（纺织工程专业论文）集聚纺网格圈研究.pdf

附件一： 东华大学学位论文原创性声明 眦y 呲1 帆8 删1 眦m 4 眦6 枞4 邺4 噬 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的 指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名： 日期：厕年，月 ，岁日 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可 以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存和汇编本学位论文。 保密q ，在竺堂年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口。 学位论文作者签名： 循辟 e t 期：脚年，月，罗日 指导教师签名： 日期：矽占m 月，角 集聚纺网格圈研究 摘要 网格圈是目前国内外应用最为广泛的集聚纺纱装置中的重要元 件，它对成纱质量起着关键性的作用，但国内网格圈的质量与国外相 比仍有一定差距。所以本课题从集聚纺网格圈的制作工艺、应用性能 入手，对网格圈进行了全面系统的研究，并制作出能符合集聚纺工业 化生产要求的优质网格圈。此外，本课题对网格圈规格与集聚纱品质 之间的关系进行了探索，意在提高网格圈在集聚纺纱生产中的应用效 果。 本文的研究内容主要有以下几个方面： 1 搭建织造样机，自行制作不同规格的网格圈，并通过对织造 装置的改造提高网格圈的质量。 2 检测网格圈的物理性能，比如：织物密度、厚度、耐磨性， 透气性、拉伸性能、表面摩擦性能等，研究网格圈的物理性能所具 有的特点。 3 通过分析网格圈的工作环境和运动过程，研究网格圈的功能 失效现象，探讨其与网格圈物理性能之间的关系及对纱线质量的影 响。 4 采用正交试验和方差分析的方法优选网格圈的规格，为纺制 不同规格的集聚纱匹配出较为理想的网格圈规格。 5 选取细纱3 9 m m 毛羽数，细纱条干c v 值，细纱断裂强力 和断裂伸长率作为评价集聚纱质量的指标，探讨网格圈规格与集聚 纱品质之间的关系。 试验研究的结果表明： 1 通过在梭子内部的纬纱输送区内安装纬纱张力控制装置和引 纱缓冲装置等部件，可以有效地控制纬纱张力，使管状织物的表面平 整均匀，改善网格圈的外观质量和透气性能。定幅装置能从管状织物 内部给予它稳定、适当的横向支撑力，使管状织物的幅宽保持一致。 2 在经纬密度相同的情况下，斜纹网格圈的透气性能明显优于 平纹网格圈，而平纹网格圈的耐磨性能和拉伸性能则明显优于斜纹网 格圈。在织物组织相同的情况下，经密或纬密较低时，网格圈透气性 较好：适当增加经密或纬密，能够在一定程度上提高网格圈的拉伸性 能，降低网格圈的表面摩擦系数和表面粗糙度；经密、纬密都较高且 相近时，网格圈的耐磨性能较优。 3 网格圈功能失效形式主要有打滑、网孔堵塞、磨损、断裂变 形等。在保证正常牵伸的情况下，减小摇架加压，增加网格圈外表面 与集聚上胶辊间的摩擦系数和降低网格圈内表面与异形管间的摩擦 系数可以减少网格圈的打滑和磨损。在保证一定透气性的前提下提高 网格圈的经纬密度，可以改善网格圈的变形和网孔堵塞现象。 选择具有较好断裂强力、弹性恢复率、耐磨性和较高初始模量的 长丝原料也将有效地改善各种网格圈功能失效现象。 4 根据正交试验和方差分析的结果对网格圈的织物组织、经密、 纬密三个规格进行优选，得出纺制2 9 5 t e x 纯棉集聚纱最宜选用的网 格圈规格为：2 l 斜纹、经密5 3 根c m 、纬密51 艮c m ；纺制1 4 8 t e x 纯棉集聚纱最宜选用的网格圈规格为：2 l 斜纹、经密5 3 根c m 、纬密 5 6 根c m ；纺制9 8 4 t e x 纯棉集聚纱最宜选用的网格圈规格为：2 l 斜 纹、经密5 7 根c m 、纬密5 6 根c m 。 5 本文提出采用人工神经网络这一数学模型来为不同规格的集 聚纱匹配出最为适宜的网格圈规格。经过验证，人工神经网络具有一 定的可靠性，能够较为快速地预测不同规格网格圈纺制出的不同规格 纱线所具有的纱线质量，为实际纺纱生产中网格圈规格的选择提供了 依据。 