CN110359140A - 一种牵伸过程中纤维变速点位置的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵伸过程中纤维变速点位置的测试方法，本发明基于示踪纤维法，在示踪线维两侧添加示踪纱，通过选择示踪纱的长度，控制这两根示踪纱在前罗拉钳口线处变速，测量牵伸前后示踪纤维的头端与两根示踪纱标记线之间的距离，通过换算计算出牵伸过程中示踪纤维的变速点位置。该方法操作简单，实验过程中无需停机，无需标记停车时前罗拉钳口线位置，采用示踪纱头端在前罗拉钳口线变速这一特点，动态标记前罗拉钳口线，排除实验中因机器停车和前罗拉钳口线标记不准确导致的变速点计算不准确，减小误差产生，提高检测精度，为精确测量牵伸过程中纤维变速点位置提供了一种新的、方便、快捷的方法。

Description

一种牵伸过程中纤维变速点位置的测试方法

技术领域

本发明涉及一种纤维运动状态改变的测试方法，具体涉及一种基于示踪纤维法测试牵伸过程中纤维变速位置的方法。

背景技术

牵伸过程中浮游纤维的变速点研究一直是牵伸理论研究中的一个重点问题。以往的研究证明,纤维头端的变速点不一致是造成牵伸后纱条不匀的主要原因。

在牵伸过程中纤维处于两种状态，即受控状态和浮游状态。受控纤维的运动是有规律的，它会以后罗拉速度运动(称慢速纤维)，或以前罗拉速度运动(称快速纤维)；而浮游纤维的运动是不稳定的，它的运动状态取决于周围纤维的运动状态及中间机构对它的控制。由于浮游纤维从慢速变为快速的变速点位置是不固定的，导致纤维彼此间产生移距偏差，输出纱条产生牵伸波。因而在生产实践中，纱条经牵伸过程后，其条干均匀度恶化。

目前，牵伸过程中纤维变速点位置的测定方法主要是示踪纤维法，许多学者采用此类方法对牵伸过程中纤维的变速位置进行了一定的研究。

传统纺纱实验中测试牵伸区变速点位置的方法是在纱条中放入示踪纱或示踪纤维，在条子尾端标记参考线，示踪纤维沿纤维条轴向依次排开，相邻两根示踪纤维头端距离固定，测量并记录各根示踪纤维头端与参考线之间的初始距离，将处理过的纤维条进行牵伸，当末根示踪纤维走出前罗拉钳口，同时参考线未进入牵伸区时停车，取下上罗拉，在条子上做好前罗拉钳口线位置标记，取下条子，在条子上量取各示踪纤维头端与前罗拉钳口线的距离，参考线与前罗拉钳口线的距离，依据移距偏差理论，计算各根示踪纤维的变速点位置。此方法可操作性较高，但在此实验中，机器需要在运转中停车，破坏了条子的正常运动状态，同时，标记前罗拉钳口线的位置时受一定的人为主观因素的影响，因而导致变速点的测试不准确，测试成功率较低。

史志陶使用荧光纤维—光电法对牵伸区浮游纤维的变速点的分布进行了研究。其测试原理为用光电转换装置接收示踪纤维被紫外光线照射而激发出的蓝色荧光,并转换成电信号,经放大、滤波,再由光线示波器记录、分析。在其实验中，示踪纤维采用的是棉束，此方法需要外接一套光电设备，操作繁琐，且棉束只能近似的与纤维性能接近，但不能代表纤维。因而实验的精度受到质疑。

邢声远采用粗纱截面染色法在细纱机的前牵伸区测试纤维的变速点位置，通过对细纱机吸风口进行改装，外接一套机械电器式控制机构，在同步瞬间计时器上记录粗纱染色点自须条集合器的出口移动至承接带上所需的时间，通过计算推导纤维的变速点位置。但此实验方法较为繁琐，在给粗纱进行截面染色时，无法保证染色截面是平齐的。并且由于纤维在纱条中是随机排列的，粗纱染色截面内各根纤维的染色位置并不相同，因而此试验方法测得的结果并不能准确的反应牵伸过程中纤维的变速点位置。

