（紡織工程專業(yè)論文）國產(chǎn)緊密紡產(chǎn)業(yè)化改造關鍵部件的研究[紡織工程專業(yè)優(yōu)秀論文].pdf

摘要 摘要 緊密紡紗技術是環(huán)錠紡紗技術領域的重要革命 緊密紡紗技術利用集聚裝置 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量的目的 緊密紡國產(chǎn)化改造成為一個熱點 本課題對緊密紡國產(chǎn)化改造中的關鍵部件 異形吸管和網(wǎng)格圈進行了研究 并探討 了其對紗線性能的影響 異形管上集聚槽尺寸對氣流速度場的分布狀態(tài)有一定影響 通過對不同集聚槽寬度 和集聚區(qū)長度的異形吸管進行紡紗試驗 得出集聚槽寬度及集聚槽長度對紗線性能的影 響 集聚槽寬度小 集聚區(qū)長度長可以改善毛羽情況 對斷裂強力和條干影響較小 接 著本文對異形吸管的定位問題進行了研究 通過對比分析加裝緊密紡裝置的細紗機斷面 結構與傳統(tǒng)環(huán)錠細紗機斷面結構 得出加裝緊密紡裝置后紡紗段長度減小 導紗角增大 利于捻回的傳遞 但同時帶來弱捻區(qū)和紡紗段張力的增大的結論 經(jīng)過在緊密紡改造的 e j m l 2 8 k s m 型細紗機上 應用現(xiàn)有的異形吸管 進行試驗 采用自行改裝的異形吸管 支撐座 使前羅拉中心和異形吸管中心連線與異形吸管中心水平線間的夾角a 改變 使 a 4 0 4 5 9 5 0 在每種角度下保持其他工藝參數(shù)不變 紡制了三種不同線密度的緊密 紗 然后運用模糊決策方法對紗線的斷裂強力 3 9 r a m 毛羽數(shù) 條干c v 值 粗細節(jié) 和棉結總數(shù)幾個指標進行綜合評價 最后得出紗線的綜合性能 結果表明a 5 0 時 紗 線綜合性能較好 緊密紡國產(chǎn)化改造的另一關鍵部件是網(wǎng)格圈 本文針對網(wǎng)格圈的透氣性做了相關的 研究 首先介紹了網(wǎng)格圈的功能及性能要求 并推導出織物空隙率與透氣性的關系 通 過集聚槽口處的伯努力方程 得到靜壓與空氣流速的關系 靜壓差越大 空氣流速越大 進而得出網(wǎng)格圈目數(shù)與空氣流速的關系 即透氣量一定情況下 網(wǎng)格圈目數(shù)越高 通過 網(wǎng)格圈空隙的流速越大 最后應用不同目數(shù)的國產(chǎn)網(wǎng)格圈進行紡紗試驗 得出2 1 3 和3 2 紗線選用較低目數(shù)的網(wǎng)格圈綜合性能好 4 0 s 6 0 和8 0 紗線選用較高目數(shù)的網(wǎng)格圈綜 合性能好 最后針對目前使用的吸棉笛管的缺陷進行了優(yōu)化設計 加快緊密紡國產(chǎn)化改造和產(chǎn)品開發(fā) 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 關鍵詞 緊密紡 關鍵部件 集聚區(qū) 異形吸管 安裝位置 網(wǎng)格圈 透氣性 a b s t r a c t c o m p a c ts p i n n i n gi s a l li m p o r t a n ti n n o v a t i o no fr i n gs p i n n i n g c o m p a c ts p i n n i n g t e c h n o l o g ym a k e sd r a f t i n g c o n d e n s i n ga n dt w i s t i n gs e p a r a t e dt h r o u g ha d o p t i n gc o n d e n s i n g d e v i c e s a n di tc a na c h i e v et ot h ee f f e c to f r e d u c i n gt w i s tt r i a n g l e i n c r e a s i n gc o n t r o lo ff i b e r i nt r i a n g l e d e c r e a s i n gy a r nh a i r i n e s s i m p r o v i n gy a mb r e a ks t r e n g t ha n dy a mq u a l i t y c o m p a c ts p i n n i n gr e f o r ml o c a l i z a t i o nb e c o m e saf o c u si nr e c e n ty e a r s t h ek e yc o m p o n e n t so fc o m p a c ts p i n n i n gr e f o r m s p e c i a lp i p ea n dl a t t i c ea p r o n w e r e s t u d i e di nt h i sp a p e r a n dt h ee f f e c to ny a mp e r f o r m a n c ew a sa n a l y z e d 們1 ew i d t ho fc o n d e n s i n gn o t c hh a ss o m ee f f e c to nd i s t r i b u t i o no fa i r f l o wf i e l ds p e e d s p i n n i n ge x p e r i m e n tw i t hd i f f e r e n tw i d t ho fc o n d e n s i n gn o t c ha n dl e n g t ho fc o n d e n s i n gf i e l d p r o v e dt h a tt h e ya r es o m ei n f l u e