（紡織工程專業(yè)論文）緊密紡網(wǎng)格圈的性能研究.pdf

摘要 摘要 緊密紡紗技術(shù)是環(huán)錠紡紗技術(shù)領(lǐng)域的重要革命。緊密紡紗技術(shù)利用集聚裝置，將纖維須條進行 集聚后再輸出加捻，達到減小加捻三角區(qū)、增加對三角區(qū)中纖維的控制、減少紗線毛羽、提高紗線 強力和提高成紗質(zhì)苗的目的。 本文主要對負壓式緊密紡中的網(wǎng)格圈及其相關(guān)部件進行了研究，并探討了這些緊密紡部件對紗 線性能的影響。論文首先從傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)存在問題出發(fā)，對現(xiàn)有緊密紡紗裝置進行了比較和分類， 介紹了德國s u s s e n 公司的e l i t e 緊密紡紗裝置的結(jié)構(gòu)特征和該類緊密紡裝置的紡紗技術(shù)的成紗機理。 通過對負壓式緊密紡裝置中網(wǎng)格罔及其相關(guān)部件的研究，結(jié)合目前國內(nèi)細紗機緊密紡改造廠家的裝 置設(shè)計自己的緊密紡紗裝置，并成功地對e i m l 2 8 k 、f a 5 0 3 、f a 5 0 6 等機瓔的細紗機進行了改裝。 接著對須條集聚過程運動進行分析，借助流體力學的理論，初步提出影響集聚區(qū)流場的因素。然后 對集聚區(qū)流場的進行研究。完成緊密紡集聚區(qū)流場的測試。 在對緊密紡集聚區(qū)流場分析的基礎(chǔ)上，對網(wǎng)格罔的各項性能做了歸類闡述。著重對網(wǎng)格圈的受 力情況作了分析，從而對網(wǎng)格圈制作原料和織物組織選擇作了選擇。此外還對網(wǎng)格圈的制作難點作 了簡要分析。在對網(wǎng)格圈的性能研究中，主要研究了網(wǎng)格圈的導(dǎo)電性能、透氣性能和耐 ；j 性能，并 結(jié)合紗線的的性能指標作了相關(guān)分析。通過對緊密紡網(wǎng)格罔的研究，選擇優(yōu)質(zhì)網(wǎng)格圈，探討緊密紡 高支紗紡紗工藝，在自行改造的e j m l 2 8 k - s m 犁細紗機上開發(fā)出緊密特高支紗。通過實驗，得出以 下結(jié)論：在同等條件下，利剛緊密紡技術(shù)，紗線具有結(jié)構(gòu)好、強力高、毛羽少等諸多顯著特點；而 且還可以突破傳統(tǒng)環(huán)錠紡紡紗極限，設(shè)計、開發(fā)出細特高支紗( 2 9 t e x t 4 2 r e x ) ，且紗線具有較好的 外觀質(zhì)量和性能。隨著紡織技術(shù)的發(fā)展人們對紗線性能的要求也越來越高。因此，對緊密紡生產(chǎn) 技術(shù)和工藝的探究，加快緊密紡國產(chǎn)化設(shè)備改造、產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)工藝研究的力度，對保持和提升 我國紡織業(yè)在國際紡織品市場的重要地位、增強企業(yè)的競爭力也將具有重要的積極意義。 關(guān)鍵詞；緊密紡；網(wǎng)格圈；加捻三角區(qū)；集聚區(qū)：性能研究；產(chǎn)品開發(fā) a b s t r a c l a b s t r a c t c o m p a c ts p i n n i n gi san e ws p i n n i n gt e c h n o l o g yw h i c hd e v e l o p sf a s t i nt h er e c e n ty e a r s c o m p a c t s p i n n i n gt e c h n o l o g ym a k e sd r a f t i n g ，c o m p a c t i n ga n dt w i s t i n gs e p a r a t e da d o p t i n gc o m p a c ts e t c o m p a c t s p i n n i n gt e c h n o l o g yc a r lr e d u c es p i n n i n gt r i a n g u l a rs p a c 2t om i n i m u m ，d e c r e a s ey a m h a i r i n e s s t i m p r o v e y a mb r e a ks t r e n g t ha n db r e a ke l o n g a t i o n ，i m p r o v et h er e s u l t a n ty a mq u a i l t y i nt h ep a p e r , l a t t i c ea p r o na n do t h e rc o n n e c t e dp a r t sw e r ea n a l y z e do nn e g a t i v ep r e s s u r ec o m p a c t s p i n n i n g , a n dt h ee f f e c t so ft h e s ea p p a r a t u s e st ot h ea b i l i t i e so fc o m p a c t - s p u ny a r nw e r ed i s c u s s e d w e a n a l y z e dp r o b l e m si nt r a d i t i o n a lr i n gs p i n n i n gt e c h n o l o g yf i r s t , a n dt h e nt h ee x i s t e dc o m p a c ts p i n n i n g e q u i p m e n ti sc l a s s i f i e da n dc o m p a r e d t h es t r u c t u r ea n dc a p a b i l i t yo fs u s s e n se l i t ec o m p a c ts p i n n i n g s y s t e m sw e r ei n t r o d u c e d ，a n dt h ep r i n c i p l eo ft h i se q u i p m e n tw a