目前牵伸过程中纤维变速点位置测定方法或依赖于机器在运转中停车，以标记罗拉钳口线位置；或操作比较繁琐，需要外接光电设备对纤维束的运动进行追踪。基于上述原因，本发明提出一种方便、快捷、准确性和成功率高的牵伸过程中纤维变速点位置的测试方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种操作简单、快捷、测试准确性高的牵伸过程中纤维变速点位置的测定方法，在机器正常运转和不外接其它装置的条件下，计算牵伸过程中示踪纤维的变速点位置，避免机器因为停车、用于追踪的示踪纤维不具有代表性和罗拉钳口线标记不准确，造成其示踪纤维的变速点位置推导不准确。

为了解决上述问题，本发明为采用的技术方案如下：

一种牵伸过程中纤维变速点位置的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：按要求调整并记录待测牵伸区的牵伸倍数E及该牵伸区内前罗拉与后罗拉的中心距G；

步骤2)：根据两罗拉中心距，确定示踪纱的切断长度L，共剪取n根，n≥20；

步骤3)：染色的示踪纤维根据实验要求，确定切断长度l，剪取m根，m≥50；

步骤4)：将纤维条平铺在测量板上，将示踪纤维每4～8根为一组，头端并齐，将其均匀地排列在纤维条中，在每一组的两侧各放一根示踪纱，并保证示踪纤维头端连线与示踪纱头端连线平行，测量示踪纤维头端与示踪纱头端的距离a₀，并做记录；

步骤5)：开动机器，当机器运转正常后，将纤维条喂入牵伸区，在前罗拉的钳口处用测量板接取输出的纤维条，直到整根纤维条走出牵伸区后，关闭机器；

步骤6)：连接牵伸后每组示踪纱的头端，作为参考线，逐根测量每组示踪纤维头端到示踪纱头端参考线的距离a_i，并做记录；

示踪纱的长度与罗拉握持距相近，因而示踪纱在牵伸过程中浮游长度较短，且示踪纱线密度高于示踪纤维的线密度，则可以认为示踪纱在前罗拉钳口处变为快速纤维，因此连接两示踪纱头端形成的参考线的位置即为某一时刻前罗拉钳口线的位置，则对于每根示踪纤维，其变速点位置x_i满足下式：

前罗拉的钳口线的确定是动态的，是由示踪纱的运动状态所决定，前罗拉钳口线确定明确、简单。本发明可以测试纺纱过程中(简单罗拉牵伸，压力棒牵伸，皮圈牵伸)纤维的变速点位置。

优选地，所述步骤2)中的示踪纱的线密度为5～15tex(39.2～117.6英支)。

优选地，所述步骤2)中的示踪纱的剪取长度L比前罗拉与后罗拉的中心距G小1～2mm。

优选地，所述步骤4)中示踪纤维的头端并齐，且示踪纤维的头端连线与两侧示踪纱的头端连线平行，纤维条按纱条运动方向分为左头端和右头端，假设纤维条喂入端为纱条右头端，每组示踪纤维的右头端与示踪纱右头端的初始距离为0≤a₀≤L-l。

本发明中前罗拉钳口线的确定是动态的，是由示踪纱在牵伸过程中的运动规律所决定，前罗拉钳口线确定明确、简单。本发明的测试方法可用于纺纱过程中(简单罗拉牵伸，压力棒牵伸，皮圈牵伸)纤维变速点位置的确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明基于示踪纤维法，提出了一种新的确立罗拉钳口线位置的方法，在纱条正常运动的情况下，推导纱条中纤维的变速点位置。在待测纤维条两端添加示踪纱，通过调节示踪纱长度与两罗拉握持距之间的关系，控制示踪纱在前罗拉钳口处变速，从而动态的确定前罗拉钳口线的位置。与其他测试方法相比，该方法操作简单，无需借助其他测试装置，同时，前罗拉钳口线的位置是动态标记的，在牵伸过程中无需停车以标记停车时前罗拉钳口线的位置，可以减小实验误差产生，提高测试可靠性。因而，本发明为准确确定牵伸区纤维的变速点位置提供了一种新的、方便、快捷的检测方法。

附图说明

图1为本发明提供的牵伸过程中纤维变速点位置测定方法的示意图；

图2为传统牵伸过程中纤维变速点位置测定方法的示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1-4提供的一种牵伸过程中纤维变速点位置的测定方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：按要求调整并记录待测牵伸区的牵伸倍数E及该牵伸区内前罗拉5与后罗拉4的中心距G；牵伸倍数为实际牵伸倍数，其计算公式如下：