n c eo ny a mp e r f o r m a n c e t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a t n a r r o w e rc o n d e n s i n gn o t c ha n dl o n g e rc o n d e n s i n gf i e l de a r ld e c r e a s et h eh a i r i n e s sa n dh a v e l i t t l ei n f l u e n c eo nt h eb r e a ks t r e n g t ha n dy a me v e n n e s s t h e n t h el o c a t i o no fs p e c i a lp i p ew a s s t u d i e d c o m p a r i n gt h es e c t i o ns t r u c t u r eo fc o m p a c ts p i n n i n gd e v i c ew i t ht r a d i t i o n a lr i n g s p i n n i n gf r a m es e c t i o ns t r u c t u r e t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a tc o m p a c ts p i n n i n gd e v i c e s c a nr e d u c et h es p i n n i n gs t a g el e n g t ha n di n c r e a s eg u i d ea n g l e w h i c hb eb e n e f i c i a lt ot w i s t t r a n s f e r h o w e v e r i tw i l lg e n e r a t et h ew e a kt w i s ta r e aa n di n c r e a s et h es p i n n i n gs t a g el e n g t h o nt h ee j m12 8 k s ms p i n n i n gf r a m eb e i n gr e f o r m e d t h el o c a t i o ne x p e r i m e n ti sc a r r i e do u t w i t he x i s t i n gs p e c i a lp i p e t h es u p p o r t i n gp e d e s t a lw a sm o d i f i e dw h i c hw i l lm a k et h ea n g l eq c h a n g eb e t w e e nc e n t e rl i n eo fs p e c i a lp i p ea n dt h el i n ef r o mf r o n tr o l l e rc e n t e rt os p e c i a lp i p e c e n t e r w h e nt h ea n g l eae q u a l4 0 0 4 5 05 0 0 a n do t h e rp a r a m e t e r sk e e pc o n s t a n t t h r e ek i n d so f y a mw i t hd i f f e r e n tf i n e n e s sw a ss p u n t h e n f u z z yd e c i s i o nw a su s e dt oe v a l u a t et h e c o m p r e h e n s i v ep e r f o r m a n c eo f t h ey a m r e s u l t ss h o wt h ec o m p r e h e n s i v ep e r f o r m a n c ei sb e s t w h e nt h ea n g l eq e q u a l5 0 0 l a t t i c ea p r o ni sa n o t h e rk e yc o m p o n e n to fc o m p a c ts p i n n i n gr e f o r m t h ea i r p e r m e a b i l i t yo fl a t t i c ea p r o ni ss t u d i e di nt h i sp a p e r f i r s t t h ef u n c t i o na n dp e r f o r m a n c e r e q u i r e m e n tm u s tb eu n d e r s t o o d t h e n r e l a t i o n s h i pb e t w e e np o r o s i t ya n dt h ed i a m e t e ro f y a mw a sd e d u c e d a c c o r d i n gt ot h ec a l c u l a t i o nf o r m u l ao fa i rp e r m e a b i l i t y t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e np o r o s i t ya n da i rp e r m e a b i l i t yw a sd e d u c e d a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns t a t i c p r