雪尼尔纱形态结构时序化调控机理及其纺制

摘 要： 针对传统雪尼尔纺纱对纱线的形态、结构及色彩调控的局限性，构建了一个六轴联控的多自由度雪尼尔纺纱系统，增设了饰纱输出罗拉，实现对雪尼尔纺纱机饰纱回转头、饰纱喂入装置、芯纱输出装置、隔距片升降装置、锭子、钢领板升降装置等成纱部件独立驱动，并提出了雪尼尔纱结构参数的影响因素及调控机理；通过对线密度恒定或变化、饰纱长度恒定或变化、饰纱排列密度恒定或变化、捻度恒定或变化的雪尼尔纱进行时序化模型构建，设计了5大类具有不同结构参数时序化分布的雪尼尔纱；基于形态结构时序变化的雪尼尔纱模型，纺制了3种具有特殊外观形态和结构的雪尼尔纱。纺纱实验结果表明：基于六轴联控的雪尼尔纺纱系统运行良好，可实现柔性纺纱。研究结果可扩展雪尼尔纱产品的应用领域，提升雪尼尔纱服饰产品的核心竞争力。

关键词： 雪尼尔纱；纺纱系统；结构参数；时序化调控机理；工艺设计

中图分类号： TS195.644""" 文献标志码： A""" 文章编号： 1009-265X（2025）01-0021-09

雪尼尔纱线是用两根相互加捻的芯线夹持垂直喂入的饰纱并使其以螺旋状分布在纱线长度方向，形成类似毛毛虫外观形态的纱线。雪尼尔纱线绒毛蓬松，手感柔软，制成的织物具有较强的立体感和保暖性^［1-2］。雪尼尔纱线具有广泛的应用范围，包括外衣面料、室内装饰和汽车内饰等，多用于生产高附加值的特种针织和梭织面料^［3］。但基于传统的采用单电机驱动的纺纱模式，对雪尼尔纱的形态、结构及色彩的调控具有较大的局限性^［4］。如何突破传统技术的局限性，纺制出形态、结构及色彩时序变化的花式雪尼尔纱，同时实现雪尼尔纱的柔性化设计和多元化生产，是扩展雪尼尔纱产品的应用领域、提升雪尼尔纱服饰产品核心竞争力的关键。

1 雪尼尔纱及其分类

一般用雪尼尔纱的线密度、饰纱长度（雪尼尔纱直径）、饰纱排列密度、捻度、颜色分布等参数对雪尼尔纱的形态、结构及色彩进行表征^［5］。根据雪尼尔纱形态结构的特点可进行不同的分类。

雪尼尔纱线的分类，按线密度可分为线密度恒定的雪尼尔纱与线密度变化的雪尼尔纱；按雪尼尔饰纱长度，可分为饰纱长度（直径）恒定的雪尼尔纱与饰纱长度（直径）变化的雪尼尔纱；按雪尼尔纱饰纱排列密度，可分为饰纱排列密度恒定的雪尼尔纱与饰纱排列密度变化的雪尼尔纱；按雪尼尔纱捻度，可分为捻度恒定的雪尼尔纱与捻度变化的雪尼尔纱；按雪尼尔纱形态，可分为竹节型雪尼尔纱、大肚型雪尼尔纱、菊花型雪尼尔纱、泡泡型雪尼尔纱、球型雪尼尔纱；按雪尼尔纱饰纱色彩，可分为单色雪尼尔纱、段彩雪尼尔纱、渐变雪尼尔纱、彩点雪尼尔纱、夹花雪尼尔纱；按照雪尼尔纱支数，可分类为细支雪尼尔纱、中支雪尼尔纱、粗支雪尼尔纱等^［6］。

2 数控雪尼尔纺纱机组成及调控机理

2.1 数控雪尼尔纺纱机组成及其工作原理

本文构建的数控雪尼尔纺纱平台是由纺纱机械系统、伺服驱动系统和控制系统组成^［7-8］，如图1所示。纺纱机械系统包含雪尼尔纱的加捻和卷绕装置、饰纱回转头、饰纱喂入罗拉、芯纱输出罗拉、隔距片升降装置等；伺服驱动系统又包含伺服驱动器、变频器、伺服电机等；控制系统包含了上位机触摸屏、下位机可编程控制器（PLC）和控制程序软件等装置。数控雪尼尔纺纱平台与传统的雪尼尔纺纱不同，它的回转头转速、饰纱喂入速度、芯纱输出速度、隔距片的升降、锭子转速、钢领板的升降由各自对应的伺服电机独立驱动，由PLC协同控制，实现多品种、多参数雪尼尔纱的柔性化纺纱。