sa l s oi n t r o d u c e d w ed e s i g n e do u ro w n c o m p a c ts p i n n i n ge q u i p m e n t , a f t e rs t u d i e dt h el a t t i c ea p r o na n dt h eo t h e rp a r t so nc o m p a c ts p i n n i n g e q u i p m e n ta n dc o n n e c t e d w i t hd o m e s t i cm a c h i n e s w eh a v er e c o n s t r u c t e ds p i n n i n gf r a m e ss u c c e s s f u l l y , s u c ha se j m l 2 8 k , f a 5 0 3 ，f a 5 0 6 ，a n de r e a n dt h ey a mh a st h e b e t 忙rm o r p h o l o g i c a lq u a l i t i e sa n d c a p a b i l i t i e s a f t e ra n a l y z i n go nt h ey a ms t r i pg a t h e r i n gp r o g r e s sb yt h et h e o r i e so fh y d r o m e c h a n i c s ，w e f i r s t l yc o n c l u d e dt h em f l n c ef a c t o r so ft h ef l o wf i e l di nc o n d e n s e da l e & a n dt h e nw es t u d i e dt h ef l o w f i e l di nc o n d e n s e da r e a , a n df i n i s h e dt h et e s t so f f l o wf i e l di nc o n d e n s e da r e a o nt h eb a s eo fa n a l y z i n gf l o wf i e l do fc o m p a c ts p i n n i n g , a l l c a p a b i l i t i e so fl a t t i c ea p r o nw e r e c l a s s i f i e da n de x p l a n t e d w ef o c u s e do nt h ea n a l y s i so f t h ep o w e rw h i c ht h el a t t i c ea p r o ne n d u r e d ，a n dt h e n m a d eac h o o s eo ft h er a wm a t e r i a l sa n df a b r i cs t r u c t u r e a n dt h ed i f f i c u l t i e so fm a k i n gl a t t i c ea p r o nw e r e a l s oi n t r o d u c e d i nt h ep r o c e s so fl a t t i c ea p r o ns t u d y , e l e c t r i c a lc o n d u c t i v i t y , p e r m e a b i l i t ya n dd u r a b i l i t y w e r em a i n l ys t u d i e d ，a n du n i f i e dt h ey a r np e r f o r m a n c ei n d e x , t h ec o r r e l a t i o na n a l y s i sw e r em a d e t h ep r i n c i p l eo fc o m p a c ts p i n n i n gt e c h n o l o g yi s i n t r o d u c e d ，e s p e c i a l l yi n c l u d i n gt h es t r u c t u r ea n d c a p a b i l i t yo fe l i t ec o m p a c ts p i n n i n gs y s t e m s ，w h i c ha r ed e v i s e db yt h es u s s e nc o m p a n y ，g e r m a n a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s e so fc o m p a c ts p i n n i n gs t r u c t u r e ，a na c t u a lc o m p a c ts p i n n i n gs y s t e ma r em a d e a c c o r d i n gt 0e j m l 2 8 k s ms p i n n i n gf r a m e s p i n n i n ge x p e r i m e n t sa r ec a r r i e do u t a tt h em e a n t i m e t h e p e r f o r m a n c ea n dc h a r a c t e d g i co fc o m p a c ts p i n n i n gs y s t e m sa r ea n a l y z e da n dc o m p a r e dt o t h r o u g ht h e s t u d yo f l a t t i c ea p r o n s ，e x c e l l e n tl a t t i c ea p r o n sa r ec h o s e n a n dd i s c u s s i n gc o m p a c ts p i n n i n gt e c h n o l o g y 砒 l a s tw ed e v e l o p e de x t r ah