浆纱过程中分纱力影响因素的研究

杨利江，王跃存

（天津工业大学 纺织学院，天津 300160）

浆纱过程中分纱力影响因素的研究

杨利江，王跃存

（天津工业大学 纺织学院，天津 300160）

提出了浆纱过程中分纱力的定义及测试方法.以浆纱过程中的经纱密度、压浆力、浆纱速度为试验因子设计正交试验，运用分纱力测试仪测定浆纱过程中分纱力的值，研究了这3个因子分别对分纱力的影响程度及其显著性.结果表明：经纱密度对分纱力的影响最大，压浆力次之，浆纱速度最小；同时显著性分析得出经纱密度的F比为33.638，大于F0.05（2，2）的值，也可知经纱密度对分纱力的影响显著.

浆纱过程；分纱力；正交试验；压浆力；经纱密度

浆纱工序是织造过程中的一个相当重要的环节，浆纱机的自动化程度也直接影响浆纱的质量.目前国外的浆纱机能够实现实时检测和控制浆液温度、烘筒温度、压浆力和浆纱张力等指标[1]，也能够实时检测纱线回潮率、上浆率，但对于干分纱环节的分纱力检测目前还是空白.干分纱作为浆纱过程中的一个重要环节，分纱力的大小会对上浆率、毛羽再生率、耐磨性等浆纱指标产生直接的影响.目前国内外对于分纱力的研究还很少.本文提出了浆纱过程中分纱力的定义及测试方法，并研究了浆纱过程中各工艺参数对分纱力影响程度的大小，以期更好地调节分纱力，进而控制浆纱的质量.

1 分纱力的定义及测试方法

在浆纱过程的干分纱阶段，分纱棒水平方向作用在上下两层纱线之间的力叫做分纱力.分纱力的作用是将经上浆并且烘干之后的纱片（纱线之间相互粘连）重新分解成单根的纱线，以保证后续织造顺利进行.通过受力分析可知：纱线张力的效果表现在水平和垂直两个方向，如图1所示.其中，纱线张力的水平分力为分纱力与未经干分纱之前的纱线张力的合力.

式中：F1为干分纱前纱钱张力；F2为干分纱后纱线张力；F3为分纱力；R为分纱棒的半径；A为分纱棒的中心到上下层纱线粘结点的距离.

分纱力的检测是在分纱棒的两端安装2个传感器（如图2），用于测定分纱棒水平方向所受的力.然后将所测定的模拟量传送给单片机，经A/D转换、滤波等处理后，再将数据传送给上位机，上位机将数据存储起来以备后续的数据处理时调用[2].

2 实验部分

2.1 分纱力检测机构调节

在试验中只采用1根分纱棒.纱线经梳针后依次顺直排列，然后将奇数根纱线作为上层，偶数根纱线作为下层，接着将分纱棒穿入上下两层之间，用分纱棒将上下两层纱线分开.调整传感器支架使传感器导轨保持水平，然后将分纱棒放入传感器的水平导轨上，保证分纱棒中心正好跟传送过来的未经分纱作用的纱线在同一水平上.首先测试一下系统是否正常，确认无误开始试验，测试系统会将自动采集到的数值存储起来，以备后续数据分析时使用.

2.2 浆纱试验

采用经数字化改造的JSSJ-83整浆联合机对14.5 tex纱进行浆纱正交试验，浆液含固率为10%，粘度49 mPa·s，浆液温度为90℃，烘筒温度为110℃.

2.2.1 浆料配方

在试验中采用实验室常用的浆料配方，如表1所示.其中A代表主浆料的用量.

表1 浆料配方Tab.1 Ingredient of sizing agent

2.2.2 正交试验因子及水平

在实验中拟选用浆纱速度、压浆力、经纱密度3因子，分别从3个水平来研究其对分纱力的影响程度.由于试验用浆纱机为JSSJ-83型试验机，浆纱速度和烘燥能力有限，并且为节省原料，选用较小的浆纱速度，但这不会影响试验的结果，具体如表2所示.

表2 正交试验因子及水平Tab.2 Factors and levels of orthogonal test

3 影响因素分析

L9（34）正交试验数据如表3所示.

