一种设计并条机最优后区牵伸倍数的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纺织技术领域，具体设及提供一种简单有效的并条机最优后区牵伸倍 数的设计方法。
【背景技术】
[0002] 并条机的牵伸是纺纱过程中的重要步骤，与成纱质量有着极其密切的关系，尤其 后区牵伸倍数的合理确定对输出品的质量影响非常关键。牵伸倍数与牵伸力有着对应的关 系，但在不同的原料性能（如纤维长度、细度和种类等）和工艺（如牵伸隔距等）下，牵伸 倍数与牵伸力的关系也会有所不同。而不同的后区牵伸倍数对输出条子的条干均匀度有直 接的影响，因此，加工中，应合理选择后区牵伸倍数，W使输出的条子获得最优的均匀度。通 常认为，牵伸力最大时所对应的牵伸倍数是最佳的，即此时加工出的条子均匀度最好（不 匀率最小）。传统上为了设计出某种原料加工时合理的后区牵伸倍数，需要经过大量的并条 实验，设置一系列不同的牵伸倍数进行并条加工，并测试输出条子的均匀度，根据实验数据 的分析，找出较为合理的牵伸倍数。运种方法耗时、耗力而且浪费大量的原料；或者根据工 厂长期的生产经验设计合理的牵伸倍数，但因环境的变化对质量影响也很大，W及加工新 原料时没有经验数据可循，故运种方法也存在着一定的不完善性。
[0003] 在德国特吕茨勒灯riltzschler)公司生产的最新型的TD 03型并条机中有一个可 选购的Auto-Draft预牵伸自我优化模块，模块具有感应与加速作用。在并条生产时，传动 中罗拉的伺服电机自动变速。由于中罗拉速度的不断变化，使后牵伸区的牵伸倍数也相应 变化，则后区的牵伸力也随之变化。通过持续1分钟的测试，Auto-Draft模块捕捉到牵伸 力最大值，并将此时的后区牵伸倍数设定为优选值。确定了的优选值会显示在模块显示屏 上，并可被推荐用于其他处于相同生产条件而未配备Auto-Draft模块的化ilitzschler TD 03型并条机上。但是，该装置仍需利用原料在并条机上进行试验后才能确定最优的后区牵 伸倍数，装置与操作均很复杂，成本较高。
[0004] 在一定条件下，拉伸和牵伸是非常相似的。实验表明，W-定的隔距拉伸须条时， 可W得到一条拉伸力与伸长的关系曲线（即拉伸曲线），而并条牵伸时，牵伸力与牵伸倍 数间也有一个关系曲线，当拉伸和牵伸的须条定量相同时，运两根曲线是相似的。而拉伸 时的伸长可W通过公式转化为牵伸倍数，从而实现将拉伸力-伸长的关系曲线转化为拉伸 力-牵伸倍数的关系曲线，找出拉伸力（相当于牵伸力）最大时所对应的牵伸倍数，该牵伸 倍数即为牵伸力最大时所对应的牵伸倍数，由前所述，此亦即最优牵伸倍数。因此可W采用 拉伸仪器的静态拉伸来模拟动态的牵伸，只需要将待加工的条子在拉伸仪进行拉伸，即可 根据拉伸曲线找出拉伸力最大值所对应的伸长，将该伸长转化为牵伸倍数，因此，拉伸力最 大值对应的运个牵伸倍数就是后牵伸区的最优牵伸倍数。因此，本发明提出了一种借助于 拉伸仪器对须条进行拉伸来模拟须条的牵伸，从而简单、快速有效地确定最优后区牵伸倍 数的方法。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种设计并条机最优后区牵伸倍数的简单、快 速、有效的方法，W节省原料和人力。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种设计并条机最优后区牵伸 倍数的方法，其特征在于：利用拉伸测试仪器的上、下夹头分别夹持住纤维须条的两端进行 拉伸，上、下夹持头间的须条随着拉伸的进行抽长、拉细直至须条中部完全分离，则拉伸力 最大时所对应的牵伸倍数即为并条机的最优后区牵伸倍数。
[0007] 优选地，拉伸时的伸长与牵伸倍数的关系如下： 及克中￡、.
[0008] b立子二Y.