i g h - c o u n tc o t t o ny a m sw i t he j m l 2 8 k - s ms p i n n i n gf i a m ew h i c hw a s r e c o n s t r u c t e db yo u r s e l v e s b ye x p e r i m e n t s ，c o n c l u s i o nc a l lb em a d ea sf o l l o w i n g s u n d e rt h ee q u a l c o n d i t i o n s ，t h ec o m p a c ts p i n n i n gy a mh a sm a n yd i s t i n c tc h a r a c t e r i s t i c s ，s u c ha sb e t t e rs t r u c t u r e ，h i g h e r b r e a k i n gf o r c e ，l e s sh a i r i n e s sa n ds oo n c o m p a c ts p i n n i n gc a na l s ob r e a kt h el i m i t a t i o no ft h e c o n v e n t i o n a ls p i n n i n ga n dh i g h - c o u n ty a r n s ( s u c ha s2 9 r e x - 4 2 t e x ) c a l lb ep r o d u c e d a l o n gw i t ht h e s p i n n i n gt e c h n i c a ld e v e l o p m e n t , t h ep e o p l e sr e q u e s tt ot h ey a r nc a p a b i l i t yi sa l s oh i g h e r t h e r e f o r e ，t h e t h o m u g hi n v e s t i g a t i o no ft e c h n o l o g ya n dc r a f tt oc o m p a c ts p i n n i n g ，a l o n gw i t hs p e e d i n gu 口t h ec o m p a c t s p i n n i n gr e f o r m a t i o nt on a t i o n a ls p i n n i n gm a c h i n e s h a sa ni m p o r t a n tm e a n i n gt o w a r d ss t r e n g t h e n i n gt h e c o m p e t i t i o na b i l i t yo f t h eb u s i n e s se n t e r p r i s e s ，k e e p i n ga n dp r o m o t i n go u rc o u n t r yat e x t i l ei n d u s t r yi nt h e i m p o r t a n tp o s i t i o no f t h ei n t e r n a t i o n a lt e x t i l ep r o d u c tm u r k e ta sw e l l k e yw o r d s ：c o m p a c ts p i n n i n g ；l a t t i c ea p r o n ；s p i n n i n gt r i a n g u l a rs p a c e ；c o n d e n s e da r e a ；c a p a b i l i t y s t u d y ；p r o d u c td e v e l o p m e n t i i 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工 作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地 方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含 本人為獲得江南大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。 與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明 確的說明并表示謝意。 簽名：塹：避 日期：么刃年弓月易日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本學位論文作者完全了解江南大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī) 定：江南大學有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和 磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編 入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、 匯編學位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。 保密的學位論文在解密后也遵守此規(guī)定。 簽名：劫拉聲導(dǎo)師簽名：二型塾魚墅豆 日期： 年弓月2 1 日 第一章緒論 1 1 引言 第一章緒論 環(huán)錠細紗機從誕生至今，作為紗線生產(chǎn)的主要紡紗方式，以其成熟的工藝技術(shù)、穩(wěn)定的紡紗質(zhì) 量。依然是紡紗生產(chǎn)中最核心、所占比例最大的紡紗形式。正像許多專家所說的那樣，盡管出現(xiàn)了 許多新型紡紗方法，但直到今天環(huán)錠紡仍具有無可爭辯的優(yōu)勢，是衡暈其他類犁紗線質(zhì)鼙的標準。 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對紡織品花色、品種及服飾性能的要求也越來越 高，對服裝面料的要求更注重輕薄化、功能化、潮流化、高檔次和高品味。