e s s u r ea n da i rv e l o c i t yw a so b t a i n e db yu s i n gb e r n o u l l ie q u a t i o n l a s t m e s hn u m b e ro f l a t t i c ea p r o na n da i rv e l o c i t rw a sd e d u c e d t h e n t h ep e r f o r m a n c eo fh o m e m a d ea n d i m p o r t e dl a t t i c ea p r o nw a sc o m p a r e d a tl a s t s p i n n i n ge x p e r i m e n tw a sc a r r i e do u tw i t h h o m e m a d el a t t i c ea p r o no fd i f f e r e n tm e s hn u m b e r t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a tt h e c o m p r e h e n s i v ep e r f o r m a n c eo fy a mw i t hf i n e n e s s2 1 3a n d3 2 5 i sg o o dw h e ns e l e c t i n gt h e l a t t i c ew i t hl o w e rm e s hn u m b e ra n dt h a ts p i n n i n gy a mw i t h4 0 8 6 0 sa n d8 0 8s h o u l ds e l e c t h i g h e rm e s hn u m b e r f i n a l l y t h ec u r r e n ts u c t i o nt u b ew a so p t i m i z e d s p e e d i n gu pd o m e s t i cc o m p a c ts p i n n i n gr e f o r ma n dp r o d u c td e v e l o p m e n tw i l lh a v e p o s i t i v em e a n i n gf o ro u rc o u n t r yt op r o m o t eo u ri n t e r n a t i o n a ls t a t u si nt e x t i l em a r k e t n 江南大學碩士學位論文 k e yw o r d s c o m p a c ts p i n n i n g c o n d e n s i n gf i e l d i n s t a l l a t i o np o i s o n l a t t i c ea p r o n a i r p e r m e a b i l i t y 1 1 1 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學位論文是本人雀導師指導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 盞量叢墨 日 期 筮然墨墨蘭 星 關于論文使用授權的說明 本學位論文作者完全了解江南大學有關保留 使用學位論文的規(guī)定 江南大學有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤 允 許論文被查閱爭借閡 可以將學位論文酶全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫 進行檢索 可以采用影印 縮印或掃描等復制手段保存 匯編學位論文 并且本人電子文檔的內容和紙質論文的內容相一致 保密的學位論文在解密后也遵守此規(guī)定 簽名 童受魚塹 導烽簽名 日 期 第一章緒論 第一章緒論 1 1 傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗技術 1 1 1 環(huán)錠紡紗技術的優(yōu)勢 在過去的幾十年中 所有出現(xiàn)的新型紡紗方法都是圍繞提高機器的單產(chǎn)為中心開發(fā) 研制 轉杯紡和噴氣紡就是其中的兩種新型的紡紗方法 它們在提高紡紗速度 獲得較 高的單紗產(chǎn)量方面具有顯著的成效 但就成紗質量而言 環(huán)錠紡紗方法仍具有無可置疑 的領先地位 環(huán)錠紡有較長的發(fā)展歷程 適紡纖維種類多 適紡紗線支數(shù)范圍廣 成紗 捻度均勻 強力高 到目前為止 環(huán)錠紡紗被認為是其他紡紗方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的一個質 量標準 隨著生活水平的提高 人們更重視的是產(chǎn)品的質量 因此只在生產(chǎn)速度方面提高遠 遠不能滿足目前紡織系統(tǒng)的需求 高質量的環(huán)錠紗 在各個領域里的應用地位仍是無法 取代的 在今后一個時期內環(huán)錠紗仍然占優(yōu)勢地位 無數(shù)的產(chǎn)品仍然必須用環(huán)錠紡紗工 藝紡制的高質量的紗來進行生產(chǎn)加工 特別是高支紗更是如此 1 1 2 傳統(tǒng)環(huán)錠紡的缺陷 在傳統(tǒng)紡紗系統(tǒng)中 纖維束經(jīng)過牽伸區(qū)牽伸后 被拉細到所紡支數(shù)的重量 但在前 羅拉鉗口引出時纖維束仍有一定寬度 比所紡細紗要寬很多 因此 引出后的纖維束到 加捻成細紗的加捻點之間形成紡紗加捻三角區(qū) 纖維進入三角區(qū)中基本上失去控制 對 