纱线不匀率的四个组成部分：随机、缺陷、牵伸波、机械波

纱线是由纤维经过多道纺纱工序纺制而成，在这个过程中经过多次并合与牵伸，使得纱线不匀率的结构非常复杂。但是，从产生原因来分析，不匀率主要由四个部分组成。
. r7 u0 q% R2 P; N1.随机不匀率
就目前所采用的纺纱设备而言，即使在工艺和机构条件十分理想的条件下，也不可能得到粗细完全均匀一致的纱线。所谓的理想条件是指组成纱线的所有纤维是等长的、等直径的，并且在纱线的长度方向随机分布；组成纱线的纤维是无限多的（总体），但在各组纱线任意截面中的期望根数（个体）又是一定的，这时纱线截面中的纤维排列属于波松分布，使得纱线有一最低的理论不匀率。根据随机不匀率可求得其理论的波谱图，如下图所示。等长纤维排列图及其波谱图。
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式中：S(lgλ)——波长取对数坐标的振幅谱；
λ——波长；
L——纤维长度；
n——纱线截面内平均纤维根数。
8 m# P9 x5 f6 A8 m不同长度纤维的理想波谱图基本形状相似，主要区别在于最高峰的波长位置不同。为了实用的广泛性，通常取λ_max=(2.5～3)×L，其中L为重量加权的纤维平均长度。

% v/ m  m6 O) R8 v8 ]1 [2.因纤维集结和工艺设备不完善造成的不匀率
# [& _6 M3 F( b4 ]; T在纺纱过程中，纤维不可能全部被松解分离，纱线中仍有缠结纤维和棉束，其运动类似一根粗纤维，这相当于减少了纱线断面的纤维根数，并增加了纤维粗细不匀的程度；同时，纤维在纱线中也不完全伸直平行，致使纱线不匀率增加。另外，纺纱过程中各道工序的机械状态虽基本正常，但其作用却不能十分完善，使得纱线中的纤维不能完全伸直平行排列，因而使得纱线的不匀率在整个波长范围内增大。这些因素所造成的不匀率在所有波长范围均有影响，从而使波谱曲线成为如下图所示的实际波谱图。

正常纱线波谱图
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( \, O6 f1 n% J: j8 L3.牵伸波造成的不匀率
在牵伸过程中，由于喂入纱线本身的粗细不匀和结构不匀、牵伸装置部件不够稳定以及工艺不够合理等原因，引起纤维变速点分布的不稳定，产生各种“移距偏差”，使得纱线沿其长度方向形成粗细节，这就是牵伸波。这种波没有固定的波长，但在一段波长范围内有影响，即在波谱图相应波长范围上出现一凸出的连续波，犹如“小山”，每个小山的宽度可跨在连续三个或更多的频道（即较大的λ范围）上，如下图所示。
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牵伸波形成的波谱图

在牵伸装置正常的情况下，经过理论分析与实验证实，牵伸波的平均波长约为纤维平均长度的K倍，即可得到下列计算式。
5 R2 Q5 ~3 q! v5 ], |6 p! {λ_m0=K·L
' L% R, Z5 p1 |* U* _( s0 I9 _2 n式中：λ_m0——由给定牵伸区直接输出纱条的平均波长；
! ]1 P7 l6 a) G% QL——纤维平均长度，粗梳棉纱可取29mm，精梳棉纱可取31mm；
K——系数，在棉纺中，并条、梳棉为4，粗纱为3～3.5，细纱为2.75。
# h& S. L" t. u* U如果某一牵伸波形成以后在后道工序受到牵伸时，则牵伸波的波长增长，波幅降低，波长约为原有波长乘以牵伸倍数，而波幅则为原波幅除以牵伸倍数。

9 R: Z3 [+ I/ K9 V; L" _4 g4.机械波周期性不匀率
在各道加工机器上常有周期性运动的部件缺陷，主要是牵伸部件或传动齿轮状态不良，如罗拉、胶辊偏心、牵伸齿轮磨损或齿缺等，使纱条产生明显的周期性粗细变化，称为机械波。这种波在波谱图上表现为某一波长处的波幅突然升高，犹如“烟囱”，每个烟囱集中反映在一个或最多两个频道上，如下图所示。

机械波形成的波谱图

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( j. ~( o, V, E# g' u6 H4 E) D0 o如果把四种不匀率所形成的波谱反映在一个波谱图上，其形状如下图所示。

波谱图

纱线在实际生产过程中，由于纺纱机械方面缺陷和牵伸装置对纤维运动控制的不良所造成的不匀称为附加不匀。当纱线截面纤维根数一定时，实际纱线的不匀主要与牵伸过程的工艺、机械条件有关，且随牵伸次数的增加，附加不匀叠加，使纱线粗细变化呈复合波。附加不匀的大小常表征纺纱工艺的完善程度，即有如下关系式。