关键词：集聚纺纱，网格圈，物理性能，纱线质量，优化设计 t h es t u d y0 nl a t t i c ea p r o no f c o m p a c ts p i n n i n gs y s t e m a bs t r a c t l a t t i c ea p r o n ，a ni m p o r t a n td e s i g no fc o m p a c ts p i n n i n gs y s t e m ，i s w i d e l yu s e di nt h ew o r l d i th a sag r e a te f f e c to nt h eq u a l i t yo fc o m p a c t y a m ，b u tt h ef o r e i g nl a t t i c ea p r o n sa r es u p e r i o rt ot h ed o m e s t i c o n e s b a s e do nt h es y s t e m i cr e s e a r c ho nt h em a n u f a c t u r et e c h n o l o g ya n dt h e s e r v i c ep e r f o r m a n c eo fl a t t i c ea p r o n s ，g o o dp r o d u c t st h a tm e e tt h e r e q u i r e m e n t s o fi n d u s t r i a l c o m p a c ts p i n n i n g h a v e b e e nm a d e f u r t h e r m o r e ，i no r d e rt oi m p r o v et h ea p p l i c a t i o ne f f e c to fl a t t i c ea p r o ni n t h ea c t u a ls p i r m i n g ，ap r i m a r ys t u d yi sm a d et of i n dt h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h es p e c i f i c a t i o no fl a t t i c ea p r o na n dt h eq u a l i t yo fc o m p a c ty a r n t h ec h i e fc o n t e n t so ft h e s i sa r ea sf o l l o w s ： m a k eap a t t e ml o o mt ow e a v ed i f f e r e n tl a t t i c ea p r o n sa n d i m p r o v et h eq u a l i t yo f l a t t i c ea p r o nb yc h a n g i n gt h ed e s i g n s i nt h ep a t t e r nl o o m 2 t e s ta n dr e s e a r c ht h ep h y s i c a lp r o p e r t i e so fl a t t i c ea p r o n ， f a b r i cc o u n t ，t h i c k n e s s ，a i rp e r m e a b i l i t y , a b r a s i v er e s i s t a n c e ， s t r e t c h a b i l i t y , s u r f a c ef r i c t i o n a lp r o p e r t i e s ，f o re x a m p l e i v m a k ea s t u d yo nt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ed i s a b l e d p h e n o m e n aa n dt h ep h y s i c a lp r o p e r t i e so fl a t t i c ea p r o nb y a n a l y z i n gt h ew o r k i n gc o n d i t i o n sa n dt h em o t i o n so fl a t t i c e a p r o n a n dd i s c u s st h ei n f l u e n c eo fd i s a b l e dp h e n o m e n a o n t h eq u a l i t yo f c o m p a c ty a m 4 o p t i m i z et h es p e c i f i c a t i o ni n d e xo fl a t t i c ea p r o nb ym e a n s o ft h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t sa n dv a r i a n c ea n a l y s i s ，a n d c h o o s et h es u i t a b l e s p e c i f i c a t i o n o fl a t t i c e a p r o n f o r d i f f e r e n tc o m p a c ty a r n