表3 正交试验结果Tab.3 Analysis result of orthogonal test

表3中分纱力的值是由传感器采集到的模拟量经A/D转换后，再取连续的30个分纱力的值求平均得到的.均值计算以浆纱速度为例，在试验中浆纱速度取3个水平，分别为5 m/min、10 m/min、15 m/min，均值1为5 m/min所对应的分纱力值的平均值，即均值1=（81.3+63.94+88.28）/3=77.84；均值2为10 m/ min所对应的分纱力值的平均值；即均值2=（78.12+ 94.17+76.54）/3=82.943；均值3为15 m/min所对应的分纱力值的平均值，即均值3=（119.36+78.24+ 75.48）/3=90.960.浆纱速度所对应的极差为其所对应的均值中最大值与最小值的差，即极差=90.960-77.840=13.120.

从表3中可以看出：浆纱速度、压浆力、经纱密度系数对分纱力的影响程度不同.各因素极差越大表示其对分纱力的影响越大[3]，由表3可知，经纱密度对应的极差最大，压浆力次之，浆纱速度最小.由此说明经纱密度对分纱力的影响最大，压浆力影响其次，浆纱速度影响最小.

方差分析结果如表4所示，可以得出：给定α= 5%时，查表得Fα（2，2）=19，显而易见，经纱密度对应F>19，这表明经纱密度对分纱力有显著影响，又压浆力对应F＜19，浆纱速度对应F＜19，表明压浆力与浆纱速度对分纱力无显著影响[4].

表4 方差分析表Tab.4 Variance analysis

由此可知，在浆纱速度、压浆力、经纱密度3个因素中，经纱密度对分纱力的影响最大并且显著.经纱密度越大，平行排列的纱线之间的距离就会越小，相邻纱线之间粘连的更加紧密，使得分纱力随着经纱密度的增大而增大并且影响是显著的；压浆力对分纱力的影响次之但不显著，当压浆力增大时，纱线吸入的浆液量减少，纱线的压扁程度增大，这使得停留在纱线之间的浆液量减少，纱线之间的粘结力下降，所以分纱力也随之减小；浆纱速度对分纱力的影响最小，这是因为浆纱速度不能直接影响压浆力，而是当浆纱速度增大时，纱线的吸浆量发生变化，从而使分纱力产生波动.

4 结束语

本文采用在分纱棒两端安装传感器的方法测定分纱棒水平方向所受的力，在此基础上采用正交试验方法确定了浆纱过程中分纱力的影响因素及影响程度：经纱密度对分纱力的影响最大，压浆力次之，浆纱速度影响最小.

[1] 萧汉滨.国内外新型浆纱机的性能剖析[J].棉纺织技术，2005，33（4）：218-223.

[2]佟 昀.传感器在现代浆纱机在线检测和信息化中的应用[J].现代电子技术，2009，32（8）：146-148.

[3]姚世昌．概率论与数理统计 [M]．郑州：河南教育出版社，1989：166-169.

[4] 王鸿博，潘钎茜.原纱性能和浆纱性能的相关分析[J].天津工业大学学报，2002，21（2）：62-64.

Study on affective factors of split force in sizing process

YANG Li-jiang，WANG Yue-cun
（School of Textiles，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300160，China）

The definition of split force and testing method are raised.The warp density，force of pressure roller and operating speed of sizing machine in the sizing process are selected as test factors to design orthogonal test，and the value of split force is detected by split force tester，which aims to study respectively the affective degree of those factors for split force，and analyze whether the influence is significant.The experiment results indicate that warp density has maximum impact on the split force；the effect of force of pressure roller is minor；the effect of operating speed of sizing machine is minimum；the analysis of influence significance shows F ratio of warp density is 33.638，which is above F0.05（2，2），so the affective degree of warp density for split force is significant.

sizing process；split force；orthogonal test；force of pressure roller；warp density

TS105.213

A

1671－024X（2010）06－0021－03

2010-07-21

杨利江（1984—），男，硕士研究生.

王跃存（1956—），男，教授，硕士生导师．E-mail：wycun@163.com