CN204530069U - 四组份异同步二级牵伸纺纱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四组份异同步二级牵伸纺纱装置，其包括控制系统和执行机构，执行机构包括四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；组合后罗拉具有四个转动自由度，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、第三后罗拉和第四后罗拉；四个所述后罗拉依次相邻设置，其驱动机构设置在四个后罗拉的两侧；所述二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉。利用本实用新型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。

Description

四组份异同步二级牵伸纺纱装置

技术领域

本实用新型涉及到纺织工程中纺纱领域，特别涉及一种四组份异同步二级牵伸纺纱装置。

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)；尚未有用四组份方式生产竹节纱、大肚纱、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。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于四组份二级牵伸纺制多彩竹节和点点纱的方法和装置，该装置将混纺工艺和线密度调节工艺相对分离，不仅能够通过四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，本实用新型公开的一种四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；组合后罗拉具有四个转动自由度，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、第三后罗拉和第四后罗拉；第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉分别以速度V_h1、V_h2、V_h3和V_h4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、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，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、第三后罗拉和第四后罗拉所牵伸的第一纱线组份、第二纱线组份、第三纱线组份和第四纱线组份的线密度分别为ρ₁、ρ₂、ρ₃和ρ₄，前罗拉牵伸加捻后得到的纱线Y的线密度为ρ_y，

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{1}{V_q}(V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3+V_{h4}*{\mathrm{\ρ}}_4)$

令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ₄＝ρ，则：

1)改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉中的任一后罗拉的速度，其它三个后罗拉速度不变，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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})$

其中，Δρ_y为纱线Y的线密度变化量，ΔV_h1、ΔV_h2、ΔV_h3和ΔV_h4为第一、二、三和四后罗拉的速度变化量；

2)改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉中的任意两个后罗拉的速度，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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

3)同时改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉中的任意三个后罗拉的速度，剩余的后罗拉速度不变，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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})]$

4)同时改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，且四个后罗拉的速度之和不为零，则实现纱线Y中四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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

进一步，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令任一后罗拉的速度为零，而其它三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，而其它三种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})],(T_1\≤t\≤T_2)$

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量。

进一步，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令任两个后罗拉的速度为零，而其它两个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述任两个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：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量；i≠j，且i，j∈(1,2,3,4)。

进一步，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令任意三个后罗拉的速度为零，而其它后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述任意三个后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量；j∈(1,2,3,4)。

进一步，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，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，而其它纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

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

其中，T₁、T₂和T₃为三个时间点，t为时间变量；

i≠j≠k，且i，j，k∈(1,2,3,4)。

进一步，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令其中三个后罗拉的速度先后调整为零，而其它后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中所述三个后罗拉所牵伸的纱线组份的先后间断，而其它纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

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

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{\mathrm{hj}}+{\mathrm{\ΔV}}_{\mathrm{hj}})\right],(T_3\≤t\≤T_4)$

其中，T₁、T₂、T₃和T₄为四个时间点，t为时间变量；

i≠j≠k，且i，j，k∈(1,2,3,4)。

进一步，调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，同时保持

V_h1*ρ₁+V_h2*ρ₂+V_h3*ρ₃+V_h4*ρ₄＝常数，

并令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ₄＝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、第三纱线组份和第四纱线组份的混纺比k₁、k₂、k₃和k₄为：

$k_j=\frac{V_{\mathrm{hj}}+{\mathrm{\ΔV}}_{\mathrm{hj}}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}$

其中，j∈(1,2,3,4)。

四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：

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

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

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

$e_{h4}=\frac{V_z}{V_{h4}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_4}{{{\mathrm{\ρ}}_4}^{\′}}---\left(4\right)$

一级牵伸的当量牵伸比：

${\stackrel{\‾}{e}}_h=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3+{\mathrm{\ρ}}_4}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}+{{\mathrm{\ρ}}_4}^{\′}}---\left(5\right)$