t e s tt h en u m b e ro f3 - 9 m mh a i r i n e s s ，e v e n n e s sc v ， t e n s i l es t r e n g t ha n de l o n g a t i o no fc o m p a c ty a r nt of i n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es p e c i f i c a t i o no fl a t t i c ea p r o na n d t h eq u a l i t yo fc o m p a c t y a r n t h er e s u l t so fr e s e a r c ha r ea sf o l l o w s ： 1 t h ew e f tt e n s i o nc o n t r o l l e ra n dt h ey a r nd e l i v e r yb u f f e ra d d e di n t h es h u t t l ec a ne f f i c i e n t l yc o n t r o lt h et e n s i o no fw e f ta n dm a k e t h em b u l a rf a b r i ce v e n ，t h e ni m p r o v et h ea p p e a r a n c ea n dt 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 n t h ew i d t h - c o n t r o l l e dd e s i g nc a n g i v ei tas u i t a b l et r a n s v e r s ef o r c ei n s i d et h et u b u l a rf a b r i c ，w h i c h m a k et h ew i d t ho ft u b u l a rn b r i cs t a b l e 2 w h e nt h el a t t i c e a p r o n s a r ei d e n t i c a li nf a b r i cc o u n t ，t h ea i r p e r m e a b i l i t yo ft w i l li ss u p e r i o rt ot h a to fp l a i n ，b u tt h ea b r a s i v e v r e s i s t a n c ea n ds t r e t c h a b i l i t yo fp l a i ni ss u p e r i o rt ot h a to ft w i l l w h e nt h el a t t i c ea p r o n sa r ei d e n t i c a li nf a b r i cs t r u c t u r e ，t h el o w e r w a r po rw e f td e n s i t yt h e yh a v e ，t h eb e t t e ra i rp e r m e a b i l i t yt h e y h a v e t h es t r e t c h a b i l i t ya n dt h es u r f a c ef r i c t i o n a lp r o p e r t i e so f l a t t i c ea p r o nc a nb ei m p r o v e dt oac e r t a i ne x t e n tb yi n c r e a s i n gt h e w a r pa n dw e f td e n s i t yp r o p e r l y w h e nt h ew a r pa n dw e f td e n s i t y i s h i g ha n ds i m i l a r , t h ea b r a s i v er e s i s t a n c eo fl a t t i c ea p r o ni s b e t t e r 3 t h ed i s a b l e dp h e n o m e n ao fl a t t i c ea p r o ni n c l u d es k i d ，m e s hj a m ， a b r a s i o n ，b r e a ka n dd i s t o r t i o n ，e t c t h es k i da n da b r a s i o nc a nb e i m p r o v e db yr e d u c i n gt h ep r e s s u r eo