件加工的精度问题和机物料消耗问题，并不是只要出现机械波就查找原因检修。当机械波高度超过其基部高度的一半时，对产品质量才有比较明显的影响，才需要查找原因检修。但是，对于机械波高度没有超过其基部高度的一半的机台和锭位，必须高度关注和监视，并缩短条干检测周期，一旦出现恶化趋势，立即检修。

罗拉属于精密度较高的轴承钢件，出现问题的几率比较小，但因粗纱机一般一根罗拉带动4个锭子，一旦罗拉出现问题，影响面比较大。罗拉问题主要表现在罗拉偏心或弯曲、轴承缺油或磨损等。

胶辊有缺陷，运转时会出现表面不平、回转不平稳，甚至会跳动，有工作经验的熟练值车工用手摸就能摸出来。罗拉问题运作时不容易察觉，只能揩车、平车时用仪器检测或拆卸检查。所以提高值车工的操作水平和质量意识，把用手摸胶辊作为其工作内容和交接班内容必不可少的一部分，粗纱胶辊引起的纱线质量问题会明显减少。缩短揩车周期，按要求维护维修罗拉等工艺部件，粗纱罗拉引起的纱线质量问题基本会避免。

胶圈问题主要表现在胶圈积花、打顿、表面破损等，加强机上清洁和巡查，发现问题及时处理。

2 传动部件故障产生的机械波

传动部件故障主要是指传动齿轮、传动轴、轴承、销键等传动部件发生故障。粗纱机传动部件发生故障产生的机械波波长需要根据粗纱机工艺传动图和牵伸齿轮的齿数等工艺参数进行计算。因传动齿轮缺陷产生的机械波波长=有缺陷的齿轮到输出罗拉的传动比×输出罗拉的周长。因传动轴、轴承、销键缺陷产生的机械波波长与其轴上的齿轮机械波波长相同。

传动部件一旦发生故障，会导致整台车的粗纱出现质量问题，后果非常严重。除了周期性平车、揩车和定期维护保养以外，日常生产中应加强对传动部件的上机检查和维护保养工作，尤其是对易损部件的检查和维护保养工作，从根本上杜绝此类质量事故的发生。其次，缩短试验周期，做好试验记录，发现问题及时反馈，并做好跟踪试验。

3 在60 cm～1 m范围内产生的机械波分析

粗纱波谱图出现波长为60 cm～1 m范围内的机械波较多，如图3所示。产生该波段机械波的原因较多。粗纱后罗拉直径28.5 mm或28 mm，后胶辊直径27 mm～28 mm，因后罗拉、后胶辊缺陷产生的机械波波长一般在60 cm～80 cm范围内，在波谱图上一般表现为单柱机械波，问题比较严重时表现为高度较高的双柱机械波。粗纱四罗拉双短胶圈牵伸时，因上下胶圈缺陷产生的机械波波长在70 cm～80 cm范围内。喂入熟条对应末道并条机前胶辊有缺陷反映在粗纱波谱图上的机械波波长一般在70 cm～1 m。因牵伸后区的传动部件故障产生的机械波波长基本也在60 cm～80 cm范围内。基于波长分析，实际波长与计算波长有±（10%～15%）的偏移性，出现波长在60 cm～1 m范围内的机械波时，需要根据以上可能产生的原因系统分析、一一排查，直至问题解决。

图3 波长为60 cm～1 m范围内的机械波

4 粗纱牵伸波

牵伸波是纱条在牵伸过程中，由于工艺参数设置不合理、工艺部件缺失或位置不稳定、原料性能发生变化等因素，造成浮游区纤维牵伸力不稳定，引起纤维变速点位置提前且分散而产生的。牵伸波分析一般根据牵伸波波长和纤维加权平均长度计算出牵伸波产生的区域。牵伸波波长λ=K×E×纤维的平均长度，K一般取3～3.5，根据公式可计算产生牵伸波的部件或区域到输出件的牵伸倍数E。粗纱牵伸波主要包括主牵伸区牵伸波和后牵伸区牵伸波，也有其他因素产生的牵伸波。

4.1 主牵伸区牵伸波

粗纱主牵伸区牵伸波波长一般在5 cm～7 cm范围内，如图4所示。通过计算，该牵伸波产生的区域到输出罗拉的牵伸是0.9倍～1.0倍，即可判断产生该牵伸波的区域是主牵伸区。整理区牵伸只有1.05倍，只是张力牵伸，不会产生牵伸波。