与原有的五轴联控雪尼尔纺纱系统相比，本文提出的六轴联控雪尼尔纺纱系统将原来的一对罗拉同步控制饰纱与芯纱的输出进行改进，增设了饰纱输出罗拉与芯纱输出罗拉，并通过饰纱罗拉控制饰纱的输出，通过芯纱罗拉控制芯纱的输出，提高了机构控制的自由度。同时，由于可以独立控制饰纱与芯纱的输出，通过芯纱输出与加捻配合调控雪尼尔纱的捻度，通过调控饰纱输出速度的快慢调控雪尼尔纱饰纱排列密度，通过调控饰纱输出与停顿的不同输出状态调控形成泡泡雪尼尔纱、菊花雪尼尔纱、大肚雪尼尔纱等形态。此外，原有的雪尼尔纺纱系统不能协同调控雪尼尔纱形态结构参数，纺制的雪尼尔纱形态结构参数调控范围较小，形态结构的种类较为单一，而六轴联控雪尼尔纺纱系统解决了这一问题，可协同调控雪尼尔纱的多种形态结构参数，使纺制的雪尼尔纱形态结构参数调控的范围更大，形态结构的种类更加丰富。雪尼尔纺纱机是由饰纱的缠绕与割断系统、饰纱喂入系统、芯纱喂入系统、芯纱加捻系统、雪尼尔纱卷绕系统等5部分组成。如图2所示，饰纱的缠绕与割断系统由饰纱回转头、隔距片、刀片组成；饰纱喂入系统由饰纱喂入罗拉、喂入皮辊组成；芯纱喂入系统由芯纱输出罗拉、输出皮辊组成；芯纱加捻系统和雪尼尔纱卷绕系统由锭子、钢领板升降装置组成。雪尼尔纺纱机工作时，通过饰纱回转头以一定的角速度缠绕在隔距片上，随着饰纱喂入皮辊的回转，将缠绕在隔距片上的饰纱一方面被切断，另一方面使饰纱与芯纱以相互垂直的状态推向上下芯纱的捻合点，经加捻形成毛毛虫状雪尼尔纱线^［9-10］。其中，饰纱长度（雪尼尔纱的直径）由隔距片颈部宽度等决定；饰纱的排列密度由回转头角速度、芯纱输出速度、饰纱喂入速度等决定；雪尼尔纱的线密度由饰纱长度、饰纱排列密度等决定；雪尼尔纱的捻度由锭子转速、芯纱输出速度等决定^［11-13］。

2.2 雪尼尔纱形态结构调控机理

雪尼尔纱形态结构参数包括雪尼尔纱的线密度、饰纱排列密度、直径、捻度、螺旋距等^［14］。当改变其饰纱排列规律、饰纱长度、捻度等参数时，就会导致雪尼尔纱形态结构的变化^［15］。目前，市场流行的几种雪尼尔纱主要有竹节型、大肚型、菊花型、珠珠型、泡泡型、球型等几种形态结构的雪尼尔纱，通常可通过独立控制芯纱喂入与饰纱喂入的规律实现。例如，在保持芯纱喂入速度恒定的情况下，通过改变饰纱喂入的速度，使喂入速度产生变快、变慢或停顿的变化，从而使雪尼尔纱产生竹节、大肚、菊花、珠珠、泡泡、球型等特殊形态。

设雪尼尔纱总线密度为ρy，芯纱线密度为ρy1，捻度为TW；单根饰纱线密度为ρs，雪尼尔纱饰纱同时输入根数为α，饰纱罗拉表面单位长度输出饰纱密度为λs，饰纱排列密度为λ；雪尼尔纱直径为d，隔距片宽度为δ，隔距片厚度为ε，饰纱长度为ζ；饰纱回转头转速为ωr，饰纱输出速度为Vr，饰纱停喂时间为tr，芯纱输出速度为Vx，锭子回转速度为nd。设雪尼尔纱捻缩修正系数为φ，饰纱长度的修正系数为μ，饰纱排列密度的修正系数为η^［16］。