[0009] 其中，E为牵伸倍数，R为须条定量；L为上、下夹持头间的夹持隔距；Ly为拉伸伸 长；把为对应于拉伸伸长Ly时须条最细处定量；
[0010] 将拉伸力最大时所对应的拉伸伸长称为临界伸长L。，则Ly=L。时计算所得到的E 即为并条机的最优后区牵伸倍数。
[0011] 优选地，所述并条机上牵伸的须条定量与拉伸测试仪器上拉伸的须条定量完全相 同。
[0012] 优选地，所述拉伸测试仪器的上、下夹持头间的夹持隔距等于并条机的后区罗拉 中屯、距。
[0013] 本发明采用拉伸测试仪器的静态拉伸来模拟动态的牵伸，根据模拟的拉伸力与伸 长的关系曲线，并将伸长通过公式转化为牵伸倍数，拉伸力最大值所对应的伸长也会有着 最大的牵伸力，并且此时输出条子的条干CV最小，因此，拉伸力最大值对应的牵伸倍数就 是后牵伸区的最优牵伸倍数。本发明提供的方法简单实用，省时、省力，且节约了原料，为并 条工序的后区牵伸倍数设计提供了简单、有效、准确的方法。
【附图说明】
[0014] 图1为两罗拉单区牵伸示意图；
[0015] 图2为拉伸方法模拟牵伸的示意图；
[0016] 图3为拉伸过程中须条变细示意图；
[0017] 图4为拉伸力与伸长的关系曲线；
[001引图5为牵伸力与牵伸倍数的关系曲线；
[0019] 图6为实施例1中六根棉条的拉伸曲线；
[0020] 图7为实施例1中六根棉条的拉伸力与牵伸倍数关系曲线；
[0021] 图8为实施例2中八根棉条的拉伸曲线；
[0022] 图9为实施例2中八根棉条的拉伸力与牵伸倍数关系曲线；
[0023] 图10为实施例1验证例中后区牵伸倍数与牵伸力的关系曲线；
[0024] 图11为实施例1验证例中后区牵伸倍数与条干CV值的关系曲线；
[00巧]图12为实施例2验证例中后区牵伸倍数与牵伸力的关系曲线；
[0026]图13为实施例2验证例中后区牵伸倍数与条干CV值的关系曲线。
【具体实施方式】
[0027] 本实施例提供了一种设计并条机最优后区牵伸倍数的方法，是根据纺纱中牵伸力 最大时所对应的牵伸倍数最优（即此时牵伸条的不匀率最小）的理论，通过对须条拉伸时 得到的拉伸力与伸长的关系曲线，将最大拉伸力所对应的伸长转化为牵伸倍数后，即可确 定该牵伸倍数为最优后区牵伸倍数。
[0028] 牵伸是把纤维集合体有规律地抽长拉细的过程。其实质是纤维沿集合体的轴向作 相对位移，使其分布在更长的片段上。
[0029] 在静态拉伸中，随着伸长的增加，被夹持的纤维须条也在进行一个抽长拉细的过 程。拉伸仪上的上、下夹头相当于并条机后牵伸区的中、后罗拉。
[0030] 纤维抽拔是牵伸过程和拉伸过程中共同存在的现象。图1为简单的两罗拉单区牵 伸示意图，A、B分别为前、后错口，牵伸隔距为I。静态牵伸也是类似简单的两罗拉单区牵 伸，如图2,其中L为夹持隔距，可W用上夹头C和下夹头D分别模拟后牵伸区的中罗拉和后 罗拉，不同的是，在罗拉牵伸中，纤维是运动的，而拉伸中，夹头内的纤维都是静止的，但运 并不影响对动态牵伸的模拟。
[0031] 静态牵伸是利用拉伸测试仪器分别夹持住须条的两端，须条的定量与牵伸的定量 相同；用上夹头和下夹头分别模拟牵伸区的中罗拉和后罗拉，上、下夹头的夹持隔距模拟并 条机的后区罗拉中屯、距；根据拉伸过程中的拉伸力与伸长曲线的关系来模拟牵伸时牵伸力 与牵伸倍数的关系，从而为合理制定并条的后区牵伸倍数提供依据。
[0032] 假设须条结构均匀，将须条两端夹持拉伸时，则沿夹头所夹持处至须条中部，须条 逐渐变细。在拉伸过程中，上下夹持头间纤维须条随着拉伸的进行，抽长、拉细直至须条中 部的完全分离，但是在运个过程不发生纤维散失，所W拉伸区中纤维须条总定量保持不变。
[0033] 如果利用几何图形的面积表示纤维数量变化，则图形中拉伸前后面积是相等的， 则有：
[0034]
[0035] 可推导得出拉伸时的伸长与牵伸中的牵伸倍数关系如下：
[0036]
[0037] 其中，R为须条定量；L为夹持隔距；Ly为拉伸伸长；Ry为对应于拉伸伸长Ly时须 条最细处定量，对于结构均匀的须条，最细处出现在须条的中部。把R看作喂入定量，R/Ry 则表示对应于拉伸伸长Ly时须条中部的变细程度，相当于罗拉牵伸中的牵伸倍数E。通过 公式可建立牵伸倍数E与拉伸伸长LJ'司的关系，因此，定量为R的须条在夹