紡成的紗線質量造成一定影響 2 1 由于纖維在紡紗三角區(qū)中的運動基本上是失控的 因此有以下3 種情況 3 發(fā)生 1 纖維完全脫離三角區(qū)形成飛花 據(jù)測在傳統(tǒng)紡紗中細紗車間8 5 的飛花是這部分纖維形 成的 2 纖維進入三角區(qū)加捻時纖維的一端會伸出紗體外而形成毛羽 據(jù)測3 m m 以 上的毛羽約有8 5 是紡紗三角區(qū)造成的 3 纖維束經(jīng)過三角區(qū)全部被加捻成紗 在紡 紗三角區(qū)中 三角形兩邊的纖維比三角形中間的纖維承受較大的張力 因此紡出來的紗 在受到負荷時 不能被全部纖維平均負擔 三角形兩邊的纖維先斷裂 使細紗強力達不 到應有的水平 此外在加捻過程中 從紡紗三角區(qū)散落的纖維不僅影響紗線的物理性質 而且也影響了紡紗的制成率 綜上所述 環(huán)錠細紗機紡紗三角區(qū)的存在不僅產(chǎn)生大量毛羽 而且使許多有效纖維 散落形成飛花 此外 由于紡紗三角區(qū)中纖維承受張力不同 成紗后紗線斷裂強力達不 到應有的水平 影響紗線平均強力 因此紡紗三角區(qū)的存在對紡紗質量有很大的影響 1 2 緊密紡技術 緊密紡紗技術的想法來自于傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗裝置 試圖獲得紗線質量的大幅度提 高 從提出消除紡紗三角區(qū)的集聚紡紗工藝方法以來 一些國外紡機制造廠商和研究機 構相繼研發(fā)各種形式的緊密紡紗技術 4 1 緊密紡紗技術利用多種形式的集聚裝置 將纖 江南大學碩士學位論文 維須條在前鉗口與增設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 構 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 為后 道工序和開發(fā)優(yōu)質高檔面料帶來了極好的有利條件 5 1 1 2 1 緊密紡的原理 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構 大幅度提高紗線品質 其實質是 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 結構 該結構不但不同于而且還優(yōu)于常規(guī)環(huán)錠紗的結構 緊密紗實際上已確立了一種新 的較高的紗線質量標準 6 l 它已為新一代紗線確立了起點 7 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 從牽伸裝置的前鉗口輸出 在紡紗三角區(qū)纖維凝聚在一起加捻成紗 紡紗三角區(qū)的寬度 b l 與紡紗張力p 成反比 張力p 增加 寬度b i 減小 在環(huán)錠紡紗過程中a b i 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1 2 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 8 9 1 緊密紡紗技術是在傳統(tǒng)牽伸裝置前增加一個纖維控制區(qū) 利用氣流或機械作用對通 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 緊密紡紗線 緊密紡紗技術基本原理是 牽伸區(qū)不集束 集束區(qū)不牽伸 工藝路線是 牽 伸須條一氣流 或機械 集聚 集聚裝置握持一加捻 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 i o j ml 一2 b 一b l j n 誓b l l望 一 步 l l b 1 鉗口線 制鉗口線 矗 傳統(tǒng)環(huán)鍵紡 伯 集聚環(huán)錠紡 圖1 1 傳統(tǒng)環(huán)錠紡 a 與緊密紡 b 的紡紗三角區(qū)結構 f i g 1 1t r i a n g l es t r u c t u r eo f t r a d i t i o n a lr i n gs p i n n i n ga n dc o m p a c ts p i n n i n g 2 第一蘋緒論 1 2 2 緊密紡紗裝置的分類 緊密紡紗裝置型式多樣 集聚原理不盡相同 可根據(jù)是否帶有氣流裝置分為氣流集 聚型緊密紡紗裝置和非氣流集聚型緊密紡紗裝置兩大類 1 1 1 氣流集聚型緊密紡紗裝置是利用負壓氣流將須條邊緣的纖維向須條中心集聚 最大 限度地減少紡紗三角區(qū) 從而大幅度減少毛羽 提高纖維強力的利用系數(shù)和成紗強力 氣流集聚型緊密紡紗裝置根據(jù)集聚元件的不同可細分為羅拉集聚型 皮輥集聚型 膠圈 集聚型和網(wǎng)格圈集聚型 其中網(wǎng)格圈集聚型的又分為羅拉阻捻式和吸風組件阻捻式 羅 拉集聚型的代表為瑞士立達 r i e t e r 公司的k 4 4 型紡紗系統(tǒng) 皮輥集聚型的代表是山西 鴻基槽聚型緊密紡紗裝置 膠圈集聚型的代表是德國青澤 z i n s e r 公司的a i r c o m t e x 紡紗系統(tǒng) 吸風組件阻捻的網(wǎng)格圈集聚型的有日本豐旺i t o y o t a 公司r x 2 4 0 n e w 2 e s t 紡紗系統(tǒng) 意大利馬佐里 m a r z o l i 公司的o l f i l 紡紗系統(tǒng) 而吸風組件阻捻的網(wǎng)格圈集 聚型的代表則是德國緒森 s u e s s e n 公司的e l i t e 紡紗系統(tǒng) 非氣流集聚型緊密紡紗裝置是利用固體集棉器將纖維收縮 聚攏 使須條邊緣的纖 維快速有效的向須條中心集聚 最大限度地減少紡紗三角區(qū) 從而大幅度減少毛羽 非 氣流集聚型不需要外加風機抽真空 改造方便 可省去氣流能耗成本 