2.2.1 饰纱排列密度的调控机理

2.2.1.1 芯纱恒速喂入、饰纱变速喂入

当芯纱恒速喂入、饰纱恒速喂入，则饰纱排列密度保持恒定，一般用来生产线密度恒定的雪尼尔纱；当增大饰纱喂入速度，则饰纱排列密度会增大，一般用来生产竹节型雪尼尔纱；当减小饰纱喂入速度，则饰纱排列密度会减小，一般用来生产细节型雪尼尔纱。

在ωr×t×α=10×∑ n i=1 Vri×ti×λsi（t=∑ n i=1 ti）的前提下，假定纺纱过程中回转头转速ωr与芯纱输出速度Vx为常量，随着饰纱喂入速度（Vr+ΔVr）、饰纱停喂时间（tr+Δtr）的变化导致饰纱根数密度（λs+Δλs）的变化，从而导致饰纱排列密度（λ+Δλ）的变化。

已知饰纱排列密度λ= Vr×λs Vx ，可得式（1）—（2）：

λs+Δλs= ωr×（tr+Δtr）×α 10×（Vr+ΔVr）×t" （1）

λ+Δλ= （Vr+ΔVr）×（λs+Δλs） Vx" （2）

可定义雪尼尔纱饰纱排列密度的变化量，得式（3）：

Δλ= （Vr+ΔVr）×（λs+Δλs）-Vr×λs Vx" （3）

设饰纱罗拉与芯纱罗拉表面线速度速度比为K=Vr/Vx。 当K变化时，雪尼尔纱的饰纱排列密度会发生变化，其形态结构也随之变化。如式（4），当饰纱喂入速度间歇变化时，可得到饰纱排列密度连续变化的雪尼尔纱（疏密突变型-菊花雪尼尔纱）。

Ki=

C1（i=2τ-1）

C2（i=2τ）"""" C1，C2为常数

当n为偶数，τ=1，2，…，n/2

当n为奇数，τ=1，2，…，（n+1）/2""" （4）

2.2.1.2 芯纱恒速喂入、饰纱断续喂入

当芯纱恒速喂入、饰纱断续喂入，则饰纱排列密度间断变化，当饰纱喂入速度为0时，则饰纱排列密度为0，一般用来生产线泡泡型雪尼尔纱。如式（5），当饰纱喂入速度忽停忽转时，即可得到饰纱排列密度不连续变化的雪尼尔纱（泡泡状突变型-泡泡雪尼尔纱）。

Ki=

0（i=2τ-1）

C（i=2τ）"""" C为常数

当n为偶数，τ=1，2，…，n/2

当n为奇数，τ=1，2，…，（n+1）/2""" （5）

2.2.1.3 芯纱变速喂入、饰纱恒速喂入

当芯纱变速喂入、饰纱恒速喂入，则饰纱排列密度连续变化。当芯纱输出速度忽快忽慢时，一般用来生产线大肚型雪尼尔纱；当芯纱断续喂入时，一般用来生产菊花型雪尼尔纱。

假定纺纱过程中回转头转速ωr与饰纱喂入速度Vr为常量，随着芯纱输出速度（Vx+ΔVx）的变化导致饰纱排列密度（λ+Δλ）的变化。

已知饰纱排列密度λ= ωr×α Vx ，可得雪尼尔纱饰纱排列密度的变化量Δλ如式（6）：

Δλ= ωr×α Vx+ΔVx - ωr×α Vx" （6）

2.2.2 雪尼尔纱饰纱长度的调控机理

影响雪尼尔纱饰纱长度变化的因素主要为隔距片宽度。在纺纱过程中，隔距片宽度（δ+Δδ）的变化导致饰纱长度（ζ+Δζ）的变化，可得式（7）：

Δζ=Δδ+ε （7）

通过伺服电机驱动调整隔距片高低位置，提高隔距片位置会减小隔距片宽度，导致饰纱长度变短；降低隔距片位置会增大隔距片宽度，导致饰纱长度变长，因此通过调整隔距片位置的高低来调整雪尼尔饰纱长度的变化，进一步调整雪尼尔纱直径的变化，并通过调控隔距片升降的运动规律来调控雪尼尔饰纱长度（直径）的变化规律。

