王學(xué)元

(中國紗線網(wǎng),杭州 311203)

紗線波譜圖是條干儀將紗線的質(zhì)量波動通過系列分析計算后,轉(zhuǎn)換成頻譜圖形成的,這個分析計算過程被稱作傅里葉分析。傅里葉理論認為,任何周期性的函數(shù)都可以分解成系列正弦波的疊加。因此,通過傅里葉分析,紗線上任何周期性疵點都可以簡化成系列正弦波的頻譜,直觀地展現(xiàn)在波譜圖上。

1 紗線波譜圖的形成機理

筆者以連桿機構(gòu)的方式演示周期性函數(shù)分解成正弦波疊加的原理。

1.1 正弦波

為便于對正弦波形成過程的理解,假設(shè)有1個兩連桿機構(gòu)OPE,O點為固定點,P為連接點,E點為端點,P點繞O點按逆時針以角速度ω轉(zhuǎn)動,讓E點在一張以與P點等線速直線運動的白紙上畫線,就可以得到1個正弦波波形,那么這個正弦波包絡(luò)曲線內(nèi)的面積一定與圓的面積相等,見圖1。

圖1 正弦波形成示意

紗線生產(chǎn)過程中,有圓周運動的器材專件,如果出現(xiàn)彎曲、偏心等問題,會造成紗條粗細不勻,并以正弦特性規(guī)律變化,那么條干測試儀就會通過對其特征進行計算分析,并在波譜圖上展現(xiàn)出來。

1.2 非正弦波

羅拉粘花、膠輥損傷、膠圈破洞、齒輪缺齒等會形成周期性非正弦形態(tài)的疵點,條干測試儀通過傅里葉分解后會將其簡化成系列正弦波的疊加,筆者以矩形波為例簡要說明。

在兩連桿機構(gòu)連接1根連桿PD,令PD繞連接點P以角速度3ω運行(即在原來正弦波的基礎(chǔ)上疊加其3次諧波),則E點的運行軌跡如圖2所示。

圖2 正弦波疊加3次諧波

圖3 正弦波疊加3次、5次、7次諧波

用同方法在原來正弦波的基礎(chǔ)上疊加3次、5次、7次諧波后,就會形成如圖3所示的軌跡。如此不斷疊加其奇次諧波,最終會疊加成一個標(biāo)準(zhǔn)的矩形波,也就是說,1個矩形波可以分解成1個正弦波與其奇次諧波的疊加。

如果在1個正弦波的基礎(chǔ)上,同方法疊加2次、3次、4次諧波,就會形成一個近似三角形波。如此不斷疊加其偶次諧波和奇次諧波,最終會疊加成一個標(biāo)準(zhǔn)的三角形波。因此,1個三角形波可以分解成1個正弦波與其奇次諧波和偶次諧波的疊加。

按照這種思路,可將復(fù)雜的波形分解成簡單的正弦波的組合。任何非正弦的周期性波形經(jīng)過傅里葉分解后,得到的所有正弦波的包絡(luò)曲線內(nèi)的面積之和(即多連桿機構(gòu)端點運行軌跡所包圍的面積),與非正弦波包絡(luò)曲線內(nèi)的面積必然是相等的。也就是說非正弦波紗疵經(jīng)傅里葉分解轉(zhuǎn)變成系列正弦波后,通過頻譜的形式體現(xiàn)出來,但并不影響對紗疵大小的度量和判斷,甚至通過主波及其諧波的相應(yīng)關(guān)系,還可以更方便地判斷出紗疵的形態(tài)特點。

1.3 波譜圖的形成

1個矩形波可以分解成1個正弦波與其奇次諧波的疊加,設(shè)想將這些被分解出來的正弦波依次在三維空間中展開,就會得到不同含義的投影圖,俯視圖可以得到每個正弦波的相位,左視圖可以得到包含振幅大小的頻域圖像(見圖4),這個頻域圖像就是條干儀獲得紗線波譜圖的理論基礎(chǔ)[1]。波譜圖的縱坐標(biāo)表示紗條不勻的相對振幅,橫坐標(biāo)表示紗條不勻的波長。