當前面料流行趨勢的特 點是柔軟、輕質(zhì)、透明、質(zhì)感、立體、多功能等等，紡織面料向高檔、優(yōu)質(zhì)，高附加值發(fā)展。要達 到這種要求單靠傳統(tǒng)的織物組織變化和色彩變化將受到很大的局限，這就對組成面料的基本原料一 一紗線有了新的發(fā)展要求。目前，基于傳統(tǒng)環(huán)錠細紗機紡紗原理發(fā)展而成的緊密紡紗技術(shù)( c o m p a c t s p i n n i n go f c o n d e n s e rs p i n n i n g ) 成功地人幅度提高和改善了紗線的性能。緊密紡紗技術(shù)是環(huán)錠細紗 機的重大革新和創(chuàng)造，它作為環(huán)錠紡最具標志性進展的技術(shù)進步受到紡織界人士的普遍關(guān)注，產(chǎn)品 受到市場廣泛歡迎，發(fā)展勢頭迅猛i i 。 緊密紡紗技術(shù)的想法來自于傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗裝置，試圖獲得紗線質(zhì)茸的大幅度提高。d r e r n s t f e h r e r 博士于1 9 8 8 年2 月提出消除紡紗三角的集聚紡紗工藝以來，一些國外紡機制造廠商和研究機 構(gòu)相繼研發(fā)各種形式的緊密紡紗技術(shù)1 5 i 。緊密紡紗技術(shù)利_ i j 多種形式的集聚裝置，將纖維須條在前 鉗口與增設(shè)的阻捻鉗口之間的區(qū)域進行集聚，完成集聚后再進入加捻區(qū)域加捻成紗，這使得所有進 入加捻三角區(qū)的纖維都盡可能集聚到紗體中，且所有纖維都是平行排列的，纖維強度得以更多利用 而且在紗線中理想地交織在一起，因此優(yōu)化了紗線結(jié)構(gòu)，形成毛羽顯著減少、強力提高的集聚紡紗 線。集聚紗的毛羽顯著少、強力高，為絡(luò)筒、漿紗、高速織造等后道工序和開發(fā)優(yōu)質(zhì)高檔面料帶來 了極好的有利條件”j 。 自1 9 9 9 年巴黎國際紡織機械展覽會0 t m a 9 9 ) 上首次展出緊密紡紗細紗機以來，國外多家紡機 企業(yè)如德國z i n s e r 、s u e s s e n ，瑞士r i e t e r ，日本t o y o t a ，意大利m a r z o l i 等公司相繼著手研究環(huán)錠細 紗機上的纖維集聚技術(shù)，并推出了各具特點的緊密紡紗裝置及其相關(guān)機械產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)，使得緊 密紡紗技術(shù)日趨成熟1 7 - i l l 。 現(xiàn)今的緊密紡紗形式主要分為兩大類”“。 ( 1 ) 氣流集聚。是一種較為成熟的緊密紡紗形式，主要以德國z i n s e r 、s u e s s e n ，瑞士r i e t e r ， 日本t o y o t a ，意大利m a r z o l i 等為代表。其中z i n s e r 采用多孔皮圈，r i o t e r 則是空心滾筒，s u e s s e n 、 t o y o t a 和m a r z o l i 采用了網(wǎng)格圈作為集聚重要元件。 ( 2 ) 磁力集聚。主要以瑞士r o t o c r a t t 公司為代表。它的裝置完全不借助于氣流作用，只用磁 力實現(xiàn)集聚效果，可以減少額外的能耗和維護。 從市場應(yīng)用角度看，氣流集聚仍然是最為常見的一種集聚紡紗形式，其中采用網(wǎng)格圈的緊密紡 紗裝置應(yīng)_ 【 j 最為廣泛。由此網(wǎng)格圈作為緊密紡紗系統(tǒng)中的一個重要的集聚元件，進入了人們的研究 視野。本課題也正是鑒于以上所述的背景，對適用e l i t e 緊密紡裝置的網(wǎng)格圈性能及其相關(guān)部件進 行研究，并探討了這些緊密紡紗部件對紗線性能的影響。 1 2e 1 i r e 緊密紡紗技術(shù)的原理陋”1 在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗裝置中紗條經(jīng)過牽伸裝置牽伸后從前鉗口輸出，纖維束分布寬度為b ，這個 寬度b 取決于粗紗捻度、牽伸倍數(shù)和所紡紗線的支數(shù)等工藝參數(shù)。纖維須條從牽伸裝置的前鉗1 3 輸 江南人學碩i ：學位論文 出在紡紗二角區(qū)纖維凝聚在一起加捻成紗。紡紗二角區(qū)的寬度b l 與紡紗張力p 成反比，張力p 增加，寬度b 1 減小。在環(huán)錠紡紗過平! i ! 中= b 1 - - b l o ，這就意味著加捻三角區(qū)不可能把纖維束 的每根纖維都聚攏捻合到紗線之中( 圖l 一1 ( a ) ) 。這就造成纖維束的許多邊緣纖維或者脫落掉，或者 以各種方式雜亂地附著在已經(jīng)加捻的紗體上，形成毛羽。紡紗三角區(qū)的存在是形成紗線的毛羽產(chǎn)生 的主要原因。 mb l b 2 n 玩，” 勇b 2 “ 鉗口線 制鉗口線 ( a ) 傳統(tǒng)環(huán)錠紡( b ) 集聚環(huán)錠紡 圖l l 傳統(tǒng)環(huán)錠紡( a ) 與e l i t e 紗緊密紡( b ) 的紡紗三角區(qū)結(jié)構(gòu) e l i t e 紗緊密紡紗技術(shù)是在傳統(tǒng)牽伸裝置前增加一個纖維控制區(qū)，利用氣流對通過控制區(qū)的纖 維束進行橫向凝聚，使纖維束的寬度大大縮小，縮小后寬度為b 2 。寬度b 2 幾乎接近加捻三角 區(qū)的寬度b 2 ，即b 2 * b 2 。纖維束經(jīng)過集聚然后再被加捻卷繞，加捻三角區(qū)大大減小，幾乎纖維 束的每根纖維都能集聚到紗體中，形成毛羽少強力高的集聚紡紗線。集聚和加捻相分離，紡紗區(qū) 以前鉗口線和控制鉗口線為界分為牽伸區(qū)、集聚區(qū)和加捻卷繞區(qū)三個部分( 圖2 一l ( b ) ) 。 1 3e li t e 緊密紡紗裝置1 1 6 1 7 】 367i 圖l - - 2 緒森e l i t e 集聚紡紗裝置 l 一前羅拉；2 一前皮輥i3 一異形吸聚管；4 - - 引出皮輥；5 一過橋齒輪；6 一張力撐桿；7 一網(wǎng)格圈 e l i t e 緊密紡紗裝置是在前羅拉1 和前皮輥2 前面增加了一個集聚區(qū)。