紗線不勻率的四個組成部分：隨機、缺陷、牽伸波、機械波

紗線是由纖維經過多道紡紗工序紡制而成，在這個過程中經過多次并合與牽伸，使得紗線不勻率的結構非常復雜。但是，從產生原因來分析，不勻率主要由四個部分組成。
1.隨機不勻率
就目前所采用的紡紗設備而言，即使在工藝和機構條件十分理想的條件下，也不可能得到粗細完全均勻一致的紗線。所謂的理想條件是指組成紗線的所有纖維是等長的、等直徑的，并且在紗線的長度方向隨機分布；組成紗線的纖維是無限多的（總體），但在各組紗線任意截面中的期望根數（個體）又是一定的，這時紗線截面中的纖維排列屬于波松分布，使得紗線有一最低的理論不勻率。根據隨機不勻率可求得其理論的波譜圖，如下圖所示。等長纖維排列圖及其波譜圖。
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式中：S(lgλ)——波長取對數坐標的振幅譜；
λ——波長；
9 }  r0 W0 C5 IL——纖維長度；
n——紗線截面內平均纖維根數。
- L- V+ H- A4 X+ t' d* V不同長度纖維的理想波譜圖基本形狀相似，主要區別在于最高峰的波長位置不同。為了實用的廣泛性，通常取λ_max=(2.5～3)×L，其中L為重量加權的纖維平均長度。

2.因纖維集結和工藝設備不完善造成的不勻率
在紡紗過程中，纖維不可能全部被松解分離，紗線中仍有纏結纖維和棉束，其運動類似一根粗纖維，這相當于減少了紗線斷面的纖維根數，并增加了纖維粗細不勻的程度；同時，纖維在紗線中也不完全伸直平行，致使紗線不勻率增加。另外，紡紗過程中各道工序的機械狀態雖基本正常，但其作用卻不能十分完善，使得紗線中的纖維不能完全伸直平行排列，因而使得紗線的不勻率在整個波長范圍內增大。這些因素所造成的不勻率在所有波長范圍均有影響，從而使波譜曲線成為如下圖所示的實際波譜圖。

正常紗線波譜圖

0 E* P: M+ t$ q' M) q3.牽伸波造成的不勻率
在牽伸過程中，由于喂入紗線本身的粗細不勻和結構不勻、牽伸裝置部件不夠穩定以及工藝不夠合理等原因，引起纖維變速點分布的不穩定，產生各種“移距偏差”，使得紗線沿其長度方向形成粗細節，這就是牽伸波。這種波沒有固定的波長，但在一段波長范圍內有影響，即在波譜圖相應波長范圍上出現一凸出的連續波，猶如“小山”，每個小山的寬度可跨在連續三個或更多的頻道（即較大的λ范圍）上，如下圖所示。
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牽伸波形成的波譜圖

在牽伸裝置正常的情況下，經過理論分析與實驗證實，牽伸波的平均波長約為纖維平均長度的K倍，即可得到下列計算式。
; A8 S$ U7 d' H) H) }$ x4 eλ_m0=K·L
/ f( O* R" s6 T# s' e式中：λ_m0——由給定牽伸區直接輸出紗條的平均波長；
L——纖維平均長度，粗梳棉紗可取29mm，精梳棉紗可取31mm；
K——系數，在棉紡中，并條、梳棉為4，粗紗為3～3.5，細紗為2.75。
如果某一牽伸波形成以后在后道工序受到牽伸時，則牽伸波的波長增長，波幅降低，波長約為原有波長乘以牽伸倍數，而波幅則為原波幅除以牽伸倍數。
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+ e4 Q( x0 s/ U) G& Y4.機械波周期性不勻率
. a, b+ O# M1 q3 ~在各道加工機器上常有周期性運動的部件缺陷，主要是牽伸部件或傳動齒輪狀態不良，如羅拉、膠輥偏心、牽伸齒輪磨損或齒缺等，使紗條產生明顯的周期性粗細變化，稱為機械波。這種波在波譜圖上表現為某一波長處的波幅突然升高，猶如“煙囪”，每個煙囪集中反映在一個或最多兩個頻道上，如下圖所示。

機械波形成的波譜圖

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如果把四種不勻率所形成的波譜反映在一個波譜圖上，其形狀如下圖所示。

波譜圖
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紗線在實際生產過程中，由于紡紗機械方面缺陷和牽伸裝置對纖維運動控制的不良所造成的不勻稱為附加不勻。當紗線截面纖維根數一定時，實際紗線的不勻主要與牽伸過程的工藝、機械條件有關，且隨牽伸次數的增加，附加不勻疊加，使紗線粗細變化呈復合波。附加不勻的大小常表征紡紗工藝的完善程度，即有如下關系式。
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