例如在纺纱过程中，将标准位置上的隔距片缓慢降低到指定位置再将其对称性地缓慢提升至标准位置，可生产对称型大肚雪尼尔纱；也可将标准位置上的隔距片缓慢降低到指定位置再将其突然提升至标准位置，或将标准位置上的隔距片快速降低到指定位置再将其缓慢提升至标准位置，可生产非对称型大肚雪尼尔纱。

2.2.3 雪尼尔纱捻度的调控机理

影响雪尼尔纱捻度变化的因素主要为芯纱输出速度。

假定在纺纱过程中锭子速度nd为常量，只改变芯纱输出速度（Vx+ΔVx），此时雪尼尔纱的捻度（TW+ΔTW）会发生改变，可定义雪尼尔纱捻度的变化量ΔTW如式（8）：

ΔTW= nd Vx+ΔVx - nd Vx" （8）

由式（8）可知，随着芯纱输出速度的增加，雪尼尔纱捻度会降低。

3 雪尼尔纱形态结构的时序化设计

3.1 雪尼尔纱形态结构参数的时序化表征

随着纺纱技术的进步，出现了具有新型形态结构的雪尼尔纱，通过保持芯纱喂入速度恒定，只改变饰纱喂入的速度，使其产生变快、变慢或停顿的变化，从而生产竹节、大肚、菊花、珠珠、泡泡、球型等特殊形态的雪尼尔纱。

纺纱过程的时间序列ti构建如式（9）：

t0=0

τi=ti-ti-1

ti=τ1+τ2+…+τn=∑ni=1τi≤T

（i=1，2，…，n-1，n） （9）

雪尼尔纱的段长序列构建如式（10）：

S0=0

li=Si-Si-1

Si=l1+l2+…+ln=∑ni=1li≤L" （i=1，2，…，n-1，n） （10）

雪尼尔纱饰纱排列密度时序分布函数构建如式（11）：

λ（t）=λi （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （11）

雪尼尔纱线密度时序分布函数构建如式（12）：

ρy（t）=ρyi （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （12）

雪尼尔纱直径分时序分布函数构建如式（13）：

d（t）=di （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （13）

雪尼尔纱螺旋距时序分布函数构建如式（14）：

L（t）=Li （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （14）

雪尼尔纱捻度时序分布函数构建如式（15）：

TW（t）=TWi （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （15）

雪尼尔纱线是细而长的纤维集合体，其结构参数包括：线密度、直径、饰纱排列密度、捻度、螺旋距等，他们决定了雪尼尔纱线的形貌（粗细变化）、风格、力学性能（捻度）等性质。纱线的数字化模型是以其时序化结构参数为载体的数字化模型，表达纱线宏观形貌特征的参数称为纱线的结构参数。具体包括：雪尼尔纱线密度ρy（t）、直径d（t）、饰纱排列密度λ（t）、捻度TW（t），螺旋距L（t），段长S（t）。可表达为：

Y（t） =［ρy（ti），d（ti），λ（ti），TW（ti），L（ti），S（ti），ti］ （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （16）

或者用矩阵表示如式（17）：

Y（t） =

ρy（t1） d（t1） λ（t1） TW（t1） L（t1） S（t1） t1

ρy（t2） d（t2） λ（t2） TW（t2） L（t2） S（t2） t2

ρy（ti） d（ti） λ（ti） TW（ti） L（ti） S（ti） ti

ρy（tn－1） d（tn－1） λ（tn－1） TW（tn－1） L（tn－1） S（tn－1） tn－1

ρy（tn） d（tn） λ（tn） TW（tn） L（tn） S（tn） tn

ti-1≤t≤ti，

i=1，2，…，n-1，n"""" （17）

3.2 结构参数时序变化的雪尼尔纱设计

结构参数时序变化可以分为：结构参数恒定、饰纱排列密度时序变化、捻度时序变化、捻度及饰纱排列密度时序变化、直径时序变化以及线密度时序变化。

3.2.1 结构参数恒定的雪尼尔纱设计

饰纱排列密度恒定λ（t）=λ0、捻度恒定TW（t）=TW0、线密度恒定ρy（t）=ρy0、直径恒定d（t）=d0的雪尼尔纱，其结构参数的分布规律如式（18）所知，外观形态结构如图3所示。

Y（t） =［ρy0，d0，λ0，TW0，ti］（ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （18）