非氣流集聚型的 代表是瑞士r o t o r c r a f t 公司的r o c o s 緊密紡紗裝置 1 2 3 緊密紡技術的發(fā)展 1 國外緊密紡技術發(fā)展 上世紀8 0 年代末 e f e h r e r 博士提出了消除紡三角的集聚紡紗工藝 自此一些國外 紡機制造廠商研究機構相繼研發(fā)出了各種形式的緊密紡紗機或置 1 2 1 在1 9 9 9 年巴黎 i t m a 展會上 r i e t e r 公司展出應用f e h r e r 的塵籠原理開發(fā)的c o m f o r s p i n 卡摩紡 緊密 紡系統(tǒng) s u e s s e n 和z 硫盯則應用d e n k e n d o r f 織技術研究院的a r t z t 原理開發(fā)了 e l i t e s p i n n i n g 和m p a c t 緊密紡系統(tǒng)并隨即推入市場 由于消除紡紗三角區(qū) 紗線纖維 排列結構發(fā)生了改變 這些緊密紡紗機紡制的緊密紗紗體光潔 強度 均勻度及紗疵 毛羽尤其長毛羽減少 紗線質量明顯提高 接著國外許多紡機企業(yè)著手研究環(huán)錠細紗機 上的纖維集聚技術 如德國s u e s s e ne l i t e 紡紗系統(tǒng) 德國z i n s c r a i r c o m t e x 紡紗系統(tǒng) 瑞士r i e t e rc o m f o r s p i nk 4 4 紡紗系統(tǒng) 日本t o y o t ar x 2 4 0 n e w e s t 紡紗系統(tǒng) 瑞士 r o t o r c r a f tr o c o s 型機械式緊密紡紗系統(tǒng) 2 0 0 4 年l o 月第九界中國國際紡織機械展覽會 c i t m e 2 0 0 4 上 有1 0 個廠家展出了緊密紡紗機 這預示這緊密紡技術即將在世界 范圍內進入應用普及階段 d 6 2 國內緊密紡技術現(xiàn)狀 鑒于緊密紡技術的先進性和緊密紗的優(yōu)異性能 我國很多棉紡企業(yè)不惜重金引進國 外的緊密紡細紗機或是對現(xiàn)有的普通環(huán)錠紡細紗機進行緊密紡技術改造 其產(chǎn)品已顯示 出獨特的性能和價格優(yōu)勢 針對緊密紡紗線良好的市場前景 國內的紡機企業(yè)拓展多種 途徑研制開發(fā)這一技術 有關大專院校 科研院所 棉紡生產(chǎn)企業(yè)也對此產(chǎn)生了極大的 興趣 一些相關單位的合作研制工作已取得很大進展 如上海二紡機 浙江日發(fā) 上海 江南大學碩士學位論文 紡機研究所 河北天圣 德昌 經(jīng)緯紡機等 特別是浙江日發(fā)r f c s 5 1 0 緊密紡紗機 德 昌雅麗紡系列得到同行的認可 德昌緊密紡紗機于2 0 0 7 年成為擁有自主知識產(chǎn)權的緊密 紡裝置大批量出口到國外的國內首家公司 目前我國研制生產(chǎn)緊密紡的廠商已有不少 我國緊密紡設備成本要比進口設備便宜 很多 但諸多紡織企業(yè)對國內的緊密紡技術仍有疑慮 我國緊密紡技術的研發(fā)工作還任 l 一 亙垣延o 1 2 4 緊密紡的優(yōu)點 1 對于紗線生產(chǎn) 1 1 1 7 1 9 由于紡紗三角區(qū)的最小化 牽伸后的須條結構呈理想化的分布 使得緊密紗的毛羽 和強度顯著改善 緊密紗毛羽很少 尤其3 m m 及以上的毛羽更少 與同號數(shù)普通環(huán)錠紗相比 一般管 紗3 m m 以上毛羽可減少8 0 緊密紡技術具有極好的包纏纖維的作用 紡紗加捻區(qū)不再有自由纖維的損耗 既改 善了紗線不勻率 也減少了飛花的產(chǎn)生 提高纖維利用率 由此可以降低精梳落棉率 5 8 某些低支精梳紗產(chǎn)品可用普梳緊密紗代替 從而節(jié)約了成本 紗線結構改善 單紗強度和伸長率明顯提高 在同錠速 同捻度情況下 斷頭率可 下降3 0 生產(chǎn)效率得到提高 因強力提高 可適當減少紗線捻度 提高紗線產(chǎn)量 或 者用單紗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙股線 在保持比普通環(huán)錠紗品質略優(yōu)的情況下 可適當降低配棉的等級 長度 以降低原 料成本 如降低0 5 個配棉等級或l m m 的配棉長度 根據(jù)支數(shù)的不同 緊密紗的售價一般比普通環(huán)錠紗每千克可高1 3 5 美元 有價格 優(yōu)勢 2 對于下道工序應用 在實際的生產(chǎn)過程中 下游工序的一些工藝在很大程度上是針對紗線毛羽多和強度 不足而設置的 如上漿 上蠟 捻股線及燒毛等 緊密紡技術對紗線強度 毛羽的改善 可以相當程度地提高下游工序的生產(chǎn)效率 降低下游工序的原料成本 絡筒 在同樣的絡筒條件下 緊密紡筒子紗毛羽值明顯比普通環(huán)錠紗低很多 長毛 羽尤為明顯 由于緊密紗具有更好的抗滑移性 意味著可采用更高的絡筒速度 織前準備 有資料顯示 采用緊密紗 整經(jīng)斷頭可降低3 0 提高了整經(jīng)機效率及 產(chǎn)量減少了人工接頭工作量 在保證與提高經(jīng)紗可織性的條件下 緊密紗要求的上漿 率僅為普通環(huán)錠紗的5 0 不僅節(jié)約了漿紗成本 退漿成本和對環(huán)境的污染也隨之降低 織造 由于緊密紗具有更好的可加工性 機織中經(jīng)緯紗的斷頭率可分別降低5 0 和 3 0 0 6 同時引緯率可提高3 0 針織時斷頭率低 停機少 織物疵點也少 可提高織機 效率 某些產(chǎn)品還可免去常規(guī)的上蠟工序 節(jié)省了成本 緊密紗更適于經(jīng)編 因為經(jīng)編 機上紗線將承受因大量的偏轉點而造成的高載荷及高摩擦 整理 由于緊密紗毛羽少 可以部分或全部省去燒毛工序 或者燒毛時采用更快的 進布速度 