二级牵伸的牵伸比：

$e_q=\frac{V_q}{V_z}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′\′}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′\′}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′\′}}=\frac{{{\mathrm{\ρ}}_4}^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_4}^{\′\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′\′}+{{\mathrm{\ρ}}_4}^{\′\′}}---\left(6\right)$

总当量牵伸比

$\stackrel{\‾}{e}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3+{\mathrm{\ρ}}_4}{{{\mathrm{\ρ}}_1}^{\′\′}+{{\mathrm{\ρ}}_2}^{\′\′}+{{\mathrm{\ρ}}_3}^{\′\′}+{{\mathrm{\ρ}}_4}^{\′\′}}={\stackrel{\‾}{e}}_h*e_q---\left(7\right)$

总当量牵伸比是纺纱中非常重要的参数，它是前区牵伸倍数与后区牵伸倍数的乘积。

根据本实用新型建立的纺纱模型可知，粗纱ρ₁、ρ₂、ρ₃和ρ₄经后区的异步牵伸和前区的同步牵伸后，再汇合加捻形成纱线，其混纺比k₁、k₂、k₃、k₄可表达如下：

$k_1=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}}{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}+{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}+{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}++{\mathrm{\ρ}}_4*V_{h4}}---\left(8\right)$

$k_2=\frac{{\mathrm{\ρ}}_2^{\′\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}}{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}+{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}+{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}+{\mathrm{\ρ}}_4*V_{h4}}---\left(9\right)$

$k_3=\frac{{\mathrm{\ρ}}_3^{\′\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}}{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}+{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}+{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}++{\mathrm{\ρ}}_4*V_{h4}}---\left(10\right)$

$k_4=\frac{{\mathrm{\ρ}}_4^{\′\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_4*V_{h4}}{{\mathrm{\ρ}}_1*V_{h1}+{\mathrm{\ρ}}_2*V_{h2}+{\mathrm{\ρ}}_3*V_{h3}++{\mathrm{\ρ}}_4*V_{h4}}---\left(11\right)$

由式⑻、⑼、⑽、⑾可知，纱线中四个组份的混纺比与后罗拉表面转动速度V_h1、V_h2、V_h3、V_h4以及四根粗纱线密度ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄相关。一般ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄值是常量与时间无关，而V_h1、V_h2、V_h3、V_h4与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、⑼、⑽、⑾确定的混纺比，即使粗纱ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄值不变，也会由于主轴速度的变化而导致V_h1、V_h2、V_h3、V_h4发生变化。由此导致混纺比的不确定性。

同理可得，四根粗纱须条经两级牵伸再汇合加捻后形成的纱线线密度为:

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3+{\mathrm{\ρ}}_4}{\stackrel{\‾}{e}}={\mathrm{\ρ}}_1^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′\′}$

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{V_z}{V_q}*{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+\frac{V_z}{V_q}*{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+\frac{V_z}{V_q}*{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+\frac{V_z}{V_q}*{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}$

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{V_z}{V_q}*\frac{V_{h1}}{V_z}*{\mathrm{\ρ}}_1+\frac{V_z}{V_q}*\frac{V_{h2}}{V_z}{\mathrm{\ρ}}_2+\frac{V_z}{V_q}*\frac{V_{h3}}{V_z}{\mathrm{\ρ}}_3+\frac{V_z}{V_q}*\frac{V_{h4}}{V_z}{\mathrm{\ρ}}_4$

故纱线线密度为：

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{1}{V_q}(V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3+V_{h4}*{\mathrm{\ρ}}_4)---\left(12\right)$

由式⑿可知，纱线的线密度与后罗拉的运动速度V_h1、V_h2、V_h3、V_h4以及四根粗纱线密度ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄相关。一般ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄值是常量与时间无关，而V_h1、V_h2、V_h3、V_h4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、ρ₄值不变，也会由于主轴速度的变化而导致V_h1、V_h2、V_h3、V_h4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： ${\mathrm{\ρ}}_3^{\′}=\frac{V_{h3}}{V_z}*{\mathrm{\ρ}}_3$