ft h ec r a d l eu n d e rn o r m a l d r a f t i n g ，i n c r e a s i n gt h ef r i c t i o nb e t w e e nt h eo u t s i d es u r f a c eo f l a t t i c ea p r o na n dt h er o l l e ro rr e d u c i n gt h ef r i c t i o nb e t w e e nt h e i n s i d es u r f a c eo fl a t t i c ea p r o na n dt h es u c t i o nt u b e t h em e s hja m a n dd i s t o r t i o nc a nb ei m p r o v e db yi n c r e a s i n gt h ew a r pa n dw e f t d e n s i t yo fl a t t i c ea p r o nu n d e rc e r t a i np e r m e a t i n gq u a n t i t yo fa i r f u r t h e r m o r e ，a l lk i n d so fd i s a b l e dp h e n o m e n ao fl a t t i c ea p r o n c a nb ei m p r o v e db yu s i n gf i l a m e n t sw i t hg o o dt e n s i l es t r e n g t h ， e l a s t i cr e c o v e r y , a b r a s i v er e s i s t a n c ea n dh i g hi n i t i a lm o d u l u s 4 t h es p e c i f i c a t i o no fl a t t i c ea p r o n ，f a b r i cs t r u c t u r e ，w a r pd e n s i t y , w e f t d e n s i t y , a r eo p t i m i z e db y m e a n so ft h e o r t h o g o n a l e x p e r i m e n t sa n dv a r i a n c ea n a l y s i s t h eo p t i m u ms p e c i f i c a t i o no f v i l a t t i c ea p r o nf o r2 9 5 t e xc o m p a c ty a mi s2 l t w i l l ，w a r pd e n s i t y 53 c m ，w e f td e n s i t y51 c m t h eo p t i m u ms p e c i f i c a t i o no fl a t t i c e a p r o nf o r1 4 8 t e xc o m p a c ty a mi s2 lt w i l l ，w a r pd e n s i t y5 3 c m ， w e f td e n s i t y56 c m t h eo p t i m u ms p e c i f i c a t i o no fl a t t i c ea p r o n f o r9 8 4 t e xc o m p a c ty a r ni s2 l t w i l l ，w a r pd e n s i t y5 7 c m ，w e f t d e n s i t y56 c m 5 a r t i f i c i a ln e r v en e t w o r k ，am a t h e m a t i c a lm o d e l ，i sp o i n t e do u tt o c h o o s et h eo p t i m u ms p e c if i c a t i o no fl a t t i c ea p r o nf o rd if f e r e n t c o m p a c ty a r n i th a sb e e np r o v e dt h a ta r t i f i c i a ln e r v en e t w o r k c a n f o r e c a s tt h eq u a l i t yo fd i f f e r e n tc o m p a c ty a ma c c o r d i n gt ot h e s p e c i f i c a t i o no fl a t t i c ea p r o nr a p i d l ya n dr e l i