CN104711720A - 三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其具体包括牵伸和加捻系统包括前后设置的一级牵伸单元和二级牵伸单元；一级牵伸单元包括组合后罗拉、中罗拉；二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉；保持前罗拉速度V_q和中罗拉速度V_z恒定，仅仅调整组合后罗拉的转速，即可同时实现纱线线密度或/和混纺比的调整。利用本发明的方法及装置生产出来的点点纱、竹节纱、大肚纱混色更加均匀和准确，通过控制中罗列的恒定的设定速度转动，保证了混纺效果更加稳定，即使不同批次的纱线色差也不会有明显的变化。

Description

三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法及装置

技术领域

本发明涉及到纺织工程中纺纱领域，特别涉及一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法及装置。

背景技术

纱线是由纤维平行取向经加捻形成的细长的纤维集合体。当纤维不均匀分布在纱线长度方向时，其线密度或外观的粗细就会发生变化。根据这种不均匀分布程度的大小，可分类为竹节纱、大肚纱、点点纱等，可以把它们统称为线密度变化的花式纱线。如果在纱线线密度变化的同时还能改变其混纺比，就可以形成线密度和色彩均变化的花式纱线，我们把这种类型的纱线定义为多彩变密度纱线，具体可分为多彩竹节纱、多彩大肚纱、多彩点点纱。

目前环锭纺生产变线密度纱线的方法，基本采用中、后罗拉分别喂入一根粗纱须条，通过后罗拉不均匀的喂入进行断续式纺纱来生产变线密度纱线。如专利“一种断续纺工艺及其纱线”(授权号ZL01126398.9)，它的原理是把由后罗拉喂入的一根辅纱须条B，经中、后罗拉不均匀牵伸，再与另一根由中罗拉后点喂入的主纱须条A交汇再进入前牵伸区，经前、中罗拉牵伸后由前钳口输出，进入加捻区共同加捻形成纱线。由于辅纱是由后罗拉间隙式喂入与主纱汇合，在前区主牵伸倍数的作用下，主纱须条被均匀地拉细至一定的线密度，辅纱须条则依附在主纱须条上形成断续式不均匀的线密度分布。控制后罗拉不均匀喂入辅纱波动量的大小，就可以最终在纱线上形成点点纱、竹节纱、大肚纱等不同效果。

现有技术中的变线密度纱线的纺纱工艺，有以下几个局限性：

①当采用两种不同原料(或不同颜色)粗纱作为主辅纱须条时，无法随机调整竹节纱的混纺比(混色比)；尚未有用三组份方式生产竹节纱、点点纱等变线密度纱线的方法。

②纺纱过程中主、辅纱不能交换；(主纱须条是纱线中连续分布的须条、辅纱须条是纱线中离散分布的须条)。

③混纺不均匀、纱线色彩调配不能达到预期目的的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，该方法将混纺工艺和线密度调节工艺相对分离，不仅能够通过三组份分合式异同步多级牵伸再汇合加捻成纱的工艺，随机调控纺纱线密度及混纺比，突破已有纺纱方法不能纺制多彩竹节纱、大肚纱和多彩点点纱的技术瓶颈；而且使得混纺效果更佳均匀和精准，避免了线密度调整时对混色或混纺效果的影响。

为实现上述目的，本发明公开的一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法具体包括：

1)牵伸和加捻系统包括前后设置的一级牵伸单元和二级牵伸单元；

2)所述一级牵伸单元包括组合后罗拉、中罗拉；组合后罗拉具有三个转动自由度，其包括同一根后罗拉轴上并排设置的第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉；第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉分别以速度V_h1、V_h2和V_h3运动；中罗拉以速度V_z的速度转动；

3)所述二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉；前罗拉以速度V_q运动；

4)保持前罗拉速度V_q和中罗拉速度V_z恒定，仅仅调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，同时实现纱线线密度或/和混纺比的调整。

进一步，设第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉所牵伸的第一纱线组份、第二纱线组份和第三纱线组份的线密度分别为ρ₁、ρ₂和ρ₃，前罗拉牵伸加捻后得到的纱线Y的线密度为ρ_y，