3.2.2 饰纱排列密度时序变化的雪尼尔纱设计

当雪尼尔纱饰纱排列密度分布规律时序变化、其它结构参数恒定时，可将雪尼尔纱结构参数的时序变化规律表达为式（19）。当n=3时，其外观结构如图4所示。

λ（t）=" λ1" 0≤tlt;t1

λ2" t1≤tlt;t2

…

λi" ti-1≤tlt;ti

…

λn-1 tn-2≤tlt;tn-1

λn" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n） （19）

图4 饰纱排列密度时序变化的雪尼尔纱

Fig.4 Chenille yarn with time-varying density of pile yarn arrangement

当其它结构参数恒定，饰纱排列密度一段恒定、一段为0时，可将雪尼尔纱结构参数的时序变化规律表达为式（20），则可形成外观结构如图5所示泡泡雪尼尔纱。

λ（ti）=

λi（i=2τ-1）

0（i=2τ） """ 当n为偶数，τ=1，2，…，n/2

当n为奇数，τ=1，2，…，（n+1）/2""" （20）

图5 泡泡雪尼尔纱

Fig.5 Bubble chenille

3.2.3 捻度时序变化的雪尼尔纱设计

当 雪尼尔纱捻度分布规律时序变化、其它结构参数恒定时，可将雪尼尔纱结构参数的时序变化规律表达为式（21）。当n=3时，外观结构如图6所示。

TW（t）=" TW1" 0≤tlt;t1

TW2" t1≤tlt;t2

…

TWi" ti-1≤tlt;ti

…

TW（n-1） tn-2≤tlt;tn-1

TWn" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n）" （21）

3.2.4 捻度及排列密度时序变化的雪尼尔纱设计

当雪尼尔纱捻度及饰纱排列密度分布规律时序变化、其它结构参数恒定时，可将雪尼尔纱结构参数的时序变化规律表达为式（22）。当n=3时，其外观结构如图7所示。

［λ（t），TW（t）］=

（λ1，TW1）" 0≤tlt;t1

（λ2，TW2） t1≤tlt;t2

…

（λi，TWi） ti-1≤tlt;ti

…

（λn-1，TW（n-1）） tn-2≤tlt;tn-1

（λn，TWn）" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n）" （22）

3.2.5 饰纱长度时序变化的雪尼尔纱设计

当雪尼尔纱饰纱长度分布规律时序连续变化、其它结构参数恒定时，可将雪尼尔纱结构参数的时序变化规律表达为式（23）。当n=3时，其外观结构如图8所示。

ζ（t）=" ζ1" 0≤tlt;t1

ζ2" t1≤tlt;t2

…

ζi" ti-1≤tlt;ti

…

ζn-1 tn-2≤tlt;tn-1

ζn" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n） （23）

当其它结构参数恒定，雪尼尔纱饰纱长度先增加后减小，可将雪尼尔纱结构参数的时序变化规律表达为（24）。当饰纱长度逐渐增加至指定长度后又缓慢减小至原来长度，可得到外观结构如图9所示的对称型大肚雪尼尔纱。

ζ（ti）=

ζ2-ζ1 ti-ti-1 （x-ti-1）+d1 bmod（i，3）=2

ζ1-ζ2 ti-ti-1 （x-ti-1）+d2 bmod（i，3）=0

ζ1"""" """" bmod（i，3）=1" （ti-1≤x≤ti）" （24）

当饰纱长度快速增加至指定长度后又缓慢减小至原来长度或逐渐增加至指定长度后又快速减小至原来长度，可得到外观结构如图10所示的非对称型大肚雪尼尔纱。

3.2.6 线密度时序变化的雪尼尔纱设计

当雪尼尔纱线密度分布规律时序变化、其它结构参数恒定时，可将雪尼尔纱结构参数的时序变化规律表达为式（25）。当n=4时，其外观结构如图11所示。

ρy（ti）=

φρy1+η×ρs×λ×ζ i=4j-3

φρy1+η×ρs×λi×ζi=4j-2

φρy1+η×ρs×λ×ζii=4j-1

φρy1+η×ρs×λi×ζii=4j" "" j=1，2，…，n-1，n

i=1，2，…，4n-1，4n

ti-1≤t≤ti"""" （25）

4 特殊结构雪尼尔纱的纺制

本文重点讨论泡泡雪尼尔纱、菊花雪尼尔纱、大肚雪尼尔纱的形态结构调控技术。

4.1 泡泡雪尼尔纱的纺制

泡泡雪尼尔纱是通过饰纱罗拉以较慢且固定的频率进行停顿、喂入这两种状态的切换，将饰纱非连续地堆积在芯纱上，在芯纱的加捻力作用下，非连续堆积的饰纱扭结成球形的纤维团，像一个一个泡泡分散排列在芯纱上。泡泡雪尼尔纱的形态结构特征指标主要为无饰纱段长度、泡泡的长度、直径以及饰纱排列密度。当纺制球球雪尼尔纱时，可通过变化停喂饰纱时间与喂入饰纱时间的不同匹配，调控雪尼尔饰纱排列密度以及无饰纱段长度。