a b l y , w h i c hs u p p o r t t h eb a s i sf o rc h o o s i n gt h es p e c i f i c a t i o no fl a t t i c ea p r o ni nt h e a c t u a ls p i n n i n g f ut i n g ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db yd rw a n gj u n 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 ，p h y s i c a lp r o p e r t i e s ， q u a l i t yo fc o m p a c ty a m ，o p t i m i z a t i o nd e s i g n v i i 目录 第一章绪论 1 1 集聚纺纱1 1 2 国内外集聚纺纱的研究和应用。3 1 - 3 集聚纺网格圈的应用前景。8 1 4 集聚纺网格圈的发展现状。1 0 1 5 课题的研究背景及意义1 l 1 6 课题的研究内容和方法。12 第二章网格圈的制作 2 1 原料制备”。14 2 2 韦0 作1 6 2 3 本章小结”。”。2 2 第三章网格圈的物理性能 3 1 基本物理性能。2 3 3 2 透气性2 4 3 3 耐磨i l 生。2 8 3 4 拉伸性能”3l 3 5 表面摩擦性能3 3 3 6 本章小结。3 7 第四章网格圈功能失效分析 4 1 打滑：38 4 2 网子l 堵塞3 9 4 ：3 磨损4 2 4 4 断裂4 ：； 4 5 本章小结。4 4 第五章网格圈规格与集聚纱品质的关系 5 1 ；三验方案4 5 5 2 网格圈纺纱试验”。4 6 5 3 综合弓号 于i 5 4 5 4 本章小结”。5 5 第六章网格圈试验的数据分析和试验验证 6 1 试验数据分析”5 6 6 2 人工神经网络预测模型及试验验证”6 2 6 3 本章小结”6 4 第七章结论与展望 7 1 结论6 5 7 2 月民! 望6 7 参考文献6 8 附录1 硕士学习期间的论文发表情况7 0 集聚纺网格圈研究 第一章绪论 1 1 集聚纺纱 1 1 1 集聚纺纱产生背景 第一章绪论 长期以来，加捻三角区对环锭纱的性能一直存在着负面影响。环锭纱的纱 线结构及质量主要取决于牵伸和加捻卷绕两个系统。在主牵伸区，须条被牵伸 至所要求的支数，须条内部的联系力已大为降低，各根纤维抵达前钳口时已成 自由状态。这些纤维离开前钳口后，即被加捻成纱。纱线成形的区域即为加捻 三角斟h 】。如图1 1 ( a ) 所示，喂入的纤维经过牵伸系统到达输出握持线以前， 其分布宽度为b 。在纱线的支数和伸长不变时，加捻三角区的宽度b 主要取决 于纺纱张力p 。试验表明b 与p 成反比关系，p 越大，b 就越小。a = b b ，a 0 。 由于a 0 ，因此加捻三角区不可能聚拢喂给的所有纤维【4 5 1 。许多边缘纤维或者 丢失掉，或者以某种方式附着在纱线上不完全受到控制，或者捻合到纱线中。 加捻时纤维受到纵向的张力，加捻三角区外侧的纤维所受张力最大，中央的纤 维所受张力最小，成纱受拉伸负荷时预加张力最大的单纤维将首先断裂。纱线 断裂的不同时性导致纱线的总强力低于截面内单根纤维强力的总和。环锭纱性 能的好坏不能忽略这些边缘纤维，边缘纤维对纱线强力贡献的大小将直接影响 纱线的品质。所以，针对传统环锭纱的缺陷，e r n s tf e h r e r 博士于1 9 8 8 年2 月 提出了集聚纺纱概念，其目的在于缩小加捻三角区，使纤维处于集聚状态，减 少不受控制的边缘纤纠6 7 1 。 通常，使纱线中的纤维处于集聚状态下的情况有这样几种【8 棚】： ( 1 ) 喂入细纱机的粗纱捻度能将纤维从侧向握持在一起，具有集聚效应。有利 于纱线的形成。但是在主牵伸区粗纱捻度已解开，故其集聚作用仍不足以使所 有纤维都完全可靠地被加捻三角区抓住。 ( 2 ) 皮圈与前罗拉之间加装集合器，将须条从侧面加以压缩，可以得到集聚效 果，但集合器必须安装在主牵伸区内，而纤维与集合器之间的摩擦力又会干扰 牵伸过程。宽度大的集合器集聚作用不足；宽度小的集合器又明显地干扰牵伸 集聚纺| 】6 j 格嘲 i j f 究 第一章绪论 过程，降低纱线条干的质量。 ( 3 ) 加装气流抽吸装置，使用柔和的空气动力，在牵伸过程之后、纱线加捻之 前对能自由运动的纤维进行集聚，气流集聚对纤维须条的集聚效果相当明显。 如图1 1 ( b ) 所示，经过集聚后的须条到达加捻三角区时已变得非常狭窄，加捻 三角区几乎消失。 p ( a ) 传统环锭纺纱( b ) 集聚纺纱 图1 1 传统环锭纺纱与集聚纺纱纱线形成的对比 实际上，这种理想的集聚纱建立了一种新的标准：在纱线中，几乎所有纤 维之间相互平行排列而且均匀地集聚在一起，每根纤维都对纱线的性能作出自 己的贡献。 