前羅拉前加裝一根異形 截面吸聚管3 ，吸聚管在對應(yīng)錠位的位置開有狹長吸風梢。吸聚管與引出皮輥4 組成控制鉗口，起 握持及阻捻作用。引出皮輥通過過橋齒輪由原來的前上皮輥傳動。前皮輥、引出皮輥和過橋齒輪5 由羅拉盒構(gòu)成一個緊湊型組合件，能方便的從搖架拆裝。吸管下方有一鋼質(zhì)撐桿6 ，網(wǎng)格圈7 套在 2 第一章緒論 異形吸聚管和撐桿上由引山皮輥序擦傳動同轉(zhuǎn)。 緒森公( s u e s s e n ) 推出的e l i t e 緊密紡紗裝置是在傳統(tǒng)的牽伸裝置前面增加一套氣動集束裝 置，結(jié)構(gòu)簡單合理集聚裝置的元件可以單獨拆裝及維修而不會影響總體牽仲部分，并且拆裝、調(diào) 整及維修簡便。加壓裝置主要靠扳簧加壓，不同于一般s k f 彈簧加壓，壓力可靠，而且上膠圈架不 會出現(xiàn)歪斜移動，保持了精確的羅拉鉗口與膠圈鉗口的浮游區(qū)距離，這是一般彈簧加壓所辦不到的。 因此牽伸效率高，牽伸倍數(shù)較大并精確，可直接生產(chǎn)高支紗。異形截面吸聚管表面在每個紡紗部位 都開有斜向吸氣槽，吸風狹槽方向相對纖維柬運動方向有一定的傾斜角( 約2 5 。) ，使須條在運動中 產(chǎn)生橫向凝聚，便于纖維的軸向旋轉(zhuǎn)并向紗軸靠攏集聚。異形吸聚管表面有一層耐磨涂層，網(wǎng)格罔 能在異形吸聚管上按照設(shè)計速度準確滑動同轉(zhuǎn)。吸聚管的流線形設(shè)計使紗線在前羅拉表面的包闈弧 完全消失，也就是須條離開牽伸鉗口后立即受負壓氣流的作用被吸附在多孔網(wǎng)格圈靠近吸風狹梢的 部位并向前輸送到控制鉗1 ：3 ，再加上引出皮輥加壓較小( 壓力能保證有效阻捻即可) 使紡紗三角區(qū) 大大減小，可紡性較高。引出皮輥與前皮輥存在一定的牽伸( 牽伸比為1 0 5 1 0 8 ) ，須條受到縱向牽 伸作用，彎曲的纖維被拉直，提高纖維伸直平行度，確保纖維在吸風狹槽部位受到負壓作用而有效 集聚。 1 4e l i t e 緊密紡網(wǎng)格圈的主要性能 紗線的性能主要受纖維的性能和紗線結(jié)構(gòu)的影響，而紗線結(jié)構(gòu)主要是由紡紗過程所決定的。事 實上，每種紡紗過程都會生產(chǎn)出不同于其它的紗線結(jié)構(gòu)。近些年來，紡紗技術(shù)的改良使紗線質(zhì)暈有 了很大的進步。緊密紡紗工藝的出現(xiàn)，為環(huán)錠紡紗技術(shù)在擴大品種適應(yīng)性、改善紗線結(jié)構(gòu)、提高紗 線質(zhì)昔等方面提供了可能。緊密紡由于紡紗三角的最小化，牽伸后的須條結(jié)構(gòu)呈理想化的分布，使 得緊密紗體現(xiàn)出毛羽和強度的顯著改善i l 。 網(wǎng)格圈是緊密紡紗的重要元件之一，是緊密紡紗系統(tǒng)中一個套在集聚管上的管狀織物它有無 數(shù)微孔，只允許氣流通過，但纖維不能通過i l 。網(wǎng)格圈有五個特殊的技術(shù)要求：第一高密度，要求 織物經(jīng)緯密度達到5 5 5 5 甚至6 0 6 0 每c 吖；第二高均勻性，因為經(jīng)緯紗形成的氣孔大小直接影 響吸聚效應(yīng)，因此要求1 2 0 r a m 長度內(nèi)盡可能小的經(jīng)密差異和緯密差異。第三表里摩擦系數(shù)著異大 因為網(wǎng)格圈表里是承擔完全不同的功能，要求相應(yīng)的摩擦系數(shù)相差很大，據(jù)資料介紹可達到1 0 倍以 上。第四邊緣垂直與光滑，網(wǎng)格罔在高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下與棉、毛等備類纖維直接接觸，要求邊緣光滑， 不產(chǎn)生帶花；要求端面與外徑垂直，運轉(zhuǎn)中不產(chǎn)生位移。第五熱穩(wěn)定性，網(wǎng)格圈長時間在高速摩擦 的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，包括纖維與網(wǎng)格圈的摩擦，傳動膠圈與網(wǎng)格圈的摩擦，異型吸風管與網(wǎng)格罔的摩擦。 這三大摩擦產(chǎn)生大量的熱量，雖有異形管的吸風槽吸走部分熱量但實際運轉(zhuǎn)中的網(wǎng)格罔還可能產(chǎn) 生一定簧的熱伸長，所以要求網(wǎng)格圈中有較好的熱穩(wěn)定性“。 因此網(wǎng)格圈的性能研究是一個全新的課題。必須從材料、設(shè)備、工藝等多方面進行創(chuàng)新的研究 開發(fā)，此外要結(jié)合不同的紡紗工藝進行探討，以期待最終能夠即耐用又能夠有效的改善成紗質(zhì)量。 1 5 國內(nèi)主要的緊密紡技術(shù) 緊密紡技術(shù)從一面世就受到了多方關(guān)注1 3 5 l 。這一技術(shù)是對傳統(tǒng)紡紗業(yè)的巨大貢獻，國內(nèi)外越來 越多的企業(yè)和研究機構(gòu)作出了積極的同應(yīng)，并在緊密紡紗的各方面都取得了舉世矚目的成績。 國際上緊密紡紗系統(tǒng)的研發(fā)在十多年前就開始了，這些年來，無論是緊密紗的紡紗原理、緊密 紡紗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)( 包括空氣動力學戍j j 于紡紗牽伸中、新型材料及其加工工藝在紡紗機構(gòu)的應(yīng)用等) ， 還是緊密紗的f 游應(yīng)用的研究，都有了卓有成效的進展。目前國際上有五種不同結(jié)構(gòu)的緊密紡紗系 統(tǒng)，分別是r i e t e r ( 立達) 、s u s s e n ( 緒森) 、m a l ( 馬佐里) 、z i n s e r ( 青澤) 和t o y o t a 公司的產(chǎn) 品，它們在集聚方式上有所不同，但集聚原理均相同p “。 目前國內(nèi)的浙江、上海、無錫、山西、河北等多家紡機廠及研究院校等均在研制生產(chǎn)緊密紡系 3 江南人學碩i ：學位論文 統(tǒng)，如中波德昌、浙江日發(fā)、凱靈紡機、江陰華方、經(jīng)緯紡機、上海紡織研究所等。特別是德呂雅 麗紡系列、浙江日發(fā)r f c s 5 l o 緊密紡紗機得劍同行的認可。 