由式⑷得： ${\mathrm{\ρ}}_4^{\′}=\frac{V_{h4}}{V_z}*{\mathrm{\ρ}}_4$

$\stackrel{\·}{\·\·}{\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}=\frac{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3+V_{h4}*{\mathrm{\ρ}}_4}{V_z}---\left(13\right)$

将式⑾代入式⑸得后区的当量牵伸倍数

${\stackrel{\‾}{e}}_h=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3+{\mathrm{\ρ}}_4}{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3+V_{h4}*{\mathrm{\ρ}}_4}*V_z---\left(14\right)$

将式⒁代入式⑺得总的当量牵伸倍数

$\stackrel{\‾}{e}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3+{\mathrm{\ρ}}_4}{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3+V_{h4}*{\mathrm{\ρ}}_4}*V_z*\frac{V_q}{V_z}$

$\stackrel{\‾}{e}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_3+{\mathrm{\ρ}}_4}{V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3+V_{h4}*{\mathrm{\ρ}}_4}*V_z---\left(15\right)$

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＝ρ₄＝ρ   ⒃

将式⑿代入式⑼得：

${\mathrm{\ρ}}_1^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_2^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_3^{\′}+{\mathrm{\ρ}}_4^{\′}=\mathrm{\ρ}*\frac{(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4})}{V_z}---\left(17\right)$

将式⑿⒀代入式⑽得：

${\stackrel{\‾}{e}}_h=\frac{V_z}{\frac{(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4})}{4}}---\left(18\right)$

将式(14)代入式⑸得：

$\stackrel{\‾}{e}={\stackrel{\‾}{e}}_h*e_q\frac{V_q}{\frac{(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4})}{4}}---\left(19\right)$

将式⒄⒅⒆代入式⑻⑼⑽⑾得：

$k_1=\frac{V_{h1}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}=\frac{V_z}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}*\frac{1}{e_{h1}}---\left(20\right)$

$k_2=\frac{V_{h2}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}=\frac{V_z}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}*\frac{1}{e_{h2}}---\left(21\right)$

$k_3=\frac{V_{h3}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}=\frac{V_z}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}*\frac{1}{e_{h3}}---\left(22\right)$

$k_4=\frac{V_{h4}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}=\frac{V_z}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}*\frac{1}{e_{h3}}---\left(23\right)$

由式⒄⒅可以看出，混纺比的变化完全取决于(V_h1+ΔV_h1)、(V_h2+ΔV_h2)、(V_h3+ΔV_h3)的变化，也是由四个后罗拉速度变化决定的。

$k_1=\frac{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}$

$k_2=\frac{V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}$

$k_3=\frac{V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}$

$k_4=\frac{V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}$

设ΔV_h1+ΔV_h2+ΔV_h3+ΔV_h4＝0，则上式又可以简化为：

$k_1=\frac{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}$

$k_2=\frac{V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}$

$k_3=\frac{V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}$

$k_3=\frac{V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}{V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}}$

进一步，令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ₄＝ρ，同时调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉及第四后罗拉的速度使得V_h1+V_h2+V_h3+V_h4＝V_z，即四个后罗拉的速度之和等于中罗拉的线速度，由此可得：

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

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

$k_3=\frac{V_{h2}}{V_z}=\frac{1}{e_{h3}}$

$k_4=\frac{V_{h4}}{V_z}=\frac{1}{e_{h4}}$

即四组份ρ₁、ρ₂、ρ₃和ρ₄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：

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

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

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

$e_{h4}=\frac{V_z}{V_{h4}}=\frac{1}{k_4}$

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+V_h4)/4。

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+V_h4)/4以下，有效保证了混纺更加均匀。

一种四组份异同步二级牵伸纺纱装置，其包括其包括控制系统和执行机构，执行机构包括四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；组合后罗拉具有四个转动自由度，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、第三后罗拉和第四后罗拉；四个所述后罗拉依次相邻设置，其驱动机构设置在四个后罗拉的两侧；所述二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉。