提高生產(chǎn)效率 緊密紗的纖維結構及較低的捻度有利于染料及整理劑的吸收 4 至二蘭笙絲 低毛羽使得印花圖案更加清晰 緊密紗的較高強力還可以彌補織物在免燙整理過程中產(chǎn) 生的強力損失 緊密紗織物的風格更具光澤 紋路清晰 尤其是色織物可以長期保持鮮艷色澤及外 觀 織物表面起毛起球少 緊密紗較低的捻度使織物的手感柔軟 服用性提高 適合織 造高檔面料 1 3 緊密紡紗線的結構和性能 緊密紡紗技術利用多種形式的集聚裝置 將纖維須條在前鉗口與增設的阻捻鉗口之 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 使紡紗三角最小化 這也使 得所有進入加捻三角區(qū)的纖維都盡可能集聚到紗體中 牽伸后的須條結構呈理想化的分 布 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)化了紗線結構 緊密紡紗線中的纖維排列整齊清晰 從一定意義上講 可能是紗 線中理想化的纖維排列方式 由于氣流的收縮和聚合作用 纖維的端頭均捻入紗線內 成紗結構最為緊密 紗線外觀光潔 毛羽少 紗線加捻螺旋結構清晰可見 纖維幾乎沒 有內外轉移 紗線截面上的分布比較均勻 這是緊密紡紗最顯著的特性 捌 這種紗線結 構的改善是通過紡紗加捻三角區(qū)的消除而獲得的 有資料表明 2 1 1 1 緊密紡紗技術生產(chǎn)的紗 纖維仍存在著內外轉移 其纖維內外轉移方式有集束區(qū) 的氣流動力轉移及加捻三角區(qū)的加捻轉移 緊密紡技術導致的纖維轉移較傳動環(huán)錠紡的 嚴重 其中以集束區(qū)的上下轉移為主導 2 緊密紡紗技術利用有效的氣流動力集束 使輸出集束鉗口的須條寬度較窄 消除 了邊緣纖維 故加捻后 成紗毛羽少 短 3 緊密紡紗技術仍存在加捻三角區(qū) 其加捻三角區(qū)寬度 長度較傳統(tǒng)環(huán)錠紡的小 并沒有消除 纖維從牽伸時的有序排列 通過加捻而發(fā)生內外轉移 促使纖維固著 是 形成結構緊密 牢固的保證 4 緊密紡紗技術牽伸與集束分步進行 使牽伸區(qū)中浮游纖維運動的變速點更集中 有利于成紗條干的提高 同時由于在加捻三角區(qū)中纖維轉移的幅度較小 而提高紗線承 載時纖維承載的同步性 從而提高了緊密紡紗的強力 降低了c v 值 東華大學楊興等人在對緊密紡技術的研究中表吲2 2 1 緊密紗集聚區(qū)具有一定的附加 捻度 因此 在其他工藝條件不變的情況下 緊密紗的最終捻度提高了 緊密紗的強力 提高了 在保證緊密紗與傳統(tǒng)環(huán)錠紗的強力相同的情況下 緊密紗中相應于傳統(tǒng)環(huán)錠紗 的捻度可以降低 這樣可以提高細紗機產(chǎn)量 增加經(jīng)濟效益 另外 關于緊密紗經(jīng)絡筒后毛羽變化情況 與紗的結構和纖維在紗中形態(tài)的關系 目前眾說紛紜 認識觀點相左 一種觀點 緊密紡管紗經(jīng)絡筒后毛羽增加的百分比要比 普通環(huán)錠紗經(jīng)絡筒后大得多 原因是緊密紡由于加捻三角區(qū)氣流的作用和加捻三角區(qū)變 窄 纖維中部分短纖維頭尾被聚集于棉紗中部 但由于氣流本身并不能將頭尾長短不一 的纖維全部加捻 夾雜于長纖維中的部分短纖維頭被聚集的力很弱 當經(jīng)過再摩擦和離 江南大學碩士學位論文 心力作用后 又呈自由狀態(tài)而浮游于紗的表面 另一觀點 緊密紗經(jīng)絡筒后毛羽增加率 比普通環(huán)錠紗經(jīng)絡簡后毛羽少 原因是毛羽大多被捻入紗體中 這都與如何揭示紗的結 構和纖維在紗體中的形態(tài)有關田j 1 4 課題研究的意義和目的 棉紡工業(yè)是我國紡織工業(yè)中規(guī)模最大的支柱產(chǎn)業(yè) 但產(chǎn)品檔次不高 附加值較低 因此加快緊密紡國產(chǎn)化改造和產(chǎn)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 它的推廣必為大大增強我國紗線在國際市場的競爭力 由于紡織業(yè)提供大量的紗 布產(chǎn)品給下游產(chǎn)業(yè)如針織 印染 色織 家用紡織服裝等作 為原料 對下游產(chǎn)業(yè)影響極大 因此高質量緊密紡將會對提高服裝面料檔次 擴大出口 頂替進口 提升我國紡織行業(yè)的整體質量水平具有重要意義 市場前景和推廣應用領域 極其廣闊 并將在國民經(jīng)濟中發(fā)展中起推動作用 為我國紡織業(yè)的發(fā)展帶來生機 隨著氣流積聚形式的逐步成熟與完善 它占有著廣大市場 吸風組件阻捻的網(wǎng)格圈 集聚是較好的氣流集聚紡紗系統(tǒng) 其集聚效果好 尤其適宜在國內較普及的f a 5 0 6 f a 5 0 7 型環(huán)錠細紗機上進行低成本改造 還可以根據(jù)生產(chǎn)要求實現(xiàn)環(huán)錠紡和集聚紡之間 的靈活轉變 適紡品種廣 網(wǎng)格圈作為氣流積聚緊密紡紗的不可或缺的元件 對紗線的 質量有著較大的影響 其壽命的長短也影響工廠的效益 因此生產(chǎn)出性能優(yōu)良 經(jīng)久耐 用的優(yōu)質網(wǎng)格圈 屆時 不僅能邁過國內緊密紡工業(yè)化生產(chǎn)的一道難坎 也將為網(wǎng)格圈 創(chuàng)造一個極為可觀的市場 針對國內外常見的幾種網(wǎng)格圈 通過試驗 找到最合理的工 藝配置 達到降低成本 提高紗線質量的目的 對保持和提升我國紡織業(yè)在國際紡織品 市場的重要地位也具有積極意義 6 第二章國產(chǎn)緊密紡產(chǎn)業(yè)化改造 第二章國產(chǎn)緊密紡產(chǎn)業(yè)化改造 環(huán)錠細紗機從誕生至今 作為紗線生產(chǎn)的主要紡紗設備 以成熟的工藝技術 穩(wěn)定 的紡紗質量 一直保持著紡紗生產(chǎn)中最核心 