而今，緊密紡的知名度大幅提升，具體的應(yīng)用范圍逐步地擴大從溢達、魯泰這些國內(nèi)的大企 業(yè)在2 0 0 0 年左右晟初投產(chǎn)的幾萬錠，發(fā)展到目前一批企業(yè)不斷跟進增加，達l i j j l 十萬錠的能力，甚 至喊出幾百萬錠的目標。國內(nèi)裝置研制和改造趨于成熟，和市場需求的增加都促使緊密紡技術(shù)在中 國的發(fā)展?jié)u漸進入狀態(tài)1 3 3 1 。 1 1 1 德昌紡機 寧波德呂精密紡織機械有限公司是目前國內(nèi)生產(chǎn)和銷售緊密紡裝置最多的。 德呂的產(chǎn)品主要有三大系列：雅麗紡整機系列( d c 3 - - 1 2 9 ) ：亮麗紡系列：潔麗紡系列。 另外，德呂紡機在開發(fā)單股緊密紡的同時又開發(fā)了般股緊密紡。首先單股緊密紡是用負壓氣流 集聚已經(jīng)牽伸的纖維：消除了傳統(tǒng)的紡紗三角區(qū)；把所有自由端的纖維緊密揉臺于紗體：適合紡制 普梳、精梳、棉纖、化纖或棉纖混紡物。 1 1 2 浙江日發(fā) 浙江日發(fā)紡織機械有限公司的r f c s 5 1 0 型緊密紡紗機，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，并已申請了多項專 利。該系統(tǒng)是在原細紗機的前羅拉前增加一個控制羅拉，控制羅拉由特制帶齒前羅拉經(jīng)過橋齒輪傳 動，其上裝有控制膠輥，在前羅拉和控制羅拉的三角區(qū)增加一個異形吸聚管，網(wǎng)格圈套在控制羅拉 和異形吸聚管上由控制羅拉帶動，組成集聚系統(tǒng)。 r f c s 5 1 0 緊密紡紗機的特點：采川最新的機電一體化控制技術(shù)，電力拖動控制系統(tǒng)采j j 數(shù)控技 術(shù)，通過操作面板統(tǒng)一設(shè)定、顯示、調(diào)節(jié)各項i ：藝參數(shù)；自主開發(fā)的緊密紡系統(tǒng)，基本消除了傳統(tǒng) 環(huán)錠紡中的紡紗三角區(qū)，進一步提高了纖維束的平行度以及實現(xiàn)毛羽平穩(wěn)光滑的聚集，確保達到紗 線毛羽少、強力高的要求；異形吸風管與多孔帶的采坩，能夠平穩(wěn)光滑地聚集毛羽；負壓可任意調(diào) 節(jié)，確保每一錠達到最佳的工藝負壓條件：多孔帶由前羅拉經(jīng)過橋齒輪積極傳動，多孔帶之間無相 對打滑多孔帶的運轉(zhuǎn)不受上羅拉直徑的影響；過橋齒輪實現(xiàn)了靜音傳動：錠子分1 0 段自動變速， 以均衡紡紗張力，羅拉速度也與之同步變化：牽伸與鋼領(lǐng)板升降傳動采川伺服控制：采_ j 瑞士 b r a c k e r 高速鋼領(lǐng)、鋼絲罔；西格林錠帶。 l _ 1 3 凱靈紡機 凱靈紡機以解放軍第四八零六工廠技術(shù)和裝備為基礎(chǔ)，多年來致力于細紗機研發(fā)與生產(chǎn)，是原 紡織部細紗機定點生產(chǎn)企業(yè)，大型軍內(nèi)高新技術(shù)企業(yè)，已累積向客戶提供細紗機4 0 0 萬錠。申請了 6 項國家專利，開發(fā)成功了“吸風組件阻捻氣流負壓網(wǎng)格圈集聚型緊密紡紗系統(tǒng)”棉紡、棉麻紡兩套 工藝的多種機型細紗機。z j l 2 9 8 犁集聚紡環(huán)錠細紗機用于生產(chǎn)高強度、毛羽少、條干均勻度要求高 的優(yōu)質(zhì)紗線。適用于棉及3 8 m m 以下化纖純紡或混紡的機織或針織紗。 z j l 2 9 8 型集聚紡環(huán)錠細紗機的機型特點：斷面參數(shù)的設(shè)計有利于改善捻度傳遞和控制張力， 提高錠速，減少斷頭；配備了進口牽伸部件和主機變頻調(diào)速系統(tǒng)自動巡同吹吸風系統(tǒng)；同定式錠 子安裝 藝，減少使用過程中校錠子工序，對減少斷頭和毛羽有利；車頭采i j 封閉淋油齒輪箱由 專f 】油泵供油井在箱內(nèi)循環(huán)，齒輪裝配精度高，摩擦副潤滑充分降低磨損和噪音。延長工作壽命； 特殊工藝生產(chǎn)的集聚管配上精心制作的網(wǎng)格圈，特殊處理的耐磨擋片，傳動平穩(wěn)運轉(zhuǎn)周期長，不易 磨損，保證紡紗質(zhì)量。采用集中式風壓系統(tǒng)。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，電機壽命長能耗少，風壓均勻 穩(wěn)定。 4 第一章緒論 1 1 4 江陰華方 江陰市華方新技術(shù)科研有限公司自主研制的環(huán)錠細紗機改造用h f j a 5 0 6 系列緊密紡裝置處于 國內(nèi)領(lǐng)先水平。 h f j a 系列緊密紡裝置的主要特點：兩種類型的緊密紡裝置( 四羅拉網(wǎng)格圈積極傳動、三羅拉 網(wǎng)格圈消極傳動) ；可供選擇的兩種緊密紡負壓系統(tǒng)( 總風機總風管、小風機分段風管) ；模塊化設(shè) 計，6 錠為一單元體：負壓分配系統(tǒng)配置合理各吸口氣流一致性好；異形管吸口優(yōu)化設(shè)計，有利 于須條集聚；緊密紡負壓采用變頻技術(shù)控制：網(wǎng)格圈張緊裝置保證須條運行平穩(wěn)。 1 1 5 經(jīng)緯紡機 經(jīng)緯紡機股份有限公司展出了與德國緒森公司合作生產(chǎn)的j w f l 5 3 0 型緊密紡紗樣機，該機最長 為1 0 0 8 錠。該機是在經(jīng)緯紡機的f 1 5 2 0 型環(huán)錠細紗機的基礎(chǔ)上采_ j 了緒森緊密紡技術(shù)而開發(fā)研 制的緊密紡紗機，緊密紡裝置結(jié)構(gòu)與緒森公司相同。 1 1 6k j f 緊密紡裝置 k j f 緊密紡裝置是上海市紡織機械研究所根據(jù)國產(chǎn)機型的特點，綜合了原有牽伸系統(tǒng)；前羅拉 驅(qū)動集聚部分的傳動負荷；原機前羅拉扭矩增聳；運行穩(wěn)定性；輸出皮輥的加壓對牽伸部分加壓的 影響；上皮輥傳動輸出皮輥及網(wǎng)格罔所需摩擦驅(qū)動力對前上皮輥運行穩(wěn)定性等，專門設(shè)計的適應(yīng)改 造的緊密紡裝置。 該裝置將傳統(tǒng)紡紗機牽伸裝置前羅拉鉗口線輸出的纖維須條通過負壓吸附，使纖維集聚在一條 線上，消除了紡紗加捻三角區(qū)。大幅度減少了紗線毛羽，提高成紗強力。