圖4 矩形波三維不同方位的視圖

2 根據(jù)諧波類型判斷疵點類型

在條干儀中,波長表示的是周期性疵點重復(fù)出現(xiàn)的距離,頻率f與波長λ的關(guān)系為f＝v/λ(v為紗線試驗速度)。由于波譜儀中每個頻道的頻率都是固定的,因此在一定的試驗速度下,一旦出現(xiàn)正弦波疵點,波譜儀就會在相應(yīng)的頻道上形成一個凸起的“煙囪”,如果出現(xiàn)的周期性疵點是非正弦波類型,波譜儀就會通過傅里葉分解方法,將其轉(zhuǎn)化成系列的正弦波,然后在相應(yīng)的頻道上形成凸起的“煙囪”。

假設(shè)主波以角速度ω運行,那么,各次諧波分別以角速度2ω,3ω,4ω,5ω,6ω,7ω,…,nω(n為自然數(shù))運行。經(jīng)計算,當(dāng)主波分別運行到0,π/2,π,3π/2,2π等相位時,其各次諧波的相位見表1。

表1 非正弦波的各次諧波與主波的相位關(guān)系

從表1可以看出,偶次諧波與主波的相位差為π/2的整數(shù)倍,而奇次諧波與主波的相位差為π的整數(shù)倍,也就是說,如果主波和諧波同時從0位開始運行,當(dāng)主波運行π個相位后,偶次諧波的相位不會與主波相位重合,而奇次諧波的相位卻會與主波相位重合。

因此,在分析波譜圖時,可以借助主波在波譜圖上表現(xiàn)出來的形態(tài),研判紗線疵點的形態(tài)特征。如對稱性的周期性疵點(波形對稱于縱坐標(biāo)的偶函數(shù),如矩形波),只出現(xiàn)奇數(shù)諧波而無偶次諧波;非對稱性周期性疵點同時出現(xiàn)奇數(shù)和偶數(shù)高次諧波。

以上分析可知,對稱性非正弦波的疵點經(jīng)傅里葉分解后,不可能具有偶次諧波。因此,如果波譜圖有系列諧波,且不存在偶次諧波,那么紗疵就肯定是對稱性的非正弦波疵點。而非對稱性波形的疵點經(jīng)傅里葉分解后,諧波必然既有偶次諧波,又有奇次諧波。因此,如果波譜圖有系列諧波,且存在偶次諧波和奇次諧波,那么紗疵就肯定是非對稱性的疵點。

3 根據(jù)諧波的包跡線形態(tài)判斷疵點形態(tài)特點

對于形態(tài)類別相同的疵點而言,如果疵點出現(xiàn)的頻率不同,分解出的正弦波形態(tài)也不同;而形態(tài)類型相同的疵點即使出現(xiàn)的頻率相同,只要疵點的形態(tài)(長度、粗度)不同,分解出的諧波形態(tài)(各次諧波的振幅、諧波振幅與主波振幅的比例關(guān)系等)也不同。因此,可以根據(jù)波譜圖的特點分析和判斷紗線疵點的特征,作為尋找紡紗設(shè)備或紡紗工藝不良的有效手段。

以矩形波為例:假設(shè)有1個振幅為A m、脈沖寬度為τ、重復(fù)周期為T的矩形機械波,見圖5。

圖5 周期性矩形波

那么,其傅里葉級數(shù)為:

該機械波經(jīng)過傅里葉分解的n振幅次諧波的振幅為:

這種機械波在波譜圖上會出現(xiàn)主波及其奇數(shù)次諧波,主波及各次諧波的振幅、波長等與疵點的粗細程度A m、疵點間距T以及疵點長度τ有關(guān)。主波及各次諧波振幅大小正比于疵點粗細程度A m及疵點長度τ,反比于疵點間距T。因此,在疵點長度τ不變的情況下,疵點間距T越大,各次諧波的振幅a n越小。當(dāng)疵點間距T不變的情況下,疵點粗細程度A m及疵點長度τ越大,各次諧波的振幅a n越大。從傅里葉級數(shù)展開式中可以看出各種波形圖包含的諧波類型及諧波與主波振幅的比例關(guān)系。如鋸齒波既有偶次諧波,也有奇次諧波,諧波的振幅以1/n的規(guī)律收斂;對稱性三角波只有奇次諧波,諧波的振幅以1/n2的規(guī)律收斂。

4 頻道的波長

在條干儀中,每個頻道的頻率是由固裝于儀器內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)決定的,因此各頻道的頻率f固定不變,第一個頻道的頻率值為297.742 Hz,相鄰兩個頻道之間按等比進行遞減,遞減比例為2的1/5次方(普通波譜圖),即相鄰兩頻道的頻率差異約為15%。每個頻道表示的波長由檢測時須條的運行線速度決定,因此,其存在關(guān)系為:λ＝v/f。其中:λ為波長/m,f為頻率/Hz,v為須條的測試速度/(m·s-1)。由此數(shù)據(jù)關(guān)系計算出常用測試速度下,各頻道所代表的頻道中心波長值[2],見表2。

5 諧波的確認和諧波標(biāo)尺的制作

在波譜圖上,有時候會有好幾個凸起的“煙囪”,這時就要確認每個“煙囪”是單獨的機械波,還是某個機械波的諧波。諧波與主波位置的對應(yīng)關(guān)系與橫坐標(biāo)標(biāo)尺數(shù)字的關(guān)系是相互對應(yīng)的。

表2 常用測試速度下各頻道所代表的頻道中心波長值

5.1 測量法

a) 根據(jù)條干儀型號打印相應(yīng)波譜圖,依次測量波譜圖橫坐標(biāo)1 cm到2 cm,3 cm,4 cm,5 cm,…的距離(或1 m到2 m,3 m,4 m,5 m,…的距離),并分別記錄下相對應(yīng)的第1組數(shù)值。

b) 當(dāng)波譜圖上出現(xiàn)較多“煙囪”時,分別測量最右邊的“煙囪”到其它“煙囪”的距離,并記錄下對應(yīng)的第2組數(shù)據(jù);然后分別測量右邊第2個“煙囪”到其它“煙囪”的距離,并記錄下對應(yīng)的第3組數(shù)據(jù);直到測完最后一組數(shù)據(jù)。

c) 對照各組數(shù)據(jù)與第1組數(shù)據(jù)系列是否有相同情況,如果某些數(shù)值相同,應(yīng)該考慮這兩個“煙囪”之間是否存在主波與諧波的關(guān)系。如果某些“煙囪”到最右邊“煙囪”的距離分別與1 cm到3 cm,5 cm,7 cm,…的距離是相同的,那么這些“煙囪”很可能分別是最右邊“煙囪”的3次、5次、7次諧波。如果各組數(shù)據(jù)都未與第1組的數(shù)據(jù)相同,說明這些“煙囪”是獨立的機械波,不存在諧波。

5.2 數(shù)頻道法

普通波譜圖上相鄰兩個頻道之間代表的波長是按2的1/5次方等比遞減的,即波長相差1倍的兩個頻道之間,被安排了5個頻道。而精細波譜圖頻道個數(shù)是普通波譜圖頻道個數(shù)的2倍或4倍,但波譜分析范圍的總長度不變,這說明波長相差1倍的兩個頻道之間,被安排了10個或20個頻道(在特定儀器打印的波譜圖上安排的具體的頻道個數(shù),可以通過點查20 cm到40 cm、50 cm到1 m、1 m到2 m等合適的位置之間的頻道個數(shù)確定)。

5.2.1 頻道個數(shù)的計算

以波長相差1倍的兩個頻道之間被安排5個頻道的波譜圖為例,諧波到主波之間的頻道個數(shù)與它是幾次諧波成正比,它們之間的關(guān)系式為:5log2n,式中的n為諧波次數(shù)。