进一步，所述第三后罗拉固定设置在所述后罗拉轴上，其他三个后罗拉彼此独立转动地设置在所述后罗拉轴上；所述第二后罗拉设置有与所述驱动机构连接的轴套，该轴套套装在所述后罗拉轴上，所述第一后罗拉可转动地套装在该轴套外侧。

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，所述组合后罗拉与中罗拉之间设置有喇叭口，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。

通过将四个后罗拉并排设置在一根轴上，并且其驱动装置设置在两侧，其机械结构更加紧凑，并且使得四个后罗拉所牵伸的四种粗纱线在混纺时更加贴近，可以有效防止驱动设置在工作时对纱线的干扰和污染，并且四种基色纱线通过喇叭口时，夹持角度更小，有利于纱线的混合更加均匀。

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、第三后罗拉和第四后罗拉的速度之和。

利用本实用新型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。下表为本实用新型技术效果与现有技术的对比。

由此可见本实用新型的技术效果显著。

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

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。

实施例1

一种四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；组合后罗拉具有四个转动自由度，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、第三后罗拉和第四后罗拉；第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉分别以速度V_h1、V_h2、V_h3和V_h4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、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，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为：

设第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉所牵伸的第一纱线组份、第二纱线组份、第三纱线组份和第四纱线组份的线密度分别为ρ₁、ρ₂、ρ₃和ρ₄，前罗拉牵伸加捻后得到的纱线Y的线密度为ρ_y，

${\mathrm{\ρ}}_y=\frac{1}{V_q}(V_{h1}*{\mathrm{\ρ}}_1+V_{h2}*{\mathrm{\ρ}}_2+V_{h3}*{\mathrm{\ρ}}_3+V_{h4}*{\mathrm{\ρ}}_4)$

1)改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉中的任一后罗拉的速度，其它三个后罗拉速度不变，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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*(V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})$

其中，Δρ_y为纱线Y的线密度变化量，ΔV_h1、ΔV_h2、ΔV_h3和ΔV_h4为第一、二、三和四后罗拉的速度变化量；

2)改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉中的任意两个后罗拉的速度，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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

3)同时改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉中的任意三个后罗拉的速度，剩余的后罗拉速度不变，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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})]$

或 ${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})].$

4)同时改变第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，且四个后罗拉的速度之和不为零，则实现纱线Y中四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：

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}={\mathrm{\ρ}}_y+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ρ}}_y=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[V_{h1}+V_{h2}+V_{h3}+V_{h4}+(\mathrm{\Δ}{V}_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]$

5)调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令任一后罗拉的速度为零，而其它三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，而其它三种纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3})],(T_1\≤t\≤T_2)$

或者，

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})],(T_1\≤t\≤T_2)$

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量。

6)调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令任两个后罗拉的速度为零，而其它两个后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中两个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：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量；i≠j，且i，j∈(1,2,3,4)。

7)调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令任意三个后罗拉的速度为零，而其它后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中任意三个后罗拉所牵伸的纱线组份的不连续，而其它纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

其中，T₁和T₂为持续的两个时间点，t为时间变量；j∈(1,2,3,4)。

8)调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令其中两个后罗拉的速度先后调整为零，而其它后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中两后罗拉所牵伸的纱线组份的先后间断，而其它纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

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

其中，T₁、T₂和T₃为三个时间点，t为时间变量；

i≠j≠k，且i，j，k∈(1,2,3,4)。

9)调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，调整过程令其中三个后罗拉的速度先后调整为零，而其它后罗拉的速度不为零，则实现纱线Y中三个后罗拉所牵伸的纱线组份的先后间断，而其它纱线组份连续，调整后的纱线Y的线密度ρ′_y为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*[(V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1})+(V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2})+(V_{h3}+{\mathrm{\Δh}}_{h3})+(V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4})]\\ (0\≤t\≤T_1)\end{array}$