图4 在5 cm～7 cm范围内的粗纱主牵伸区牵伸波

粗纱主牵伸区承担较大的牵伸倍数，当罗拉隔距偏大或纤维长度偏短，或罗拉隔距走动，或胶圈表面性能发生变化时，胶圈对纤维的控制能力降低，浮游纤维数量和纤维浮游距离增加，纤维变速点分布不均匀而产生牵伸波。

4.2 后牵伸区牵伸波

粗纱后牵伸区牵伸波波长一般在50 cm～70 cm范围内，如图5所示。通过计算，该牵伸波产生的区域到输出罗拉的牵伸是4倍～5倍，即可判断产生该牵伸波的区域是后牵伸区。粗纱后牵伸区隔距比较大，除了后区集合器以外，没有其他有效的附加摩擦力界，纤维控制比较弱，尤其是纤维长度偏短时更为明显。

图5 在50 cm～70 cm范围内的粗纱后牵伸区牵伸波

4.3 其他牵伸波

当纺化纤时，如果纤维含油较高，会使胶辊钳口握持力下降，纤维变速点分散且后移，也容易产生牵伸波。此外，集合器嵌入杂质或因毛刺刮伤纤维时，也会出现牵伸波。

4.4 粗纱牵伸波防治

为防止粗纱出现牵伸波，应根据纤维长度合理设计粗纱罗拉隔距、后区牵伸倍数等工艺参数，并根据原料纤维长度变化及时调整罗拉隔距；后区牵伸倍数要偏小掌握，即使纺制涤棉混纺品种，粗纱后区牵伸倍数也不宜偏大；加强罗拉滑座螺钉松紧程度的上机检查，防止罗拉隔距走动；把好原料关，稳定纤维含油率；控制好熟条回潮率和车间温湿度，稳定牵伸力；做好集合器的清洁和巡查工作；做好罗拉防缠工作，减少罗拉缠花现象，从而减少罗拉隔距走动和牵伸力不稳定现象的出现。

5 粗纱隐波

隐波又叫潜在性不匀或潜在性机械波，波长很短，在本工序波谱图上反映不出来或不明显，经下道工序经牵伸放大后反映明显。隐波大多发生在粗纱工序，如粗纱罗拉扭振、齿轮安装不良、齿轮磨灭间隙过大等导致的罗拉高频振动都有可能造成隐波。隐波因波长太短在粗纱波谱图上很难发现，粗纱隐波波长和细纱工序产生的波长相近，分析时具有较大的复杂性[2]。

在波长大约30 cm处有双柱机械波的细纱波谱图如图6所示。同一台细纱机不同锭位不是都有该机械波，可以推断该机械波不是细纱机传动的问题，是该锭位的胶辊胶圈有缺陷或粗纱有缺陷。测试粗纱条干均匀度，波谱图正常。将该锭位（锭位1）的胶辊、胶圈、胶圈销与另一个没有该机械波的锭位（锭位2）调换做试验，锭位1有该机械波，锭位2没有。将两个锭位的胶辊、胶圈、胶圈销换回，粗纱调换，结果锭位2有该机械波，锭位1没有。如此反复试验，确定该机械波与粗纱有关，但粗纱波谱图正常，分析应该是粗纱罗拉扭振造成的。该纱线品种细纱牵伸为36倍，粗纱波=30/36≈0.83（cm），波谱图上能显示的纱条不匀的波长必须大于1 cm，小于等于1 cm的根本无法显示，所以测试该粗纱的波谱图是正常的。

罗拉扭振产生的隐波危害性极大，不但严重影响布面外观质量。而且耗费大量人力、物力，机台检修停车时间长，生产效率受到严重影响。罗拉扭振的主要原因有两个。一个是设备原因，如设备长时间运转，固有缺陷不良表现出来；罗拉长期疲劳抗扭能力降低；齿轮啮合不良；下胶圈太紧[3]。另一个是牵伸力太大的原因，如后区牵伸倍数小，造成前区牵伸负担大，尤其是纺化纤时更为严重；车间温湿度稳定性差，尤其是高温高湿季节，牵伸力很不稳定；原料超长纤维含量太高，造成粗纱牵伸力过大。只要生产中做好各项相应工作，就可以避免罗拉扭振现象发生，杜绝隐波。