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{1}{V_q}(V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3)$

令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，则：

1)改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉中的任一后罗拉的速度，其它两个后罗拉速度不变，则实现纱线Y中所述任一后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})$

其中，Δρ_y为纱线Y的线密度变化量，ΔV_h1、ΔV_h2和ΔV_h3为第一、二、三后罗拉的速度变化量；

2)改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉中的任意两个后罗拉的速度，其它一个后罗拉速度不变，则实现纱线Y中所述任意两个后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

3)同时改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉三个后罗拉的速度，则实现纱线Y中三个后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})].$

进一步，调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令任一后罗拉的速度为零，而其它两个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述任一后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它两种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量。

进一步，调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令其中两个后罗拉的速度先后调整为零，而其它一个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述两个后罗拉所牵伸的纱线组份的先后间断，而其它一种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

1)第一后罗拉速度不为零时：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

其中，T₃为时间点，且T₁≤T₂≤T₃；

2)第二后罗拉速度不为零时：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

$(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

3)第三后罗拉速度不为零时：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

进一步，调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令其中两个后罗拉的速度同时调整为零，而其它一个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述；两个后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它一种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})\right],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})\right],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})\right],(T_1\≤t\≤T_2)$

进一步，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，同时保持

V_h1*ρ₁+V_h2*ρ₂+V_h3*ρ₃＝常数，

并令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，则实现纱线Y的线密度不变化而其组份的混纺比变化；所述第一纱线组份和、第二纱线组份和第三纱线组份的混纺比k₁、k₂和k₃分别为：

$k_1=\frac{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}$

$k_2=\frac{V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}$

$k_3=\frac{V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}.$

三组份分合式异同步二级牵伸同轴加捻纺纱系统工艺参数的计算

根据牵伸理论可得：

根据牵伸理论可得：

一级牵伸的牵伸比：

$e_{h1}=\frac{V_z}{V_{h1}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}}---\left(1\right)$

$e_{h2}=\frac{V_z}{V_{h2}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_2}{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}}---\left(2\right)$

$e_{h3}=\frac{V_z}{V_{h3}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_3}{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}}---\left(3\right)$

一级牵伸的当量牵伸比：

${\stackrel{\‾}{e}}_h=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}}---\left(4\right)$

二级牵伸的牵伸比：

$e_q=\frac{V_q}{V_z}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\″}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\″}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\″}}---\left(5\right)$

二级牵伸的总当量牵伸比

$\stackrel{\‾}{e}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\″}}={\stackrel{\‾}{e}}_h*e_q---\left(6\right)$

总当量牵伸比是纺纱中非常重要的参数，它是二级牵伸倍数与一级牵伸倍数的乘积。

根据本发明建立的纺纱模型可知，粗纱ρ₁、ρ₂和ρ₃经一级牵伸的异步牵伸和二级牵伸的同步牵伸加捻形成纱线，其混纺比k₁、k₂、k₃可表达如下：

$k_1=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1^{\″}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\″}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}}{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}+{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}+{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}}---\left(7\right)$

$k_1=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\″}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}}{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}+{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}+{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}}---\left(8\right)$

$k_2=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\″}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\″}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}}{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}+{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}+{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}}---\left(9\right)$

由式⑺、⑻、⑼可知，纱线中两个组份的混纺比与三个后罗拉的运动速度V_h1、V_h2、V_h3以及三根粗纱线密度ρ₁、ρ₂、ρ₃相关。一般ρ₁、ρ₂、ρ₃值是常量与时间无关，而V_h1、V_h2、V_h3会随纺纱机设定的主轴速度有关，由于主轴速度关系到纺纱机产量，在不同的企业、纺制不同的原料及产品规格时会使用不同的主轴转速。这样，由式⑹、⑺确定的混纺比，即使粗纱ρ₁、ρ₂、ρ₃值不变，也会由于主轴速度的变化而导致V_h1、V_h2、V_h3发生变化。由此导致混纺比的不确定性。

同理可得，三根粗纱须条经两级牵伸加捻后形成的纱线线密度为:

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3}{\stackrel{\‾}{e}}={\mathrm{\ρ}}_1^{\″}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\″}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\″}$

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{V_z}{V_q}*{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+\frac{V_z}{V_q}*{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+\frac{V_z}{V_q}*{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}=\frac{V_z}{V_q}*\frac{V_{h1}}{V_z}*{\mathrm{\ρ}}_1+\frac{V_z}{V_q}*\frac{V_{h2}}{V_z}{\mathrm{\ρ}}_2+\frac{V_z}{V_q}*\frac{V_{h3}}{V_z}{\mathrm{\ρ}}_3$

故纱线线密度为：

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{1}{V_q}(V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3)---\left(10\right)$

由式⑽可知，纱线的线密度与三个后罗拉的运动速度V_h1、V_h2、V_h3以及三根粗纱线密度ρ₁、ρ₂、ρ₃相关。一般ρ₁、ρ₂、ρ₃值是常量与时间无关，而V_h1、V_h2、V_h3则随纺纱机设定的主轴速度有关，由于主轴速度关系到纺纱机产量，在不同的企业、纺制不同的原料及产品规格时会使用不同的主轴转速。这样，由式⑻确定的线密度，即使粗纱ρ₁、ρ₂、ρ₃值不变，也会由于主轴速度的变化而导致V_h1、V_h2、V_h3发生变化。由此导致线密度的不确定性。

由式⑴得： ${{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}=\frac{V_{h1}}{V_z}*{\mathrm{\ρ}}_1$

由式⑵得： ${{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}=\frac{V_{h2}}{V_z}*{\mathrm{\ρ}}_2$

由式⑶得： ${{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}=\frac{V_{h3}}{V_z}*{\mathrm{\ρ}}_3$

∴ ${\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}=\frac{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3}{V_z}---\left(11\right)$

将式⑼代入式⑶得后区的当量牵伸倍数

${\stackrel{\‾}{e}}_h=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3}{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3}*V_z---\left(12\right)$

将式⑽代入式⑸得总的当量牵伸倍数

$\stackrel{\‾}{e}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3}{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3}*V_z*-\frac{V_q}{V_z}$

$\stackrel{\‾}{e}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3}{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3}*V_q---\left(13\right)$

为了去除主轴速度不同导致的参数变化，设以下限定条件：

ρ1＝ρ2＝ρ3＝ρ    (14)

将式(14)代入式⑼得：

${\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}=\mathrm{\ρ}*\frac{(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3})}{V_z}---\left(15\right)$

将式⑿⒀代入式⑽得：

${\stackrel{\‾}{e}}_h=\frac{V_z}{\frac{(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3})}{3}}---\left(15\right)$

将式(14)代入式⑸得：

$\stackrel{\‾}{e}{=\stackrel{\‾}{e}}_h*e_q=\frac{V_q}{\frac{(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3})}{3}}---\left(17\right)$

将式⒂⒃⒄代入式⑺⑻⑼得：

$k_1=\frac{V_{h1}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}}=\frac{V_z}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}}*\frac{1}{e_{h1}}---\left(18\right)$

$k_2=\frac{V_{h2}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}}=\frac{V_z}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}}*\frac{1}{e_{h2}}---\left(19\right)$

$k_3=\frac{V_{h3}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}}=\frac{V_z}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}}*\frac{1}{e_{h3}}---\left(20\right)$

进一步，令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，同时调整所述第一后罗拉、第二后罗拉及第三后罗拉的速度使得V_h1+V_h2+V_h3＝V_z，则公式(18)(19)(20)转化为：