所占比例最大的地位 以轉杯紡和噴氣紡 為代表的新型紡紗方法提高了機器單產(chǎn)或縮短了工藝路線 但由于成紗結構 質量相對 于環(huán)錠紡還存在一定的缺陷 相當部分的高檔產(chǎn)品依然必須采用環(huán)錠細紗機加工生產(chǎn) 隨著最終產(chǎn)品和下游工序對紗線質量的要求越來越高 環(huán)錠紡紗機本身也進行了許多改 進 諸如紡紗幾何曲線的完善 牽伸系統(tǒng)及相關器材的更新 無機械波羅拉的推出以及 各種自動化裝置的配備 盡管這樣 環(huán)錠紡并不是完美無缺的 特別是紗線表面的毛羽 問題 對色織 針織織物及色織 針織機械的生產(chǎn)效率產(chǎn)生尤為重要的影響 1 1 j 國內紗線廠擁有數(shù)千萬錠環(huán)錠細紗機 其中已有部分引進了緊密紡紗的整機或改造 裝置 由于引進整機設備成本較高 眾多紗線生產(chǎn)企業(yè)很難承受 所以很多棉紡企業(yè)選 擇了緊密紡技術的改造 以適當?shù)母脑斐杀緦V泛應用的f a s 0 6 f a 5 0 7 等f a 系列細紗 機改造為緊密紡細紗機 成為緊密紡技術的發(fā)展和普及的方向 2 1 國內主要的緊密紡技術 緊密紡技術從一面世就受到了多方關注 這一技術是對傳統(tǒng)紡紗業(yè)的巨大貢獻 國 內外越來越多的企業(yè)和研究機構作出了積極的回應 并在緊密紡紗的各方面都取得了舉 世矚目的成績 而今 緊密紡的知名度大幅提升 具體的應用范圍逐步地擴大 從溢達 魯泰這些國內的大企業(yè)在2 0 0 0 年左右最初投產(chǎn)的幾萬錠 發(fā)展到目前一批企業(yè)不斷跟 進增加 達到幾十萬錠的能力 甚至喊出幾百萬錠的目標 國內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在中國的發(fā)展?jié)u漸進入狀態(tài) 2 4 2 1 1 德昌紡機 寧波德昌精密紡織機械有限公司是目前國內生產(chǎn)和銷售緊密紡裝置最多的 德昌的 產(chǎn)品主要有三大系列 雅麗紡系列 亮麗紡系列 潔麗紡系列 其中潔麗紡適合在原細紗機基礎上 保留原有的牽伸系統(tǒng) 增加必要的緊密紡所特有專 件 使其成為緊密紡細紗機 針對各類優(yōu)質細紗機 f a 5 0 6 f a l 5 1 8 d t m l 2 9 e j m l 6 8 e j m l 2 8 等主流機型 雅麗紡對吊錠以下 車面以上的牽伸系統(tǒng)進行全部更改 加上必 要的緊密紡專件 成為標準緊密紡牽伸系統(tǒng) 適合新機和舊機改造 2 1 2 經(jīng)緯紡機 經(jīng)緯紡機股份有限公司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)錠細紗機的基礎上 采用了緒森緊密紡技 術而開發(fā)研制的緊密紡紗機 緊密紡裝置結構與緒森公司相同 2 1 3 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 采用最新的機電一體化控 7 江南大學碩士學位論文 制技術 采用異形吸風管與多孔帶 平穩(wěn)光滑地聚集毛羽 多孔帶由前羅拉經(jīng)過橋齒輪 積極傳動 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 與鋼領板升降傳動采用伺服控制 應用瑞士b r a c k e r 高速鋼領 鋼絲圈 西格林錠帶 2 1 4k 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 專門設計的適應改 造的緊密紡裝置 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 商提供的皮輥座組件 負壓吸風系統(tǒng)和相應的控制箱即刻成為新型的緊密紡紗機 2 1 5 凱靈紡機 凱靈紡機開發(fā)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 型集聚紡環(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 該機配備了進口牽伸部件和主機變頻調速系統(tǒng) 自動巡回吹吸風系統(tǒng) 固定式錠子 安裝工藝 集聚管 網(wǎng)格圈 采用集中式風壓系統(tǒng) 運轉平穩(wěn) 噪音低 電機壽命長 能耗少 風壓均勻穩(wěn)定 2 1 6 江陰華方 江陰市華方新技術科研有限公司研制的環(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 2 2 國產(chǎn)緊密紡產(chǎn)業(yè)化改造 2 2 1 緊密紡裝置研究 從各個生產(chǎn)緊密紡廠家來看 氣流集聚成為緊密紡發(fā)展的主流 主要是因為氣流集 聚成紗質量好 適合老機的改造 拆裝方便 氣流集聚緊密紡裝置主要是增加了吸風集 聚組件 阻捻傳動組件和負壓吸風組件 1 氣流集聚組件 氣流集聚組件包括異形吸管和網(wǎng)格圈 異形截面吸聚管表面在每個紡紗部位都開有 呈斜向吸氣槽 便于纖維的軸向旋轉并向紗軸靠攏 其結果使纖維尾端緊貼于紗條上 吸聚管表面的流線形設計使紗線在前羅拉表面的包圍弧完全消失 也就是須條離開牽伸 鉗口時受負壓的作用被吸附在網(wǎng)格多孔膠圈的狹槽部位并向前輸送到握持鉗口 再加上 握持膠輥加壓很小 使紡紗三角區(qū)基本消失 因此 毛羽減少 并提高了可紡性 2 阻捻傳動組件 緊密紡牽伸上羅拉裝置是整套緊密紡裝置中最精密的部件之一 尚有國產(chǎn)化的能 力 其他部件更加具備這種能力 因此 緊密紡裝置應走國產(chǎn)化的道路 大幅降低成本 加速普及緊密紡技術 推動我國紡織行業(yè)的進步 牽伸上羅拉裝置對于國內制造商已經(jīng) 8 