根據(jù)這個關(guān)系式,可以計算出各次諧波到主波之間的頻道個數(shù),見表3。

表3 各次諧波到主波之間的頻道個數(shù)

由表3可知,隨著諧波次數(shù)的增加,相鄰諧波之間的頻道個數(shù)逐漸減少,直至并列在一起。對于安排5個頻道的波譜圖而言,5次諧波之后各次諧波的頻道將會并列在一起。例如:當(dāng)?shù)?0個頻道出現(xiàn)主波的波長為7984.03 cm時,計算各諧波的波長及其在波譜圖上出現(xiàn)的頻道序號,見表4。

表4 諧波位置出現(xiàn)在頻道上的序號對照

從表4可以看出,第60個頻道主波的5次諧波在第48個頻道上,6次諧波在第47個頻道上,5次諧波以后的高次諧波都集聚在一起,這就是波譜圖上出現(xiàn)“諧波集聚”的原因,也是某些條干儀配置精細波譜圖,在波長相差1倍的2個頻道之間安排10個或20個頻道的原因之一,因為在單位長度上安排的頻道個數(shù)越多,越容易區(qū)分高次諧波的精確位置。

波長相差1倍的兩個頻道之間安排10個或20個頻道的波譜圖,各個諧波與主波之間頻道個數(shù)的關(guān)系式分別為:10log2n、20log2n,計算結(jié)果略。

5.2.2 數(shù)頻道法的使用

根據(jù)波譜圖的上述特點,我們也可以采用數(shù)頻道的方法確認某個“煙囪”是不是諧波。

a) 根據(jù)所使用的條干儀型號,打印一份相對應(yīng)的波譜圖,查看波譜圖橫坐標(biāo)上每單位長度上(如10 cm～20 cm或1 m～2 m等)被安排了幾個頻道(一般普通波譜圖安排5個;精細波譜圖顯示的頻道較多,會安排10個或20個)。

b) 當(dāng)波譜圖上出現(xiàn)較多的“煙囪”時,分別數(shù)出最右邊的“煙囪”到其它各“煙囪”之間的頻道個數(shù),并記錄下一組數(shù)據(jù)。然后分別數(shù)出右邊第2個“煙囪”到其它各“煙囪”之間的頻道個數(shù),并記錄下另一組數(shù)據(jù),直到測完最后一組數(shù)據(jù)。

c) 觀察各組數(shù)據(jù)是否符合表3或表4的計算結(jié)果,如果某些“煙囪”符合上述計算結(jié)果,就應(yīng)該考慮這兩個“煙囪”之間是否存在主波與諧波的關(guān)系。

5.3 自制諧波標(biāo)尺法

5.3.1 諧波標(biāo)尺的制作

一個個測量“煙囪”間距或點數(shù)頻道個數(shù),操作比較麻煩,特別是頻道較多的波譜圖,測量點數(shù)容易出錯。為方便操作,可以自制諧波標(biāo)尺。

a) 根據(jù)條干儀型號,打印相應(yīng)波譜圖,依次測量波譜圖橫坐標(biāo)1 cm到2 cm,3 cm,4 cm,5 cm,…的距離(或1 m到2 m,3 m,4 m,5 m,…的距離),并分別記錄下相對應(yīng)的數(shù)值。

b) 做一塊寬度合適的透明塑料薄板,在其右端刻畫出一個起點,標(biāo)記為1,從這個點開始依次往左,測量出第一步記錄下的1 cm到2 cm,3 cm,4 cm,5 cm,…的距離,并分別刻畫出標(biāo)記,依次標(biāo)記為2,3,4,5,…,制作好的諧波標(biāo)尺刻度與波譜圖的橫坐標(biāo)方向正好相反。