$k_1=\frac{V_{h1}}{V_z}=\frac{1}{e_{h1}}$

$k_2=\frac{V_{h2}}{V_z}=\frac{1}{e_{h2}}$

$k_3=\frac{V_{h3}}{V_z}=\frac{1}{e_{h3}}$

即三组份ρ₁、ρ₂和ρ₃在纱线中的混纺比，等于它们在一级牵伸区中各自牵伸倍数的倒数。

$e_{h1}=\frac{V_z}{V_{h1}}=\frac{1}{k_1}$

$e_{h2}=\frac{V_z}{V_{h2}}=\frac{1}{k_2}$

$e_{h3}=\frac{V_z}{V_{h3}}=\frac{1}{k_3}.$

例如:假定k₁＝0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1

k₂＝0.7，0.6，0.5，0.4，0,3，0,2，0.1，0，0.1，0.1，0

k₃＝0.3，0.3，0.3，0.3，0.3，0.3，0.3，0,3，0.1，0，0

则可求得对应的e_h1、e_h2和e_h3，如下表：

k1	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1
												eh1	╳	10	5	10/3	10/4	10/5	10/6	10/7	10/8	10/9	1
k2	0.7	0.6	0.5	0.4	0.3	0.2	0.1	0	0.1	0.1	0
												eh2	10/7	10/6	10/5	10/4	10/3	5	10	╳	10	10	╳
k3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.1	0	0
												eh3	10/3	10/3	10/3	10/3	10/3	10/3	10/3	10/3	10	╳	╳

进一步，所述组合后罗拉和所述中罗拉之间设置有集合器，所述中罗拉保持速度不变，则所述一级牵伸单位形成混纺或混色单元，所述二级牵伸单元构成单纯的线密度调整单元。

进一步，所述中罗拉的速度V_z≤(V_h1+V_h2+V_h3)/3。

通过控制后中罗拉的运行速度，而不考虑后面线密度调整工艺，从而切实保障了纱线混纺更加均匀和彻底，避免了线密度调整工艺对混纺工艺的影响。另外，通过将后中罗拉的速度控制在(V_h1+V_h2+V_h3)/3以下，有效保证了混纺更加均匀。

一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的装置包括控制系统和执行机构，执行机构包括三组份分合式异同步二级牵伸机构、加捻机构和卷绕成型机构；所述二级牵伸机构包括一级牵伸单元和二级牵伸单元；所述一级牵伸单元包括组合后罗拉、中罗拉；组合后罗拉具有三个转动自由度，包括同一根后罗拉轴上并排设置的第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉；所述二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉。

进一步，所述控制系统主要包括PLC可编程控制器、伺服驱动器、伺服电机等。

进一步，第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉中任一个固定设置在所述后罗拉轴上，其他两个后罗拉彼此独立转动地设置在所述后罗拉轴上。

进一步，牵伸过程中，所述中罗拉的速度固定且不大于所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度之和。

利用本发明的方法及装置生产出来的点点纱、竹节纱、大肚纱混色更加均匀和准确，通过控制中罗列的恒定的设定速度转动，保证了混纺效果更加稳定，即使不同批次的纱线色差也不会有明显的变化。下表为本发明技术效果与现有技术的对比。

由此可见本发明的技术效果显著。

附图说明

图1为二级牵伸装置的结构示意图；

图2为组合后罗拉结构示意图；

图3为控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

实施例1

一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法具体包括：

1)牵伸和加捻系统包括前后设置的一级牵伸单元和二级牵伸单元；

2)一级牵伸单元包括组合后罗拉、中罗拉；组合后罗拉具有三个转动自由度，其包括同一根后罗拉轴上并排设置的第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉；第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉分别以速度V_h1、V_h2和V_h3运动；中罗拉以速度V_z的速度转动；

3)二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉；前罗拉以速度Vq运动；

4)保持前罗拉速度V_q和中罗拉速度V_z恒定，仅仅调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，同时实现纱线线密度或/和混纺比的调整。

具体调整线密度的方法如下：

设第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉所牵伸的第一纱线组份、第二纱线组份和第三纱线组份的线密度分别为ρ₁、ρ₂和ρ₃，前罗拉牵伸加捻后得到的纱线Y的线密度为ρ_y，

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{1}{V_q}(V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3)$

令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，则：

1)改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉中的任一后罗拉的速度，其它两个后罗拉速度不变，则实现纱线Y中所述任一后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})$

其中，Δρ_y为纱线Y的线密度变化量，ΔV_h1、ΔV_h2和ΔV_h3为第一、二、三后罗拉的速度变化量；

2)改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉中的任意两个后罗拉的速度，其它一个后罗拉速度不变，则实现纱线Y中所述任意两个后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

