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(yōu)化

趙春生,王秋霞

（河南工程學院,河南鄭州 450007）

為了優(yōu)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(shù)據(jù)進行計算,最后對計算結果進行優(yōu)化。結果表明：4#方案的工藝參數(shù)配置最好。

牽伸工藝配置;灰色聚類;細紗;優(yōu)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(chǎn)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(shù)、羅拉隔距、加壓、粗紗捻系數(shù)、膠圈鉗口隔距等。這些工藝參數(shù)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(shù)理統(tǒng)計的方法很難得出有效的結論。這是由于牽伸系統(tǒng)是一個信息不完全系統(tǒng)—灰色系統(tǒng),由灰色系統(tǒng)的理論可知,可以通過“部分”已知信息來實現(xiàn)對系統(tǒng)規(guī)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(tǒng)理論中的灰色聚類分析來對細紗機牽伸工藝配置進行優(yōu)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(shù)進行試紡,基本的工藝參數(shù)配置如表1所示,改變的工藝參數(shù)見表2,并將全部試紡樣品短時期內連續(xù)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(shù),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(shù)比較多,比如牽伸倍數(shù)、羅拉隔距、加壓、粗紗捻系數(shù)、膠圈鉗口隔距等。本文根據(jù)實際情況,選用前羅拉隔距、后區(qū)牽伸倍數(shù)、隔距塊這3個參數(shù)來對工藝配置進行優(yōu)化。根據(jù)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(yōu)化對象。

聚類指標（j）:表2中6種紗線質量指標作為優(yōu)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(qū)間劃分

只知道大體范圍而不知道其確切值的數(shù)稱為灰數(shù)。若灰數(shù)?在α區(qū)間內取值,則α區(qū)間內的任意數(shù)都是?的一個可能白化值。在區(qū)間內灰數(shù)的取值機會不一定均等,白化權函數(shù)表示這種機會的多少。白化權函數(shù)根據(jù)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(jié)、粗節(jié)和棉結越小越好,單紗強度值越大越好,顯然經(jīng)過無量綱處理后也遵循同樣的道理。根據(jù)這個特點定出灰數(shù)白化區(qū)間,如表3所示。

根據(jù)白化權函數(shù),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(guī)定功效函數(shù)γjk（）

功效函數(shù)的規(guī)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(tǒng)理論研究者還設立了不少方法,本文采用了擴值超1法,經(jīng)過計算可以得到好、中、差的功效函數(shù)矩陣。

表3 灰數(shù)白化區(qū)間表

2.1.4 確定標準權

根據(jù)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(shù)。

2.1.5 確定實際權并構造聚類系數(shù)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(qū)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(qū)浮游區(qū)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(qū)牽伸是細紗總牽伸的一個部分,主要作用是為前區(qū)做準備,使喂入前區(qū)的須條具有結構均勻和一定的緊密度,以充分發(fā)揮膠圈控制纖維運動的作用,從而減少粗細節(jié),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(shù)的最優(yōu)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。