[发明专利]一种基于牵伸区内纤维分布均衡的自调匀整方法

说明书

本发明涉及一种基于牵伸区内纤维分布均衡的自调匀整方法，牵伸区内纤维按受罗拉握持情况分为前纤维、浮游纤维和后纤维三类。利用离散理论建模仿真每根纤维通过牵伸区的运动状态变化，模拟须条的牵伸过程。在模型中统计三种运动状态的纤维根数，根据输入纤维根数的波动，在保证浮游纤维根数不变的前提下，调整前后罗拉速度，改变前后纤维的分布形式，实现对须条的自调匀整。本发明将牵伸区内的匀整过程细化，强调从牵伸区内部以均衡各类纤维的分布来消除条干不匀，使自调匀整方式更加合理，对须条输入不匀的匀整效果更好，输出条干不匀更小，以提高输出须条的条干质量。本发明适用于各道纺纱工序中的牵伸过程(如并条、粗纱、细纱等工序)。

技术领域

本发明属纺纱技术领域，涉及一种基于牵伸区内纤维分布均衡的自调匀整方法，特别是涉及一种应用于纺纱工艺的罗拉牵伸过程中的基于牵伸区内纤维分布均衡的自调匀整方法。

背景技术

自调匀整是一种控制牵伸过程中须条条干不匀的方式，如图1所示，其匀整原理为，当输入须条中的纤维根数发生变化时，需要合理调整罗拉的运转速度，改变牵伸倍数的大小，降低牵伸后输出须条截面内纤维根数的波动。传统的匀整方式，根据输入不匀的变化，不断地调整某对罗拉的运转速度，在牵伸的同时进行匀整控制，其匀整原理如图1所示。其中V₁和V₂分别为前后罗拉的表面速度，w₁和w₂分别为输出和输入须条的线密度。

假设ΔQ为牵伸区内须条存量的瞬间变化量，传统匀整方式的牵伸基本方程可以表示为：

w₂×V₂±ΔQ＝w₁×V₁；

输入和输出须条的线密度越稳定，须条的牵伸过程越平稳，则ΔQ的数值变化就越小。在理想的牵伸条件下，前后罗拉的运转速度保持不变，且输入须条的线密度恒定，则在单位时间内输入和输出牵伸区的须条重量相等，此时牵伸区内须条的存储量恒定(ΔQ＝0)。在上述理想条件下的牵伸过程为一种稳态的牵伸过程，此时的牵伸倍数即为额定牵伸倍数，可以表示为

但在实际的各道纺纱工序中，由于须条本身的质量问题以及加工过程中所产生附加不匀的存在，须条的线密度不可能恒定不变。如果输入须条的线密度变化为：

w₂＝w₀+Δw；

其中，w₀表示输入须条线密度的额定值，Δw表示输入须条线密度的偏差值。根据公式，输出须条线密度和输入须条线密度偏差值的关系为：

如果希望保证输出须条的线密度不变提高须条的条干质量，就需要调整前罗拉或后罗拉的运转速度，改变牵伸倍数为：

此公式说明了输入须条线密度的偏差值Δw与牵伸倍数E(t)之间的关系，也就是传统匀整方式的自调匀整方程。再根据实际牵伸工序中的机械情况，选择需要调整前罗拉速度或者后罗拉速度，其调速方程分别为：

或

显然，上述这种传统匀整方式仅适用于描述稳态下须条的牵伸过程。因此，传统匀整方式存在着如下几点问题：

首先，该模型忽略了须条在牵伸区内部发生的变化。公式中仅仅考虑了输入须条线密度的偏差值Δw对输出须条均匀度的影响，关于须条在牵伸区内的变化情况只提出了须条存量ΔQ的概念。但实际上，须条在通过整个牵伸区的运动过程是十分复杂的，其在牵伸区内变化情况也不是一个单一的过程，因此将牵伸区内部的须条看作是一个整体，且不做任何研究来讨论自调匀整过程是不准确的。