該裝置改造非常方便，除 羅拉座需要更換外，其它均保留，加上供應(yīng)商提供的皮棍座組件，負壓吸風系統(tǒng)和相應(yīng)的控制箱即 刻成為新型的緊密紡紗機。 1 5 本課題的研究目的、意義及其內(nèi)容 1 5 1 目的和意義 通過對國內(nèi)外主要緊密紡裝置的研究發(fā)現(xiàn)，s u s s e n 形式的網(wǎng)格圈應(yīng)用晟為廣泛大約占了市場 的9 0 以上，因此作為緊密紡紗的不可或缺的元件，對其的性能研究將是一個非常重要的課題。本 課題針對緊密紡紗技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢對緊密紡網(wǎng)格圈的性能及其相關(guān)部件進行研究，探討緊 密紡紗部件對紗線性能的影響，以期達到進一步提高紗線質(zhì)量，優(yōu)化紡紗性能的要求。 近些年來紡紗技術(shù)的改良使紗線質(zhì)聳有了很大的進步。環(huán)錠紡屬傳統(tǒng)紡紗技術(shù)，其工藝成熟， 紡紗質(zhì)量穩(wěn)定，是現(xiàn)代紡紗生產(chǎn)中最重要、最核心的紡紗形式。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，環(huán)錠紡紗技 術(shù)經(jīng)歷了不斷創(chuàng)新的過程，面對許多新型紡紗技術(shù)的挑戰(zhàn)，環(huán)錠紡紗技術(shù)除了保持紡制細號紗的優(yōu) 勢外，還在擴大品種適應(yīng)性、改善紗線結(jié)構(gòu)、提高紗線質(zhì)量方面也進行了一系列的改進，出現(xiàn)了如 賽絡(luò)紡，集聚紡紗等新的紡紗工藝，這些紡紗技術(shù)的出現(xiàn)和形成，對于提高紡紗質(zhì)量、豐富成紗產(chǎn) 品的風格等起到了有利的促進作用p l 。 緊密紡紗工藝通過有效縮小紗線成形區(qū)的纖維須條寬度，縮小或消除加捻三角區(qū)，以進一步改 善紗線結(jié)構(gòu)、大幅度提高紗線品質(zhì)，其實質(zhì)是：在前羅拉輸出端加上集聚裝置使須條先經(jīng)過集合后 再輸出加捻，實現(xiàn)了牽伸和集合的分離。緊密紗具有新型的紗線結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不但不同于而且還優(yōu) 于常規(guī)環(huán)錠紗的結(jié)構(gòu)，緊密紗實際上已確立了一種新的較高的紗線質(zhì)顰標準。它已為新一代紗線確 立了起點。棉紡1 ：業(yè)是我國紡織工業(yè)中規(guī)模最犬的支柱產(chǎn)業(yè)，但產(chǎn)品檔次不高，附加值較低。傳統(tǒng) 環(huán)錠細紗機隨著行業(yè)進步己不能完全滿足下游加工質(zhì)量的需要，因此加快緊密紡國產(chǎn)化改造和產(chǎn) 江南人學碩l ：學位論文 品開發(fā)的力度，對保持和提升我國紡織業(yè)在國際紡織品市場的重要地位具有積極意義。緊密紡是環(huán) 錠紡技術(shù)領(lǐng)域的一項重人革命，它具有更佳的紗線質(zhì)量和獨特的紗線結(jié)構(gòu)，既是對紡紗技術(shù)與設(shè)備 水平的提升，也為成紗質(zhì)量的提高和產(chǎn)品風格的多樣性提供了可能具有良好的市場前景。 目前國際上有五種不同結(jié)構(gòu)的緊密紡紗系統(tǒng)，分別是r i e t e r 、s u s s e n 、m a l 、z i n s e r 和t d y 0 1 a 公司的產(chǎn)品它們在集聚方式上有所不同，但集聚原理均相同。( 1 ) 瑞十r i e t e r 公司的c o m 4 集聚 紡紗系統(tǒng)：其核心技術(shù)是將前羅拉改為塵籠式實現(xiàn)抽風并內(nèi)置不同轉(zhuǎn)的斜管使空氣具有縮合作用 以達到集聚紗條的目的。( 2 ) 其他幾種均是在原來的細紗牽伸系統(tǒng)中加了一個氣動集柬區(qū)，負壓形式 均是采圳網(wǎng)格圈或打孔皮罔來實現(xiàn)凝聚。網(wǎng)格圈是一種高密度織物，是緊密紡紗的重要元件之一， 目前國際上主要的生產(chǎn)廠家有s u s s e n 、z i n s e x 等，它們的生產(chǎn)工藝先進，品質(zhì)優(yōu)良，使用壽命長， 但價格昂貴【2 2 】。 鑒于網(wǎng)格圈對緊密紡紗的重要性。目前國內(nèi)的上海、無錫、浙江等多家紡織器材廠及研究院校 等均在對高性能的網(wǎng)格圈進行研制。例如，上海天問實業(yè)有限公司，提出了自己的技術(shù)開發(fā)方案 變密度制造，并且申報了國家實川新型專利：無錫積聚紡織器材有限公司也開發(fā)生產(chǎn)出了抗靜電網(wǎng) 格圈、三段式變密度網(wǎng)格罔以及增強性網(wǎng)格罔等品種。上述產(chǎn)品在某些性能上與國外的產(chǎn)品比較接 近，甚至優(yōu)于國外產(chǎn)品。但是，目前國內(nèi)生產(chǎn)的普通網(wǎng)格網(wǎng)與國外產(chǎn)品相比還存在一定的差距。因 此，對網(wǎng)格罔性能及其相天部件的研究將是一個非常重要的課題。 1 5 2 主要研究內(nèi)容 結(jié)合目前國內(nèi)細紗機緊密紡改造廠家的裝置，設(shè)計自己的緊密紡紗裝置，國內(nèi)主要機型的細紗 機進行改裝。探討緊密紡高支紗紡紗工藝，突破傳統(tǒng)環(huán)錠紡紡紗極限采j j 較低配棉，在自行改造 細紗機上開發(fā)出緊密特高支紗。利用查閱的文獻平| l 網(wǎng)格罔制造商提供的資料及其樣本，從材料、工 藝、表面處理等多方面對目前國內(nèi)外最典型的緊密紡網(wǎng)格網(wǎng)的性能進行創(chuàng)新的研究探討。對緊密紡 集聚區(qū)的流場進行了測試與分析，研究網(wǎng)格圈的各項性能指標對集聚區(qū)負壓的影響以及雖終對緊密 紡紗線性能的影響。同時，對緊密紡相關(guān)部件進行研究，并探討了緊密紡紗部件對紗線性能的影響。 6 第二章國產(chǎn)化緊密紡裝置研究 第二章國產(chǎn)化緊密紡裝置研究 2 1 緊密紡在國內(nèi)的應(yīng)用情況 目前我國緊密紡技術(shù)還處于初級階段，與國際相比更存在一定的差距。