5.3.2 諧波標(biāo)尺的使用方法

a) 當(dāng)波譜圖上出現(xiàn)較多的“煙囪”時,將諧波標(biāo)尺的刻度1對準(zhǔn)波譜圖上最右側(cè)的“煙囪”,如果其左側(cè)的“煙囪”正好對著諧波標(biāo)尺上的某個刻度,則這個“煙囪”就有可能是最右側(cè)“煙囪”的諧波。圖6中,左側(cè)的3個“煙囪”分別對著標(biāo)尺的2,3,4,那么它們可能就是最右側(cè)這個“煙囪”的2次諧波、3次諧波和4次諧波。

圖6 諧波標(biāo)尺的使用方法

b) 經(jīng)檢查,如果最右側(cè)這個“煙囪”沒有諧波,還可以繼續(xù)將諧波標(biāo)尺往左側(cè)移動,依次檢查其它“煙囪”有無諧波。

5.4 諧波驗證需要注意的事項

波譜圖單獨使用時也存在缺陷,使用不當(dāng)也容易造成誤導(dǎo),因此,在用波譜圖分析紗線質(zhì)量問題時,還須注意以下幾個方面。

a) 非周期性的疵點無法在波譜圖上直觀顯示。如果紗線疵點不是以周期性或近似周期性的形態(tài)出現(xiàn),即使紗線疵點很多、條干很差,也不會在波譜圖上直觀地顯示。因此,經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)某些管紗的波譜圖看起來很正常,但條干值卻很差,這很有可能就是因為紗線上存在著非周期性疵點的原因。

b) 周期性疵點是否連續(xù)性出現(xiàn)無法直觀地顯現(xiàn)。由于波譜圖只顯示了周期性疵點的波長和相對振幅,因此,只要疵點在檢測長度內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)達到某一規(guī)定數(shù)值,不論它是連續(xù)性出現(xiàn)、間隙性出現(xiàn),還是只在某段內(nèi)出現(xiàn),都會在波譜圖對應(yīng)的頻道上顯示出同樣的圖形。

c) 周期性疵點的相位無法直觀地顯現(xiàn)。某些機械缺陷會造成粗節(jié)和細節(jié)相伴出現(xiàn),但缺陷的部位和性質(zhì)不同,有時粗節(jié)和細節(jié)出現(xiàn)的先后順序也不同,但只要粗節(jié)、細節(jié)的形態(tài)(長度、粗細程度)相同,那么波譜圖上顯示的圖形都是一樣的。

d) 疵點形態(tài)的具體細節(jié)無法直觀顯現(xiàn)。有時候一個波譜圖上有多個“煙囪”或“山包形”凸起,那么這些波是各自獨立的疵點,還是有主波與諧波的關(guān)聯(lián)性關(guān)系?單從波譜圖上無法準(zhǔn)確辨別,還需要其它信息輔助確認。

e) 波長不斷變化的非一致性疵點,在波譜圖上無法體現(xiàn)出變化的具體情況。有時候,在須條上會有多個波長的周期性疵點,條干儀經(jīng)傅里葉分解后,在波譜圖上會將每個波長在相應(yīng)的頻道上顯示,但每個波長在須條上的具體分布狀態(tài)卻無法準(zhǔn)確地表示出來。如圖7所示的3種波形,雖然在須條上的狀態(tài)差異十分明顯,但其所包含的4個疵點的波長和振幅確實都相同,因此表現(xiàn)到波譜上的圖形是相同的。

圖7 不同疵點在波譜圖顯示相同的狀態(tài)

因此,為了提高紗疵分析的準(zhǔn)確性,必須使用曲線圖、DR圖、長度—變異曲線等工具輔助分析。

6 幾種非正弦周期性疵點波譜圖實例分析

在紗線波譜圖上,由機械問題造成最常見的疵點類型主要有:正弦波、三角波、鋸齒波、單向脈沖波和正負脈沖波等。

6.1 正弦波形態(tài)的疵點

在紡紗設(shè)備上,如果某個做圓周運轉(zhuǎn)的部件出現(xiàn)了偏心和彎曲等問題,會造成須條呈現(xiàn)出正弦波動狀態(tài)的粗細不勻。此類疵點在波譜圖上表現(xiàn)為一個獨立的機械波,其波長與故障部件的周長成倍數(shù)關(guān)系。