步骤2：剪取染色的示踪纱2，其切断长度为L，共剪取n根，n≥20；示踪纱2的线密度为5～15tex，剪取长度L比前罗拉5与后罗拉4的中心距G小1～2mm

步骤3：染色的示踪纤维3根据实验要求，确定切断长度为l，剪取m根，m≥50；

步骤4：将纤维条1平铺在测量板上，纤维条按纱条运动方向分为左头端和右头端，假设纤维条喂入端为纱条右头端，将示踪纤维3每5根为一组，左头端并齐，将其均匀地排列在纤维条1中，在每一组的两侧各放一根示踪纱2，保证示踪纱2的左头端连线与中间示踪纤维3的左头端连线平行，测量并记录示踪纤维3右头端至示踪纱2右头端的距离a₀，放置示踪纱2时，纤维条1的两个头端留空20～30cm；

步骤5：开动机器，当机器运转正常后，将纤维条1喂入牵伸区，在前罗拉5的钳口处用测量板接取输出的纤维条1，直到整根纤维条1走出牵伸区后，关闭机器；

步骤6：连接牵伸后每组示踪纱2的右头端，作为参考线，逐根测量每组示踪纤维3右头端到示踪纱2右头端参考线的距离a_i，并做记录；

示踪纱2的长度与罗拉握持距相近，因而示踪纱2在牵伸过程中浮游长度较短，且示踪纱2线密度高于示踪纤维3的线密度，则可以认为示踪纱2在前罗拉5钳口处变为快速纤维，因此参考线6的位置即为某一时刻前罗拉钳口线的位置，则对于每根示踪纤维3，其变速点位置x_i满足下式：

对比例1-4采用的传统牵伸过程中纤维变速点位置测定方法，如图2所示，包括以下步骤：

(1)按要求调整并记录待测牵伸区的牵伸倍数E及该牵伸区内前罗拉5与后罗拉4的中心距G；牵伸倍数为实际牵伸倍数，其计算公式如下：

(2)染色的示踪纤维按实验要求，确定切断长度l，剪取50根；

(3)将待测纤维条平铺在测量板上，纤维条按纱条运动方向分为左头端和右头端，假设纤维条喂入端为纱条右头端，在条子左头端用色笔作一参考线，然后将条子轻轻拨开，将示踪纤维按图2所示，放入条子中间，示踪纤维头端之间的距离为10mm，末根示踪纤维左头端距参考线b_末为200mm，记录各示踪纤维左头端距参考线的距离b_i；

(4)开车后纤维条进入牵伸区，当末根示踪纤维走出前罗拉钳口后，而参考线未进入牵伸区时，关停机器；

(5)取下上皮辊，在条子上作好前罗拉钳口线的记号，取下条子；在条子上量取末根示踪纤维右头端与前罗拉钳口线的距离c_末、各相邻示踪纤维头端的距离d_i、参考线与前罗拉钳口线间的距离s，末根示踪纤维右头端距参考线h_末；

对于任意一根示踪纤维来说，其变速点位置为：

实施例1

本实施例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试并条机后牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为48mm，牵伸倍数设为1.5，示踪纤维切断长度设为38mm，染色示踪纱切断长度设为47mm，示踪纤维与示踪纱的初始右头端距离为9mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

对比例1

本对比例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试并条机后牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为48mm，牵伸倍数设为1.5，示踪纤维切断长度设为38mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

实施例2

本实施例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试并条机前牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为50mm，牵伸倍数设为3，示踪纤维切断长度设为38mm，染色示踪纱切断长度设为48mm，示踪纤维与示踪纱的初始右头端距离为10mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

对比例2

本对比例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试并条机前牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为50mm，牵伸倍数设为3，示踪纤维切断长度设为38mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

实施例3

本实施例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试粗纱机前牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为50mm，牵伸倍数设为4.5，示踪纤维切断长度设为38mm，染色示踪纱切断长度设为48.5mm，示踪纤维与示踪纱的初始右头端距离为7mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

对比例3

本对比例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试粗纱机前牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为50mm，牵伸倍数设为4.5，示踪纤维切断长度设为38mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

实施例4

本实施例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试细纱机前牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为50mm，牵伸倍数设为6，示踪纤维切断长度设为38mm，染色示踪纱切断长度设为48.5mm，示踪纤维与示踪纱的初始右头端距离为5mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

对比例4

本对比例中，选用涤纶纱条作为待测纤维条，测试细纱机前牵伸区纤维变速点位置分布，两罗拉中心距设为50mm，牵伸倍数设为6，示踪纤维切断长度设为38mm，测试50根示踪纤维在牵伸过程中的变速点位置，其结果见表1。