图6 双柱机械波的细纱波谱图

6 粗纱假波

6.1 假捻效应波

粗纱假捻器的作用是借助其表面摩擦力使纱条绕其轴线转动获得假捻，增强纺纱段纱条的捻度、紧密度和强力。锭翼每转一周，纱条获得一个假捻。假捻效应波在波谱图上表现为占一个频道、偶尔占两个频道的小烟筒，如图7所示。假捻效应波的波长=粗纱出条速度/锭速，其中：粗纱出条速度单位为m/min，锭速单位为r/min[4]。假捻效应波的波长一般在2 cm～4 cm范围内，具体与纤维品种和粗纱定量有关。加工化纤时，波长稍长；粗纱定量大时，波长稍长。一般情况下，假捻效应波对后工序产品质量影响不大。但当假捻器安装不正确或表面损伤时，假捻效应波就会影响纱线条干，从而影响布面外观质量。

图7 假捻效应波

6.2 捻度波

粗纱因加捻作用使相邻两个捻回之间的纱条产生折叠，形成规律性的机械波，称为粗纱捻度波。粗纱捻度波的波长等于相邻两个捻回之间的粗纱条的长度，即波长=10/粗纱捻度，捻度单位为捻/10 cm。粗纱捻度波一般为2 cm～4 cm，在波谱图上是占一个频道，偶尔也占两个频道。

粗纱捻度波波长与纤维品种、粗纱定量有关。纺化纤时，粗纱定量较大时，波长长。捻度波波幅高度与纱条回潮率和捻陷差异有关系，回潮率高、捻陷大，捻度波波幅高。粗纱捻度波经细纱工序喂入装置的张紧喂入和后牵伸区的张力牵伸作用基本可以消除，对纱线条干均匀度和布面质量影响不大，但会影响粗纱的外观质量、重量不匀率和条干均匀度。

6.3 卷绕波

粗纱卷绕波第一种情况是粗纱卷绕时，相邻两层粗纱间相互挤压，形成规律性的压痕，当粗纱径向卷绕张力大时特别明显。在波谱图上呈现占一个频道，偶尔占两个频道的机械波。该机械波的波长等于粗纱的周长，粗纱卷绕直径大，波长长。这种卷绕波一般为假波，经后工序牵伸基本会消除，对纱线质量影响不大。但当粗纱锭子轴承缺油、磨损或锭子、锭翼、筒管偏心时，粗纱卷绕波就不是假波，会严重影响纱线质量，必须查找原因解决。

粗纱卷绕波第二种情况是在测试粗纱大纱条干时，测试架晃动，退绕的粗纱条张力产生周期性波动，纱条上出现规律性细节，波谱图上出现与粗纱直径相对应的机械波，波长一般在30 cm～40 cm范围内。调整粗纱测试架各部件位置、退绕张力、退绕距离等，保证粗纱退绕时转动自如，该卷绕波波幅就会降低甚至消失[5]。但必须注意，不要习惯性认为粗纱波谱图上出现的30 cm～40 cm的机械波，都是因测试架晃动引起的卷绕波，粗纱机牵伸部件有缺陷也可能产生。将粗纱拿到细纱工序加工成细纱，测试管纱条干均匀度，波谱图相应位置没有机械波，才可判断为假波。

7 不规律性竹节

当原料、车间温湿度发生较大变化时，粗纱工序容易出现大面积的不规律性小竹节纱。纯棉品种，当短绒率增加时，小黄竹节特别多；化纤品种，当含油率、比电阻、超长纤维含量增加时，白竹节特别多。当春秋冬季节，车间湿度太低时（低于45%），纯棉品种小白竹节比较多；当夏季，车间湿度太高时，化纤品种大白竹节比较多。当车间温湿度变化较大，胶辊胶圈短时间内不能适应，也会出现不规律性竹节。这些竹节波谱图正常，曲线图上偶尔出现较高的脉冲。问题严重的话在粗纱表面突出，用肉眼就能看出。日常生产中除了稳定原料、稳定车间温湿度以外，提高值车工质量意识，加强卫生清洁、巡回和交接班间、前后工序间的质量把关，此类纱疵会避免或大幅减少。

8 结束语

实践证明，粗纱产生突发性疵点的原因较多，应该具体问题具体分析。根据突发性疵点的特征和经验，一方面从罗拉、胶辊、胶圈缺陷，传动部件故障寻找解决措施；另一方面考虑工艺参数设置、原料性能等因素，借助粗纱和细纱波谱图进行分析，逐一排查，及时找到突发性疵点产生的原因。同时，要准确辨别粗纱隐波、假捻效应波、捻度波、卷绕波的来源，精准了解出现突发性疵点的原因，使问题得到及时解决，减少人力、物力浪费和停台时间，从而有助于稳定产品质量、提高生产效率。