6.2 非正弦性質(zhì)的周期性疵點

非正弦性質(zhì)的周期性疵點可分為對稱性和非對稱性兩類,其諧波排列狀態(tài)、諧波振幅的包跡線(指同一機械波形成的主波及各次諧波頂點的連線)形狀取決于周期性不勻的波形特點。

6.2.1 對稱性非正弦波周期性疵點

對稱性非正弦波周期性疵點的常見類型有矩形波疵點和三角波疵點等,其在波譜圖上會出現(xiàn)主波及奇次諧波。在實際紡紗工藝流程中,出現(xiàn)完全對稱性非正弦波周期性疵點的機會較少,但在特定的情況下,也有可能會形成這種疵點。

6.2.1.1 案 例 一

某企業(yè)的技術(shù)人員在試驗中發(fā)現(xiàn)一管紗的波形異常,在15 cm～18 cm,5 cm～6 cm和3 cm～4 cm處分別有一個雙柱波。經(jīng)上機檢查發(fā)現(xiàn),該錠位的絨輥軸彎曲繞花,絨輥在轉(zhuǎn)動過程中的線速度出現(xiàn)周期性變化,造成絨輥上吸附的短絨也逐漸出現(xiàn)厚薄變化,這兩個因素疊加后造成絨輥每轉(zhuǎn)動一周,前膠輥受到的摩擦阻力形成一個類似三角波的周期性變化。該絨輥直徑為50 mm,其產(chǎn)生疵點的波長為5 cm×3.14＝15.7 cm,與波譜圖上機械波的波長吻合。將絨輥換掉后重新紡紗試驗,波譜圖恢復(fù)正常,確認該疵點是由于絨輥軸彎曲繞花造成的。

6.2.1.2 案 例 二

某企業(yè)A186G型梳棉機的波譜圖如圖8所示。

圖8 生條異常波譜圖

上車檢查發(fā)現(xiàn),其傳動小壓輥的皮帶張力輪位置不正,每轉(zhuǎn)動1周皮帶產(chǎn)生1次松緊變化和位置擺動,影響對小壓輥的傳動效率,使生條產(chǎn)生1個三角波形態(tài)的粗細變化。調(diào)整張力皮帶輪后,波譜圖恢復(fù)正常。

6.2.2 非對稱性非正弦波周期性疵點

6.2.2.1 單向脈沖波

傳動齒輪齒缺損,在傳動過程中產(chǎn)生打頓,在須條上會形成粗節(jié)或細節(jié)。且同齒輪連續(xù)缺齒的數(shù)量不同,羅拉頓挫的時間就不同,形成粗細節(jié)的大小也不同。如果是間隔性多個齒形缺損,有幾個齒型缺損部位,在波譜圖上就會形成幾個周期性單向脈沖波,在波譜圖上就會形成幾組主波與諧波。在分析波譜圖時,要注意主波與諧波的對應(yīng)關(guān)系。

以直徑為250 mm前羅拉的18齒軸頭齒輪齒型損傷為例:若該齒輪損傷1個齒,理論計算該齒輪缺陷輸出機械波的主波波長為250 mm×3.14＝785 mm,該羅拉輸出疵點長度約為785 mm/18＝43.6 mm,在波譜圖上會形成一組以785 mm為主波波長的包含偶次諧波和奇數(shù)諧波的圖形;若該齒輪損傷2個齒,那么理論計算該齒輪缺陷輸出的疵點長度仍為785 mm/18＝43.6 mm,但齒輪轉(zhuǎn)動1周會頓挫2次,輸出2個疵點,因此會有兩個主波,波長分別為250 mm×3.14×13/18＝567 mm和250 mm×3.14×5/18＝218 mm,在波譜圖上會形成2組分別以567 mm和218 mm為主波波長的包含偶次諧波和奇數(shù)諧波的圖形。

有時由于齒輪嚙合不良或齒嚴(yán)重磨損,齒輪在運轉(zhuǎn)過程中還會逐齒打頓,此時形成的機械波主波波長就是該齒輪每轉(zhuǎn)動1個齒所輸出的須條長度。