據(jù)調(diào)查，截至2 0 0 6 年 底，我國已有無錫一棉、安徽華茂、福建嘉達、山東魯泰、濟南成藤、山東德棉、山東德源等幾十 家棉紡企業(yè)擁有多種機犁緊密紡6 8 萬錠，其中國產(chǎn)緊密紡占l ，2 左右。從模式上看。我國棉紡企業(yè) 的緊密紡機型主要有兩種模式：一是引進國外關(guān)鍵設(shè)備，在國產(chǎn)細紗機上改造，如無錫一棉紡織廠， 目前大部分應(yīng)用企業(yè)都是采用這種方式。二是全程從國際上引進全套紡紗設(shè)備如山東魯泰紡織股 份有限公司。從生產(chǎn)區(qū)域上看，山東棉紡企業(yè)引進的較多，約有六七家，主要以純棉緊密紡紗為主。 目前，生產(chǎn)能力較大的棉紡企業(yè)有山東德源的2 4 萬錠，是目前我國最大的擁有緊密紡生產(chǎn)能力的企 業(yè)；其次，無錫一棉約有2 0 萬錠左右，其他棉紡企業(yè)還多處于試階段，一般丈多在2 - - 3 萬錠。 預(yù)計到2 0 1 0 年我國緊密紡將達到3 0 0 萬錠，當前我國緊密紡還有2 0 0 多萬錠的發(fā)展空間。山東如意 集團也已收購原重慶?？导瘓F并計劃投入超過4 0 億元人民幣在重慶建設(shè)1 0 0 萬錠緊密紡生產(chǎn)基地， 其中一期工程將于去年完成。 2 2 緊密紡成紗差異率探討 人們對細紗機紡紗的要求一直是比較高的，企業(yè)為了取得質(zhì)餐好的紗，對細紗機紡紗時，紗錠與紗 錠之間的差異率，控制得很緊p 4 i ?，F(xiàn)在的緊密紡，應(yīng)該說是在原來的基礎(chǔ)上又提高了要求。它只比 細紗機增加了幾十種零件，但就是這幾十種零件中的幾種使緊密紗的差異率變得復(fù)雜。因此，減少 緊密紡紗錠的成紗質(zhì)量之間的差異率，就成為我們攻克的又一重要目標。 2 2 1 產(chǎn)生原因 1 緊密紡紗錠的成紗質(zhì)量之間產(chǎn)生差異率的重要原因之一，是異型吸管之間，和異型吸管上的 各個吸風梢口的負壓，分配不勻。適當?shù)呢搲?，是紗錠減少毛羽的必備條件。確保每一錠的吸風槽 口的負壓，都保持在同一水平，是減少紗錠之間差異率的重要措施。 2 緊密紡紗錠的成紗質(zhì)量之間的差異率的又一重要原岡，是壓輥座施加在壓輥兩邊的壓力不勻。 對各個輸出皮輥，施加適當?shù)膲毫?，是提高錠紗的成紗質(zhì)量的必備條件，確保每一錠的施壓均等， 是減少紗錠成紗質(zhì)蕈差異率的重要措施。 3 緊密紡紗錠的成紗質(zhì)量產(chǎn)生差異率的重要原因之三，是與緊密紡成紗質(zhì)量相關(guān)的不良零件造 成的。 2 2 2 解決辦法 1 調(diào)整異型吸管和異型吸管上的各個吸風梢口的負壓使它們的負壓分配均勻。影響吸風槽口 的負壓的因素有：風機的吸力大小、分配器各吸器口的吸力均衡、連接管的管口大小、長短、彎曲 程度、異型管的吸口與管子上的各個吸風梢口的位置等等。 一臺緊密紡細紗機，以4 2 0 錠為例，如有十二只風機每只風機管六根連接管、吸管就是7 0 根每根吸管有六個吸風槽口。十二只風機的吸力大小，要用變頻調(diào)節(jié)到保持一致，且能滿足毛羽 值的減少到一定范圍。再說分配器各吸器口的吸力均衡問題，主要還是在設(shè)計時要考慮，并經(jīng)過試 驗取得結(jié)論，再進入生產(chǎn)。分配器的生產(chǎn)，還是要靠模具保證。不然的話，吸力均衡問題是很難解 7 江南人學碩l ：學位論文 決的。其實，影響吸風槽口的負壓的關(guān)鍵岡素，是迮接管的管口人小、長短、彎曲烈度。一定人小 的管口，是分配到各管口的吸力相等的先決條件，但連接管的長短，也是保持吸力相等的重要因素， 而管子的彎曲程度圈數(shù)多少又直接影響到每個吸管吸力的一致性。因此，堅持做到連接管的同 口徑、同長度和減少彎曲程度或圈數(shù)，才能人面積地減少緊密紡紗錠的成紗質(zhì)量的差異率。還有異 型管的吸管接口的位置，也要盡罐取在推吸管的中間一點。 2 壓輥庫在壓輥兩邊的壓力不勻問題，與搖架有關(guān)。改造車的搖架品種本身就比較雜。搖架對壓輥 座的加壓點義是利川的，原本無加_ 1 i 要求，所以，要解決壓力均勻問胚，客觀上比較難。除了對太著的搖 架，會造成多數(shù)皮輥不穩(wěn)定的。只能換掉外。在搖架上安裝壓輥座的時候，要確保加壓點到受壓點 的距離適當，受力點要控制在壓輥座的中間。要解決壓輥庫在壓輥兩邊的壓力不勻問題還要檢查裝 配好的皮輥的底面的四點，確保在一個平面上。壓力的調(diào)節(jié)是靠調(diào)整搖架所得壓力大小的選擇。 以要能平穩(wěn)帶動網(wǎng)格圈轉(zhuǎn)動，又不會打托為宜。 3 對影響到緊密紡成紗質(zhì)餐的其它零件，要進行改進。在日常生產(chǎn)中發(fā)生的損壞的零件，如磨 損的網(wǎng)格圈、吸管的“耐磨墊塊”等等零件，也應(yīng)及時進行更換。 2 3 緊密紡設(shè)備改造國產(chǎn)化研究與應(yīng)用推廣 2 3 1 裝置研究 各種類型的裝置或系統(tǒng)各具有優(yōu)缺點選用不同的緊密紡紗裝置將直接或間接影響到產(chǎn)品的品 質(zhì)、生產(chǎn)成本和企業(yè)的經(jīng)濟效益等。此外究竟采用何種裝置，還應(yīng)考慮劍原環(huán)錠細紗機的情況。我 們在選擇緊密紡紗裝置時考慮到與其它兒種裝置比較，吸風組件阻捻的網(wǎng)格圈集聚犁的緊密紡紗 裝置是單獨設(shè)置的，不用改變原先的紡紗機結(jié)構(gòu)，只需在原來機臺上將緊密紡紗裝置安裝上即可等 各方面的因素而且結(jié)合國內(nèi)細紗機的特點和棉紡廠家的實際情況，最終選擇吸風組件阻捻的網(wǎng)格 圈集聚型的緊密紡紗裝置，對環(huán)錠細紗機進行了緊密紡技術(shù)改造。 圖2 - 1 自行研制的緊密紡裝置示意圖 通過對國內(nèi)外眾多緊密紡裝置及機型的分析對比，采用德國緒森公司( s u e s s c n ) e l i t e 緊密紡裝 8 第一二章國產(chǎn)化緊街紡裝置研究 置更符合要求。但是通過研究發(fā)現(xiàn)緒森公司的緊密紡裝置除了價格昂貴，而且改造麻煩對原有部 件的使用率低。采朋e l i t e 圓緊密紡技術(shù)改造，原有部件需要更換的有搖架、羅拉座、吸棉笛管等， 而