当饰纱输出速度不等于芯纱输出速度时，设定雪尼尔纺纱机回转头转速为150 r/min，锭子转速为6000 r/min，隔距片宽度为6 mm，芯纱输出速度为8 m/min，饰纱输出时间为15 ms，捻度为750 捻/m。已知不同时间段内雪尼尔纱的线密度分别为73、1324 tex，可得到饰纱输出速度和饰纱停喂时间分布规律，从而计算出不同时间段饰纱排列密度，得到在有饰纱段饰纱排列密度为500 根/cm、无饰纱段长度7.8 cm的泡泡雪尼尔纱，如图12所示。

4.2 菊花雪尼尔纱的纺制

菊花雪尼尔纱是通过芯纱罗拉以较高的交变频率进行停顿、喂入这两种状态的切换，将饰纱以很小的分离间隙、非连续不规则地排列在芯纱上，在芯纱的加捻力作用下，饰纱扭结成珠珠形的小纤维团，"" 像一朵一朵菊花依次排列在芯纱上，纺制菊花雪尼尔纱。菊花雪尼尔纱的形态结构特征指标主要为菊花及饰纱稀疏段的长度、直径、饰纱排列密度、捻度。当纺制菊花雪尼尔纱时，可通过变化芯纱罗拉的停转与运行，调控雪尼尔纱饰纱稀疏纱段的长度及菊花的大小。

设定雪尼尔纺纱机回转头转速为6300 r/min，锭子转速为3780 r/min， 隔距片宽度为2 mm，同时输入饰纱根数为2根。已知不同时间段内雪尼尔纱的捻度分别为130、2160 捻/m，雪尼尔纱线密度分别为84、1209 tex，则可得到雪尼尔纺纱机芯纱输出速度分布规律，从而计算出不同时间段雪尼尔纱饰纱纤维排列根数密度。通过表1中所示参数可纺制出捻度及饰纱纤维排列根数密度时序变化的菊花雪尼尔纱，得到雪尼尔纱如图13所示。

4.3 大肚雪尼尔纱的纺制

大肚雪尼尔纱是以较慢的芯纱罗拉喂入速度形成大肚雪尼尔纱的粗节，以较慢芯纱罗拉喂入速度形成大肚雪尼尔纱的细节，通过控制两种喂入状态""" 的切换周期来调控大肚雪尼尔纱粗细节长度，纺制大肚雪尼尔 纱。大肚雪尼尔纱的形态结构特征指标主要为大肚及基纱段长度、 直径、饰纱排列密度和捻度。当纺制大肚雪尼尔纱时，可通过芯纱输出速度的连续变化，调控雪尼尔纱基纱段的长度及大肚的大小。

设定雪尼尔纺纱机回转头转速为16200 r/min，锭子转速为6300 r/min，隔距片宽度为2 mm，同时输入饰纱根数为2 根。已知不同时间段内雪尼尔纱的捻度分别为420、2571 捻/m；雪尼尔纱线密度分别为182、1114 tex，则可得到雪尼尔纺纱机芯纱输出速度分布规律，从而计算出不同时间段雪尼尔纱饰纱排列密度。通过表2中所示参数可纺制出捻度及饰纱排列密度时序变化的大肚雪尼尔纱，得到雪尼尔纱如图14所示。