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

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

${\mathrm{\ρ}}_y^{\′}=\frac{\mathrm{\ρ}}{V_q}*\left[(V_{\mathrm{hj}}+{\mathrm{\ΔV}}_{\mathrm{hj}})\right],(T_3\≤t\≤T_4)$

其中，T₁、T₂、T₃和T₄为四个时间点，t为时间变量；

i≠j≠k，且i，j，k∈(1,2,3,4)。

具体调整混纺比的方法为：

调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉和第四后罗拉的速度，同时保持

V_h1*ρ₁+V_h2*ρ₂+V_h3*ρ₃+V_h4*ρ₄＝常数，

并令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ₄＝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、第三纱线组份和第四纱线组份的混纺比k₁、k₂、k₃和k₄为：

$k_j=\frac{V_{\mathrm{hj}}+{\mathrm{\ΔV}}_{\mathrm{hj}}}{V_{h1}+{\mathrm{\ΔV}}_{h1}+V_{h2}+{\mathrm{\ΔV}}_{h2}+V_{h3}+{\mathrm{\ΔV}}_{h3}+V_{h4}+{\mathrm{\ΔV}}_{h4}}$

其中，j∈(1,2,3,4)。

令ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝ρ₄＝ρ，同时调整所述第一后罗拉、第二后罗拉、第三后罗拉及第四后罗拉的速度使得V_h1+V_h2+V_h3+V_h4＝V_z，即四个后罗拉的速度之和等于中罗拉的线速度，由此可得：

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

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

$k_3=\frac{V_{h2}}{V_z}=\frac{1}{e_{h3}}$

$k_4=\frac{V_{h4}}{V_z}=\frac{1}{e_{h4}}$

即四组份ρ₁、ρ₂、ρ₃和ρ₄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：

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

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

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

$e_{h4}=\frac{V_z}{V_{h4}}=\frac{1}{k_4}$

其中，集合器设置在组合后罗拉和所述中罗拉之间，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。所述中罗拉的速度V_z＝(V_h1+V_h2+V_h3+V_h4)/4。

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+V_h4)/4以下，有效保证了混纺更加均匀。

实施例2

一种四组份异同步二级牵伸纺纱的装置包括控制系统和执行机构，执行机构包括四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和2所示，一级牵伸单元包括组合后罗拉15、中罗拉3；组合后罗拉15具有四个转动自由度，包括同一根后罗拉轴21上并排设置的第一后罗拉6、第二后罗拉8、第三后罗拉10和第四后罗拉12；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，5、7、9、11为与四个后罗拉对应的四个上皮辊。2为与前罗拉1相对应的上皮辊。23、26和27为轴承。

如图2所示，具有四重嵌套的4自由度组合后罗拉，6、8、10和12四个活动后罗拉活套在同一心轴21上，并分别由皮带轮30、32、20、24驱动。四个后罗拉依次相邻设置，其驱动机构皮带轮30、32、20、24设置在四个后罗拉的两侧。

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 (4)

1.一种四组份异同步二级牵伸纺纱装置，其特征在于，其包括控制系统和执行机构，执行机构包括四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；组合后罗拉具有四个转动自由度，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、第三后罗拉和第四后罗拉；四个所述后罗拉依次相邻设置，其驱动机构设置在四个后罗拉的两侧；所述二级牵伸单元包括前罗拉和所述中罗拉。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述第三后罗拉固定设置在所述后罗拉轴上，其他三个后罗拉彼此独立转动地设置在所述后罗拉轴上；所述第二后罗拉设置有与所述驱动机构连接的轴套，该轴套套装在所述后罗拉轴上，所述第一后罗拉可转动地套装在该轴套外侧。

3.如权利要求1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。

4.如权利要求2所述装置，其特征在于，所述组合后罗拉与中罗拉之间设置有喇叭口，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。