要三蘭旦三莖至望蘭些些整墮 是一種成熟的技術 完全能達到國際水平 完全能滿足緊密紡的配套要求 因此 這部 分國產(chǎn)化是完全可行的 囤 囤2 1 羅拉盒部件的組成 f i g2 i c 鋤p o s i t l o n o f t h er o l l e r b o x e s 羅拉盒部件主要由前膠輥 阻捻膠輥 中間迭輪 傳動件 軸承以及羅拉盒外殼所 組成 如圖2 1 所示 纖維從前羅拉和前膠輥組成的鉗口輸出來 進入集聚區(qū) 而此時 異形管上氣流導向斜槽使須條產(chǎn)生一定的徑向旋轉 使須條更加趨于圓柱形 而且阻捻 膠輥的直徑比前膠輥的直徑稍大 這樣可使集聚區(qū)產(chǎn)生一定的牽伸倍數(shù) 纖維在集聚過 程中產(chǎn)生牽伸張力 使纖維伸直排列在一起而產(chǎn)生良好的集聚效應 隨著纖維脫離前膠 輥鉗口即被負壓吸附到網(wǎng)格圈上 沿著氣流導向槽輸送到由阻捻膠輥和異形管組成的阻 捻鉗口 完成整個的集聚過程 f 3 負壓吸風組件 目前國內對環(huán)錠細紗機的緊密紡改造中 主要采用兩種形式來獲得吸風負壓 分 段負壓管結構 由小型高速電機和風機提供負壓 以3 6 錠或2 4 錠為一組 風機在細紗機 車下即集聚管的通風口在下部 隊4 8 0 錠算 一臺車要1 4 臺風機 1 2 個3 6 錠和2 個2 4 錠 采用大風機 所謂大風機是指整臺緊密紡細紗機的負壓吸風系統(tǒng)采用一臺負壓風機 作為集聚風壓的能源 大風機明顯的標志是在紗架的中央捧列有一條風管 在加高的車 尾箱上部增加了一個風箱 疊加在原機的吸棉風箱上面 而集聚管的通風接口通常由下 部改到了上部 以便與上風管相配合 這種方式的優(yōu)點是m 機轉速降低 排出飛花大大 減少 全機負壓差異更小 改造機器的工作量減小 f 4 緊密紡搖架 搖架作為牽伸部件主要的部件 它的平行度和壓力穩(wěn)定性是搖架的最關鍵指標 緊 密紡裝置的搖架對這兩個指標要求更高 緊密紡裝置設置了集聚皮輥 集聚皮輥的壓力 源來自于搖架 高品質的搖架是保證緊密紡紗線品質優(yōu) 錠差小的關鍵因素之 目前 緊密紡裝置采用的搖架分為 緊密紡專用搖架和環(huán)錠紗改造搖架二種 后者對細紗機改 造比較有利 但它改造后對原前 中 后膠輥壓力的影響以及搖架間差異的擴大也是不 言而喻的 不能充分滿足紡紗的需要 而前者增加了改造的費用 但由于其精心的設計 和精心的制作 對紡紗質量有了根本的保證 綜合性能比較高 5 各部件的支撐方式 江南大學碩士學位論文 在傳統(tǒng)環(huán)錠細紗機的緊密紡改造中 需要在原來的牽伸裝置前加裝異形吸管 異形 吸管需要定位 吸棉笛管位置也要改變 如何將其固定 各個廠家都選用不同的方式 異形吸管的安裝 主要有兩種方式 其一更換羅拉座 其二 在細紗機原有羅拉座基礎 上加裝支撐座 更換羅拉座固定異形吸管穩(wěn)定性好 但增加了改造成本 而加裝支撐座 的方法成本較低 但穩(wěn)定性相對較差 另外 增加了氣流集聚裝置后 原來的吸棉管就 不能適應改造的要求 要更換新的吸棉管 這就需要重新設計吸棉管 也要更換支撐方 式 2 2 2 國產(chǎn)細紗機改造的關鍵技術 1 緊密紡改造的牽伸元件與國產(chǎn)細紗機的銜接和匹配網(wǎng) 2 國產(chǎn)細紗機加裝負壓吸風裝置及合理布局 3 傳動部件改造 使集聚紗的傳動平衡 4 電氣元件的匹配 使其滿足生產(chǎn)控制和調整要求 2 2 3 緊密紡改造的功能結構考慮 緊密紡的技術原理實質上是對前羅拉鉗口輸出的纖維進行集聚 在凝聚效能 品質 影響 運行穩(wěn)定性 維護特性和對原機牽伸的影響等方面各有不同 應該進行全面的了 解 在設計改裝集聚裝置的結構形式時 必須考慮到其對原有牽伸系統(tǒng)的影響 前羅拉 驅動集聚部分的傳動負荷對原機前羅拉扭矩增量和運行穩(wěn)定性的影響 輸出皮輥的加壓 對牽伸部分加壓的影響 前上皮輥傳動輸出皮輥及網(wǎng)格圈所需摩擦驅動力對前上皮輥運 行穩(wěn)定性的影響等 在國外廠商中已獲成功的整機或成套牽伸部件的改造也不全適用于 國產(chǎn)細紗機的改裝 不適當?shù)母脑煸O計有可能造成運行穩(wěn)定性差和紗線品質下降 另一 個關鍵問題是如何控制纖維的集聚過程 集聚方式 凝聚時間 凝聚長度和傾斜角度及 進入加捻握持點的距離 纖維集聚時是否同時受到一定的張力 都會影響到緊密紗的產(chǎn) 品性能 另外 不同性狀的纖維須條所需的集聚程度是不同的 如何根據(jù)各種需要方便 地控制集聚程度是緊密紡獲得良好效果的關鍵 l o 第三章集聚槽工藝尺寸對緊密紗質量的影響 第三章集聚槽工藝尺寸對緊密紗質量的影響 3 1 異形吸管的結構 考慮到整體的設計和布局 異形吸管的類型比較多 但是不論異形吸管配置在什么 位置及采取何種形狀 都能起到負壓吸附作用 異形吸管位于上部的僅有青澤一種 它 在控制膠輥上膠圈的尖端位置 緒森 馬佐里都在前羅拉前 既是控制羅拉又是異形吸 管 豐田的在前羅拉和控制羅拉三角區(qū)位置 異形吸管形狀為圓形的有馬佐里 異形吸 管形狀為異形截面的有緒森 馬佐里及青澤三種 本文實驗所采用的異形吸管位于前羅 拉前 其斷面形狀如圖3 1 圖3 i 異形吸管截面 圖3 2 異形吸管正面 f i g 3 1s e c t i o no f c o n d e n s i n gp i p e f i g 3 2t h er i g h ts i d eo f c o n d e n s i n gp i p e 其一側圓弧狀 另一側扁平尖角狀 扁平尖角狀可以盡量伸出靠近前羅拉鉗口線 有利于吸風較早地對從前羅拉出來的纖維進行集聚 另一側圓弧狀盡量保持弧度平緩避 免集聚漩渦 使纖維集聚效果明顯 纖維從前羅拉鉗口輸出后 引出到上皮輥與異形吸 管形成控制區(qū) 每個錠位上都有一個條形斜槽 如圖3 2 所示 起始點離前羅拉鉗口與 異形吸