表1

而根据牵伸理论可知，纤维只能在浮游区8(图1)变速，因而它的变速范围应在[0，G-l]，其中G为两罗拉握持距，l为纤维长度，(G-l)为纤维浮游区长度。将实施例1与对比例1对比可以看出，对比例1所得的测试结果中有较多的负值和大于浮游区长度的值，测试结果中落入浮游区内的数量仅占60％左右，而出现这种结果的主要原因是前罗拉钳口线7(图1)位置标记不准确和牵伸过程中间停车影响纤维的正常运动，因而，此方法测试得到的纤维变速点结果不准确，而实施例1中得到的纤维变速点位置结果都在浮游区长度内，因而说明实施例中采用的实验方法要优于对比例中采用的实验方法。

将实施例2与对比例2对比可以看出，对比例2中实验结果有大部分结果为负值或者大于浮游区长度，而实施例2得到的实验结果都在浮游区长度内，因而同样说明实施例2中采用的实验方法优于对比例2采用的实验方法。

将实施例3与对比例3进行对比，将实施例4与对比例4进行对比，可以得出相同的结论。

对比上述的实施例与对比例的实验结果可以看出，实施例测得的牵伸区变速点位置的实验结果都落在浮游区长度内，而对比例得到的实验结果有些大于浮游区长度，有些呈负值，而这与牵伸理论是相违背的，因而实施例采用的实验方法得到的实验结果更准确，可靠，成功率更高。

采用本发明的牵伸区纤维变速点位置的测试方法，不仅能够简洁，准确的确定前罗拉钳口线位置，还能够排除由于机器开关车对纱条变速点测试产生的影响，因而得到的测试结果更加准确，成功率高，可靠性好。

Claims (4)

1.一种牵伸过程中纤维变速点位置的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：按要求调整并记录待测牵伸区的牵伸倍数E及该牵伸区内后罗拉(4)与前罗拉(5)的中心距G，牵伸倍数为实际牵伸倍数，其计算公式如下：

步骤2)：剪取染色的示踪纱(2)，切断长度为L，共剪取n根，n≥20；

步骤3)：染色的示踪纤维(3)根据实验要求，确定切断长度为l，剪取m根，m≥50；

步骤4)：将纤维条(1)平铺在测量板上，纤维条按纱条运动方向分为左头端和右头端，假设纤维条喂入端为纱条右头端，将示踪纤维(3)每4～8根为一组，头端并齐，将其均匀地排列在纤维条(1)中，在每一组的两侧各放一根示踪纱(2)，测量示踪纤维(3)右头端与示踪纱(2)右头端的距离a₀，并记录；

步骤5)：开动机器，当机器运转正常后，将纤维条(1)喂入牵伸区，在前罗拉(5)的钳口处用测量板接取输出的纤维条(1)，直到整根纤维条(1)走出牵伸区后，关闭机器；

步骤6)：连接牵伸后每组示踪纱(2)的右头端，作为参考线，逐根测量每组示踪纤维(3)右头端到示踪纱(2)右头端的距离a_i，并做记录；

示踪纱(2)的长度与罗拉握持距相近，因而示踪纱(2)在牵伸过程中浮游长度较短，且示踪纱(2)线密度高于示踪纤维(3)的线密度，则可以认为示踪纱(2)在前罗拉(5)钳口处变为快速纤维，因此参考线6的位置即为某一时刻前罗拉钳口线的位置，则对于每根示踪纤维(3)，其变速点位置x_i满足下式：

2.如权利要求1所述的牵伸过程中纤维变速点测定方法，其特征在于，所述步骤2)中的示踪纱(2)的线密度为5～15tex。

3.如权利要求1所述的牵伸过程中纤维变速点测定方法，其特征在于，所述步骤2)中的示踪纱(2)的剪取长度L比前罗拉(5)与后罗拉(4)的中心距G小1～2mm。

4.如权利要求1所述的牵伸过程中纤维变速点测定方法，其特征在于，所述步骤4)中中间示踪纤维(3)的头端是并齐的，并且示踪纤维(3)头端连线与两侧的示踪纱(2)头端连线是平行的，纤维条按纱条运动方向分为左头端和右头端，假设纤维条喂入端为纱条右头端，每组示踪纤维(3)与示踪纱(2)初始右头端的距离0≤a₀≤(L-l)。