1 1 2 集聚纺纱的原理和分类 集聚纺纱是建立在传统环锭纺基础上发展起来的纺纱技术，其原理是在传 统环锭细纱机的牵伸区与加捻区之间增加一个集聚区，利用集聚元件所产生的 气流、机械等作用对须条边缘的纤维产生集聚效应，使其有效地向须条中心聚 集，从而大幅度地缩短须条的宽度，减小加捻三角区。这种纺纱技术能显著改 善纱线结构，提高成纱品质，尤其体现在毛羽、强力、弹性等方面。当今的集 聚纺纱形式主要分为两大类，即气流集聚和机械集聚【1 0 州】，具体见表1 1 。 表1 1集聚纺纱形式分类 集聚形式集聚原理集聚元件形式应用特点 利用抽吸气流所产生的负压，透抽吸式空心滚筒集聚效果明显，但能耗高。 气流集聚过集聚元件作用于须条，集拢边抽吸式带孔皮圈机器负荷大，投资和运行 缘纤维，缩短加捻三角区宽度。 网格圈+ 异形吸管 成本高。 利川须条通过集聚元件时，集聚集聚效果一般且集聚元 元什对边缘纤维所产生的约束 “v ”型槽罗拉 机械集聚 件直接作用于须条，损伤 力( 如摩擦力、磁力等) 。实现 纤维，影响纱线条干。节 集聚效果。 陶瓷磁力集聚器 能、投资和运行成本低。 目f ； ，气流集聚是解决须条集聚问题较理想的方法，也是一种较为常见和 烹；：墨 集聚纺网格圈研究 第一帝绪论 技术较为成熟的集聚纺纱形式。从市场角度来看，采用网格圈作为集聚元件的 气流集聚纺纱装置应用得最为广泛，具有较好的市场前景。 1 1 3 集聚纱的优点 转杯纱喷气纱环锭纱集聚纱 图1 2 转杯纱、喷气纱、传统环锭纱及集聚纱的结构对比 从图1 2 可以看出传统环锭纱结构优于转杯纱和喷气纱，而集聚纱又优于 传统环锭纱。纱线的基本毛羽长度一般为l 2 m m ，它影响织物的风格及手感； 有害的毛羽长度为3 m m 以上，它不利于后道工序的加工。集聚纱毛羽少、纤维 明显平行、伸直排列，加螺旋形轻捻时其截面呈圆形。良好的纤维集聚和均匀 的纤维排列使纤维得到充分的利用【1 2 “6 1 。与其它纺纱系统所；b n - t - 的纱线相比， 集聚纱线的强度和伸长提高1 5 左右1 2 j 。 在传统的环锭纺纱中，加捻三角区内须条的强力比有捻纱段低4 0 【3 l ，大 多数断头发生在加捻三角区，即在强度最薄弱的区域。而集聚纺纱由于缩短了 加捻三角区，因此和传统的环锭纱相比，集聚纱的断头率可降低5 0 t 1 7 19 1 。 1 2 国内外集聚纺纱的研究和应用 1 2 1 国外集聚纺纱的研究和应用 自巴黎i t m a1 9 9 9 展上，集聚纺纱细纱机首次亮相以来，国外多家纺机企 业积极地进行环锭细纱机上纤维集聚技术的研发，激烈的竞争使得集聚纺纱技 术在短短几年间取得了长足的进步。如德国z i n s e r 、s u e s s e n 公司，瑞士 r i e t e r 公司，同本t o y o t a 公司，意大利m a r z o l i 公司等，它们相继推出 了自己的集聚纺细纱机，有的提供整机技术，有的则提供普通环锭纺细纱机改 造服务【2 0 2 2 1 。 1 德国z i n s e r7 0 0a i r c o m t e x 系统 集聚纺网格圈研究第一章绪论 z i n s e r7 0 0a i r c o m t e x 系统的集聚区由一对输出罗拉、表面穿有小孔 的皮圈以及用整体防静电塑料特制的皮圈架所组成。皮圈围绕输出上罗拉及皮 圈架回转。皮圈架向下的一面开有直槽，通过透明吸风管与负压系统连接，产 生空气负压( 真空度为2 0 0 2 2 0 m m 水柱高，即1 9 6 0 - 2 1 5 6 帕) 。对应皮圈架 直槽的皮圈在向下的一面托持着须条，外面的空气穿过纤维须丛及皮圈的孔眼 被吸入吸气管内，从而使纤维紧紧地贴附在皮圈上被集聚起来。这样经前罗拉 钳口线输出的须条，受负压气流的影响而紧密集束，从而缩短了纺纱加捻三角 区，并l l l 页, n 地加捻成为强力高、毛羽少的纱。 该系统的牵伸罗拉和集聚罗拉间，可以通过选用不同的中间传动齿轮调节 传动比，以适应不同纤维的需要。通过负压传感器可单独控制负压的大小以获 得不同的集聚效果。位于皮圈中央的小孔单排间隔排列，有孔处的纤维受到负 压作用获得集聚，其它部位的纤维并不完全固定，这种方式可使长毛羽尽可能 去除，大多数短毛羽得以保留。为使牵伸区输出须条不脱离集聚区，该系统的 粗纱横动装置经过改进，采用4 m m 横动动程( 2 3 1 。 2 德国s u e s s e ne l i t es p i n n i n g 系统 s u e s s e ne l i t es p i n n i n g 系统是在原有环锭纺纱机牵伸装置的尺寸和 工艺部件保持不变的情况下，在前罗拉前方增加了一套集聚纺纱装置，即前罗 拉输出钳口处加装了一个表面呈帘状的网格圈、异形截面吸管和一个直径略大 于前上胶辊的集聚上胶辊( 或称阻捻辊) 【2 6 1 。集聚上胶辊由前上胶辊通过齿 轮传动，由于它的直径略大于前上胶辊，故两者之间存在着微小的纵向张力牵 伸，将弯曲的纤维拉直以保证须条最佳的集聚效果。