3)同时改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉三个后罗拉的速度，则实现纱线Y中三个后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+({\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})].$

4)调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令任一后罗拉的速度为零，而其它两个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述任一后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它两种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$ 其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量。

5)调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令其中两个后罗拉的速度先后调整为零，而其它一个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述两后罗拉所牵伸的纱线组份的先后间断，而其它一种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

(1)第一后罗拉速度不为零时：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

其中，T₃为时间点，且T₁≤T₂≤T₃；

(2)第二后罗拉速度不为零时：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

(3)第三后罗拉速度不为零时：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})\right],(T_2\≤t\≤T_3)$

6)调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令其中两个后罗拉的速度同时调整为零，而其它一个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述；两个后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它一种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(0\≤t\≤T_1)$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})\right],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})\right],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+{\mathrm{\Δ\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})\right],(T_1\≤t\≤T_2)$

具体调整混纺比的方法如下：

调整所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，同时保持

V_h1*ρ₁+V_h2*ρ₂+V_h3*ρ₃＝常数，

并令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，则实现纱线Y的线密度不变化而其组份的混纺比变化；第一纱线组份和、第二纱线组份和第三纱线组份的混纺比k₁、k₂和k₃分别为：

$k_1=\frac{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}$

$k_2=\frac{V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}$

$k_3=\frac{V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}.$

令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，同时调整所述第一后罗拉、第二后罗拉及第三后罗拉的速度使得V_h1+V_h2+V_h3＝V_z，则

$k_1=\frac{V_{h1}}{V_z}=\frac{1}{e_{h1}}$

$k_2=\frac{V_{h2}}{V_z}=\frac{1}{e_{h2}}$

$k_3=\frac{V_{h3}}{V_z}=\frac{1}{e_{h3}}$

即三组份ρ₁、ρ₂和ρ₃在纱线中的混纺比，等于它们在一级牵伸区中各自牵伸倍数的倒数。

$e_{h1}=\frac{V_z}{V_{h1}}=\frac{1}{k_1}$

$e_{h2}=\frac{V_z}{V_{h2}}=\frac{1}{k_2}$

$e_{h3}=\frac{V_z}{V_{h3}}=\frac{1}{k_3}.$

其中，集合器设置在组合后罗拉和所述中罗拉之间，中罗拉保持速度不变，则一级牵伸单位形成混纺或混色单元，二级牵伸单元构成单纯的线密度调整单元。中罗拉的速度V_z＝(V_h1+V_h2+V_h3)/3。

通过控制后中罗拉的运行速度，而不考虑后面线密度调整工艺，从而切实保障了纱线混纺更加均匀和彻底，避免了线密度调整工艺对混纺工艺的影响。另外，通过将后中罗拉的速度控制在(V_h1+V_h2+V_h3)/3以下，有效保证了混纺更加均匀。

实施例2

一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的装置包括控制系统和执行机构，执行机构包括三组份分合式异同步二级牵伸机构、加捻机构和卷绕成型机构；二级牵伸机构包括一级牵伸单元和二级牵伸单元；

如图1所示，一级牵伸单元包括组合后罗拉11、中罗拉3；组合后罗拉11具有三个转动自由度，包括同一根后罗拉轴上并排设置的第一后罗拉5、第二后罗拉7和第三后罗拉9；二级牵伸单元包括前罗拉1和中罗拉3。4为中罗拉3对应的上皮辊，6、8、10为与三个后罗拉对应的三个上皮辊。2为与前罗拉1相对应的上皮辊。13为导辊，14为卷绕成型机构、15为纱线Y。

如图2所示，具有三重嵌套的3自由度组合后罗拉，5、7、9三个活动后罗拉活套在同一心轴上，并分别由皮带轮16、22、17驱动。第二后罗拉设置在中间，第一、三后罗拉分别设置在第二后罗拉的两侧，驱动第一、三后罗拉转动的皮带轮均设置在组合后罗拉的外侧。由此后罗拉结构更加紧凑，三根粗纱的夹持角更小。

