細紗牽伸工藝配置的優化

趙春生,王秋霞

（河南工程學院,河南鄭州 450007）

細紗牽伸工藝配置的優化

趙春生,王秋霞

（河南工程學院,河南鄭州 450007）

為了優化細紗機牽伸工藝,文章采用灰色聚類的方法,通過對不同工藝配置方案紡制成的細紗各項質量指標數據進行計算,最后對計算結果進行優化。結果表明：4#方案的工藝參數配置最好。

牽伸工藝配置;灰色聚類;細紗;優化

細紗工序是成紗的最后一道工序,也是影響成紗質量的關鍵工序。在細紗機的各個機構中,牽伸機構是反映細紗機性能和影響產品質量的重要組成部分。細紗牽伸裝置的工藝配置對提高成紗質量有相當重要的作用。細紗牽伸工藝主要包括牽伸倍數、羅拉隔距、加壓、粗紗捻系數、膠圈鉗口隔距等。這些工藝參數之間具有交互作用,并且它們對成紗質量的影響并沒有確切的量化關系,使用數理統計的方法很難得出有效的結論。這是由于牽伸系統是一個信息不完全系統—灰色系統,由灰色系統的理論可知,可以通過“部分”已知信息來實現對系統規律的正確把握和描述。為了探討牽伸工藝配置對成紗質量的影響,本文采用所研究項目中同一品種粗紗,不同工藝配置紡制成14.8 tex（珍珠/棉 50/50）針織用紗,并對反映成紗綜合質量的各項指標進行測試,以灰色系統理論中的灰色聚類分析來對細紗機牽伸工藝配置進行優化。

1 14.8 tex棉/珍珠50/50混紡紗的試紡與測試

1.1 紡紗工藝流程

珍珠纖維：A 002D→A 006C→A 036C→A 092A→A 076C→A 186D→FA 311

棉纖維：A 002D→A 006B→A 036B→A 036B→A 092A→A 076C→A 186D→A 272F→A 191B→A 201E

珍珠/棉：FA 311→FA 311→FA 311→A 454→FA 502

1.2 試驗方案及測試結果

使用同一批粗紗在同機臺同錠上改變不同的工藝參數進行試紡,基本的工藝參數配置如表1所示,改變的工藝參數見表2,并將全部試紡樣品短時期內連續紡完,以減少溫濕度等造成的誤差,并對成紗后的14.8 tex紗進行綜合質量測試,實驗儀器采用 YG135E條干均勻度測試分析儀和YG061F電子單紗強力機,測試結果見表2。

表1 細紗工藝配置

2 灰色聚類分析的方法及結果分析

灰色聚類就是將聚類對象對于不同聚類指標所擁有的白化數,按幾個灰類進行歸納,以判斷該聚類對象屬于哪一類。細紗機牽伸工藝的配置參數比較多,比如牽伸倍數、羅拉隔距、加壓、粗紗捻系數、膠圈鉗口隔距等。本文根據實際情況,選用前羅拉隔距、后區牽伸倍數、隔距塊這3個參數來對工藝配置進行優化。根據灰色聚類法,確定聚類元素、聚類指標、典型類別如下：

表2 方案和紗線質量指標測試結果

聚類元素（i）:表2中8種方案作為優化對象。

聚類指標（j）:表2中6種紗線質量指標作為優化指標,分別記為S1～S6。

典型類別（k）:可分為三類,分別為成紗綜合質量的好、中、差,用a、b、c表示。

2.1 灰色聚類分析計算

2.1.1 無量綱處理

2.1.2 將測試白化值按典型類別進行區間劃分

只知道大體范圍而不知道其確切值的數稱為灰數。若灰數?在α區間內取值,則α區間內的任意數都是?的一個可能白化值。在區間內灰數的取值機會不一定均等,白化權函數表示這種機會的多少。白化權函數根據具體問題而定,這是問題的關鍵。已知條干CV值、單強CV值、細節、粗節和棉結越小越好,單紗強度值越大越好,顯然經過無量綱處理后也遵循同樣的道理。根據這個特點定出灰數白化區間,如表3所示。

根據白化權函數,定義λjk為j聚類指標k典型類別的邊界值,見式（2）。

2.1.3 將聚類指標j針對典型類別k規定功效函數γjk（）

功效函數的規定有多種方法,除了常用的估算法和直線插值法外,灰色系統理論研究者還設立了不少方法,本文采用了擴值超1法,經過計算可以得到好、中、差的功效函數矩陣。

表3 灰數白化區間表

2.1.4 確定標準權

根據邊界值λjk的定義,按式（3）可以算出j類指標k典型類別的標準權系數。

2.1.5 確定實際權并構造聚類系數矩陣

2.2 結果分析

從式（6）的計算結果可以看出,方案4#的工藝配置所制成的紗線綜合質量最好;方案2#、7#的紗線綜合質量最差。

3 結束語

3.1 前羅拉隔距與隔距塊的大小,關系到前區牽伸力與握持力的配置,從理論上講越小越好,這樣可縮小前區浮游區長度,加強對纖維運動的控制,改善成紗條干,但過小會引起牽伸力過大,造成牽伸不開,因此應合理配置。

3.2 后區牽伸是細紗總牽伸的一個部分,主要作用是為前區做準備,使喂入前區的須條具有結構均勻和一定的緊密度,以充分發揮膠圈控制纖維運動的作用,從而減少粗細節,增加條干均勻度。從計算結果可以得出方案4#（18 mm×1.24×2.5 mm）的工藝配置最好。

[1] You Huh,Jong S.Kim.Effects of Material Parameters and Process Conditions on the Roll-drafting Dynamics[J].Fibers and Polymers,2006,7（4）：424—431.

[2] AUDIVERT R.The relation between the drafting force,draft,and setting in the roller-drafting of staple-fiber slivers[J].J Textile Inst,1974,（65）：325—327.

[3] GRISH IN P F.A theory of drafting and its p ractical application[J].J Textile Inst,1945,（36） ：167 —267.

[4] 郁崇文,汪軍,王新厚.工程參數的最優化設計[M].上海：東華大學出版社,2003.

[5] 汪學騫,王智等.針織物透濕性能的灰色聚類分析[J].紡織學報,1991,12（2）：60—62.

Optim ize Draft Processing Configuration of Spinn ing Process

ZHAO Chun-sheng,WANG Qiu-xia
（Henan Institute of Engineering,Zhengzhou 450007,China）

To op timize Spinning draft p rocess,series of index were obtained though spinning w ith different draft p rocessing configuration.The data of yarn quality w ere calculated by gray clustering and the result were op timized.The result show s that the p lan 4#is the best.

draft p rocessing configuration;gray clustering;spinning;op tim ize

TS114.2

A

1009-3028（2010）02-0005-03

2010-02-05

河南工程學院青年基金項目（Y2007033）

趙春生（1973—）,男,河南項城人,講師。