5 结论

本文构建了数控雪尼尔纺纱平台，实现对雪尼尔纱加工工艺参数的单独调控；增设了饰纱喂入罗拉，实现独立控制饰纱的输出与芯纱的输出；在此基础上设计了5种不同的结构参数时序变化的雪尼尔纱，利用多种调控手段进行多维度调控，纺制了泡泡雪尼尔纱、菊花雪尼尔纱、大肚雪尼尔纱3种不同时序变化规律的雪尼尔纱线，为后续对结构参数时序变化的雪尼尔纱的生产提供了理论参考。经实验和分析得到的主要结论如下：

a）基于六轴联控的雪尼尔纺纱系统运行良好，可实现柔性纺纱；构建的多自由度雪尼尔纺纱机能实现对雪尼尔纱线的线密度、直径、饰纱排列规律、捻度等结构参数进行有效调控。

b）基于预先设计的雪尼尔纱结构参数，推算了纺制3种雪尼尔纱的工艺参数，纺制的3种形态结构的雪尼尔纱与设计的雪尼尔纱结构参数特征吻合。

然而在实际纺纱过程中，断续改变芯纱输出速度，会使雪尼尔纱不同纱段捻度存在差异，使高捻度区的捻度向低捻度区转移，捻度的变化难以控制，且由于每一捻回夹持饰纱根数的差异，其捻回角也存在差异。因此，如何按照雪尼尔纱线密度变化规律在线调控其捻度，纺制捻应力平衡、不易掉毛的高品质雪尼尔纱，是未来需要研究的问题。

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Time-sequential regulation mechanism for the morphology and structure of chenille yarns and their spinning production

ZHANG" Danni1，" XUE" Yuan1，" JIN" Shulan2，" LIU" Qunhao2，" LUO" Jun2

（1.College of Textile Science and Engineering， Jiangnan University， Wuxi 214122， China;

2.Jinhua Jieling Housewares Co.， Ltd.， Jinhua 321037， China）

Abstract：

In the traditional single-motor-driven spinning mode， the appearance， structure and color of chenille yarns have great limitations. Through the six-axis linkage control of the multi-degree-of-freedom chenille spinning system， the limitations of traditional craftsmanship can be overcome， allowing for time-sequential regulation of single or multiple structural parameters of chenille yarns. Thus， special chenille yarns with temporally changing morphologies and structures can be spun， and the goal of expanding the application field of chenille yarn products can be achieved， so that the core competitiveness of chenille yarn clothing products can be enhanced.

Based on the six-axis linkage control chenille spinning system， upgrades and modifications were made to the original chenille spinning mechanical system， drive system， and control system， and independent pile yarn output rollers were added， so that the pile yarn and the core yarn could be outputted according to different laws. Simultaneously， through the independent drive of six motors， various components of the chenille spinning machine， such as the rotating head， pile yarn feeding device， core yarn output device， spacer lifting device， spindle and ring frame lifting device could be independently driven. This enables effective adjustment of structural parameters such as linear density， diameter， pile yarn arrangement density and twist of the chenille yarn， ultimately realizing precise control over the molding form and structural changes of chenille yarns in a time-sequential manner.

In addition， based on the chenille yarn spinning platform， the classification of chenille yarns was proposed， and the digital regulation mechanism of structural parameters such as chenille yarns '"" linear density， diameter， pile arrangement， and twist was analyzed. Based on the digital regulation mechanism of chenille yarns， a digital characterization method of chenille yarns with the temporal variation of morphological structural parameters was proposed， and five primary types of chenille yarns were designed， each exhibiting distinct temporal variations in the morphological and structural parameters. Then， based on the pre-designed chenille yarn structure parameters and the five major types of chenille yarns with different time-sequential distribution laws of morphological and structural parameters， chenille yarns with special morphology and structure， including bubble chenille yarns， chrysanthemum chenille yarns， and big-belly chenille yarns， were designed and spun. The results show that the chenille spinning system based on six-axis linkage control operates well and can realize flexible spinning， which helps to promote the development of chenille fancy yarns with diversified styles， forms and colors， and to broaden its application fields.

In summary， the six-axis joint-control multi-degree-of-freedom chenille spinning system， which enables the spinning of chenille yarns with unique morphologies， structures， and color distribution patterns， is applied to the development of woven fabrics， knitted fabrics， tufted fabrics， etc.， greatly enriching chenille apparel fabrics and home furnishing products， and bringing a new visual and tactile style， along with a fresh wearing experience， to chenille textiles.

Keywords：

chenille yarn; spinning system; structure parameters; time-sequential control mechanism; technological" design

基金项目： 金华市级技术创新项目（金经信投资［2021］47号）

作者简介： 张丹妮（1999—），女，浙江嘉兴人，硕士研究生，主要从事数字化纺纱方面的研究

通信作者：" 薛元，E-mail：fzxueyuan@qq.com