如图3所示，控制系统主要包括PLC可编程控制器、伺服驱动器、伺服电机等。可编程控制器通过伺服驱动器控制电机带动罗拉、纲领板、锭子等工作。

以上结合附图仅描述了本申请的几个优选实施例，但本申请不限于此，凡是本领域普通技术人员在不脱离本申请的精神下，做出的任何改进和/或变形，均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其特征在于，其具体包括：

1)牵伸和加捻系统包括前后设置的一级牵伸单元和二级牵伸单元；

2)所述一级牵伸单元包括组合后罗拉、中罗拉；组合后罗拉具有三个转动自由度，其包括同一根后罗拉轴上并排设置的第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉；第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉分别以速度V_h1、V_h2和V_h3运动；中罗拉以速度V_z的速度转动；

3)所述二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉；前罗拉以速度V_q运动；

4)保持前罗拉速度V_q和中罗拉速度V_z恒定，仅仅调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，同时实现纱线线密度或/和混纺比的调整。

2.如权利要求1所述三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其特征在于，设第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉所牵伸的第一纱线组份、第二纱线组份和第三纱线组份的线密度分别为ρ₁、ρ₂和ρ₃，前罗拉牵伸加捻后得到的纱线Y的线密度为ρ_y，

令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ,则：

1)改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉中的任一后罗拉的速度，其它两个后罗拉速度不变，则实现纱线Y中所述任一后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

或

或

其中，Δρ_y为纱线Y的线密度变化量，ΔV_h1、ΔV_h2和ΔV_h3为第一、二、三后罗 拉的速度变化量；

2)改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉中的任意两个后罗拉的速度，其它一个后罗拉速度不变，则实现纱线Y中所述任意两个后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

或

或

3)同时改变第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉三个后罗拉的速度，则实现纱线Y中三个后罗拉的所牵伸的纱线组份及其线密度的变化，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

3.如权利要求2所述三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其特征在于，调整第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令任一后罗拉的速度为零，而其它两个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述任一后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它两种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

或者，

或者，

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量。

4.如权利要求3所述三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其特征在 于，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令其中两个后罗拉的速度先后调整为零，而其它一个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述两个后罗拉所牵伸的纱线组份的先后间断，而其它一种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

1)第一后罗拉速度不为零时：

或者，

其中，T₃为时间点，且T₁≤T₂≤T₃；

2)第二后罗拉速度不为零时：

或者，

3)第三后罗拉速度不为零时：

或者，

。

5.如权利要求2所述三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其特征在于，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，调整过程令其中两个后罗拉的速度同时调整为零，而其它一个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述；两个后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它一种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

或者，

或者，

。

6.如权利要求1所述三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其特征在于，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度，同时保持

V_h1*ρ₁+V_h2*ρ₂+V_h3*ρ₃＝常数，

并令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，则实现纱线Y的线密度不变化而其组份的混纺比变化；所述第一纱线组份和、第二纱线组份和第三纱线组份的混纺比k₁、k₂和k₃分别为：

7.如权利要求6所述三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法，其特征在于，令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ，同时调整所述第一后罗拉、第二后罗拉及第三后罗拉的速度使得V_h1+V_h2+V_h3＝V_z，则

即三个纱线组份在纱线Y中的混纺比，等于它们在一级牵伸区中各自牵伸倍数的倒数：

8.一种三组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的装置，其特征在于，其包括控制系统和执行机构，执行机构包括三组份分合式异同步二级牵伸机构、加捻机构和卷绕成型机构；所述二级牵伸机构包括一级牵伸单元和二级牵伸单元；所述一级牵伸单元包括组合后罗拉、中罗拉；组合后罗拉具有三个转动自由度，包括同一根后罗拉轴上并排设置的第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉；所述二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉。

9.如权利要求8所述装置，其特征在于，所述控制系统主要包括PLC可编程控制器、伺服驱动器、伺服电机。

10.如权利要求8所述装置，其特征在于，所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三 后罗拉中任一个固定设置在所述后罗拉轴上，其他两个后罗拉彼此独立转动地设置在所述后罗拉轴上；牵伸过程中，所述中罗拉的速度固定且不大于所述第一后罗拉、第二后罗拉和第三后罗拉的速度之和。