在紡紗流程中,可以產(chǎn)生類似疵點的問題主要有:膠圈與須條接觸區(qū)域損傷;鍵或鍵槽損傷;牙齒槽隙塞嵌雜物;梳棉機錫林、道夫、刺輥針布局部損傷;羅拉溝槽損傷;齒形帶齒形缺損;精梳機棉網(wǎng)搭接不良,等。

圖9是某企業(yè)使用FA506A型細紗機生產(chǎn)R 18.4 tex品種時出現(xiàn)的疵點案例。

圖9 FA506A型細紗機牽伸系統(tǒng)

傳動出現(xiàn)的機械波

該品種的細紗工藝:ZD/ZE＝52/81,ZM/ZH＝29/27,ZJ/ZK＝25/81;總牽伸倍數(shù)為27.66,后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.136。根據(jù)FA506A型細紗機牽伸系統(tǒng)傳動圖,計算各部位的機械波波長可知,約為1.9 m的機械波應(yīng)該是出現(xiàn)在中羅拉及中羅拉頭部。經(jīng)上車檢查,發(fā)現(xiàn)中羅拉軸頭齒輪有一個齒斷裂。更換新的中羅拉軸頭齒輪后測試,波譜圖恢復(fù)正常。

6.2.2.2 鋸 齒 波

紡紗過程中,如果機械部件運行速度或須條的張力出現(xiàn)不對稱性波動,可能會造成鋸齒波特性的疵點。如細紗機的卷繞成型機構(gòu)采用非1∶1的成型凸輪時,由于鋼領(lǐng)板的上升速度與下降速度不同,紗線在卷繞過程中受到的張力變化及鋼絲圈對紗線的摩擦力都會形成不對稱的變化曲線,可能造成紗線上毛羽呈類似鋸齒波的變化曲線[3],其波譜圖上就會出現(xiàn)偶次諧波和奇次諧波。

6.2.2.3 雙向脈沖波

牽伸部件運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,如前膠輥損傷可能會在紗線上形成1個細節(jié)和1個粗節(jié)連續(xù)出現(xiàn)、間隔規(guī)律的雙向脈沖周期性疵點。

這種疵點的波譜圖除主波外,還有偶次諧波和奇次諧波。但比較特殊的是主波幅度會小于諧波的幅度,波幅最大的諧波次數(shù),就代表了主波波長與疵點本身長度(指粗節(jié)和細節(jié)的總長度)的比例。如波幅最大的諧波為5次諧波,那么粗、細節(jié)的總長度就等于主波波長的1/5,如果主波長度為1 m,那么粗、細節(jié)總長度就約為20 cm(也就是說波幅最大的諧波所在的頻道位置所代表的波長,就等于粗、細節(jié)的總長度)。

粗紗膠輥損傷后生產(chǎn)細紗時的曲線圖和波譜圖,見圖10和圖11。

圖10 粗紗膠輥損傷后生產(chǎn)細紗的曲線圖

圖11 粗紗膠輥損傷后生產(chǎn)細紗的波譜圖

從曲線圖10可明顯看到存在雙向脈沖波,主波波長約為3.5 m。從波譜圖11可以看出主波約為3.5 m,其左側(cè)分別存在2次、3次、4次,…諧波;且在30 cm～60 cm形成了諧波集聚,看上去像是牽伸波,振幅最高的是8次諧波,其所在的頻道代表波長約為48 cm。所以,紗的粗、細節(jié)長度約為48 cm,這一點在絡(luò)筒機上通過電清統(tǒng)計的事件報告也可以得到證實。

7 結(jié)語

波譜圖分析需要細心,應(yīng)結(jié)合曲線圖、DR圖、長度—變異曲線圖等仔細分辨圖形的特征,根據(jù)有無諧波、諧波類型和諧波包跡線形態(tài)等特點,認真辨別疵點的類型,并通過生產(chǎn)實踐進行驗證。