对应每个纺纱位的吸管上 部开一狭小的斜槽，斜槽长度与须条和网格圈的接触长度相对应( 从自，j 罗拉钳 口处开始，到添加的网格圈与上胶辊的钳口线上) ，这样就使得从前罗拉钳口输 出的须条呈压缩条状，沿着网格圈表面的斜形路线，到达纤维集聚区的钳口线， 从而缩短了纺纱加捻三角区。添加的网格圈是套在一根管状的异形截面吸管上， 受输出加压皮辊的摩擦传动。输出加压皮辊与网格圈之间的摩擦系数比网格圈 与异形吸管之间的摩擦系数高约1 0 倍以上，以保证所有网格圈以同样的速度运 行。异形吸管表面具有光滑且极耐磨的涂层。异形吸管内部处于负压状态，当 须条离丌日，j 罗拉钳口时，受空气负压作用被吸附在相应于斜槽部位的网格圈上 4 集聚纺网格圈研究 第一章绪论 并向前移动至输出加压皮辊钳口线。对于不同原料和不同粗细的纱线可用不同 斜槽长度和倾斜角度的吸管( 通常配有6 个不同倾角的吸管) ，以达到最佳的运 行条件【2 7 3 0 1 。网格圈采用极为耐磨的材料制成，其微孔有不同的规格，适用粗 细不同的纱支【3 1 1 。 该系统现时主要为工厂改造机器，即在原有细纱机的基础上加以改造而成， 目前在国内已有多家棉纺企业引进，并在国产f a 5 0 6 型、f a 5 0 7 型细纱机上成 功运用。 3 瑞士r i e t e rc o m f o r s p i n k 4 4 系统 r i e t e rc o m f o r s p i nk 4 4 纺纱系统的牵伸机构采用了较大直径( 约 5 0 m m ) 的多孔空心滚筒代替了前下罗拉( 称集聚罗拉) ，与吸风插件、气流导 向装置共同构成纤维集聚单元。积极传动的镂空的集聚罗拉不仅耐磨，而且可 以防止纤维的粘附，使从牵伸系统握持线出来的纤维被稳稳地吸附、集聚在滚 筒罗拉的表面并以滚筒罗拉圆周速度运动。第二个加压皮辊也压在滚筒罗拉上， 其钳口握持并输出被集聚的须条到纺纱段，加捻三角区缩短。一个特殊设计、 专利保护的气流导向装置保证了集聚的高效性【3 2 1 。集聚罗拉前面设有一央持罗 拉，可避免加捻时捻度传递到纤维集聚区。该系统正是通过集聚单元各部件之 间的相互优化配合，确保了所有纤维的彻底集聚。 4 日本t o y o t ai 2 4 0 n e w - e s t 系统 r x 2 4 0 n e w e s t 是在t o y o t a 公司的r x 2 4 0 n e w 细纱机上装配的集聚 纺纱系统，通过安装在细纱机牵伸输出区的集棉装置实现对纤维的集聚作用。 该集棉装置由负压吸引槽和网格圈组成，采用4 锭单元组合体，结构简单，无 需工具即可装配和分解。负压吸引管道4 8 锭为一根，配置在罗拉基座的上部， 实现了构造简洁化，配管路径最短化，最佳负压条件由变频器控制调整。网格 圈由下罗拉驱动，无相对打滑，也不受上罗拉直径的影响，运转准确，通过负 压气流的作用，能够平稳光滑地集聚纤维。该系统可方便地进行安装和拆卸， 以实现普通环锭纺细纱机和集聚纺细纱机的灵活切换，也可对原有的 r x 2 4 0 n e w 细纱机进行改造。 5 意大利m a r z o l io l f i l 系统 o l f i l 系统是一个专门用来集聚纤维的凝聚系统，它采用全新的一体化概 集聚纺嘲格研究 第一辛绪论 念，其元件和普通细纱机可以进行互换，即安装和卸下该系统就可以实现集聚 纺细纱机和普通环锭纺细纱机的方便切换。o l f i l 安装在标准的三上三下牵伸 系统的输出区，其上部分由两个压辊构成，通过齿形带传动，下部分每8 个锭 子用一根不锈钢管作为一组，每个锭子配有一个多孔织物圈，通过吸风系统的 作用，在多孔织物圈的表面对纤维产生集聚作用。凝聚系统的吸风由机动变频 驱动扇构成，每个风扇可服务4 8 个锭子，大面积的空气配置和补充为标准的吸 风平稳创造条件。专门设计的空气分配器用来阻止空气紊流，以免对纱线造成 破坏，同时也为集聚空气再循环提供可能。该系统的安装简便快捷，不到1 分 钟便可完成，操作维修也不复杂。 6 r o t o r c r a f t 公司的r o c o s 系统 r o t o r c r a f tc o m p a c ts p i n n i n g 简称r o c o s 系统是一种有别于气流 集聚纺纱系统的新型集聚纺纱装置。其集聚区主要由滚筒、前罗拉、传输罗拉 和配有永磁体的陶瓷集聚器构成。底部罗拉刻有非常精密的槽，且它的直径与 集聚器的半径有关。磁力集聚器正对着滚筒安装，其上压着无需清理的永磁体， 集聚器和底部罗拉一起形成一个完整的集聚腔。前罗拉的表面与纤维束同步地 运动并安全稳定地将它们传输过集聚器。r o c o s 系统只采用磁力机械原理来完 成集聚过程，克服了原有气流集聚纺的一些缺点，没有气泵、输气管等昂贵、 复杂和需要精心维护的气流装置，减少了能耗，安装调控简便快捷【3 3 1 。 1 2 2 国内集聚纺纱的研究和应用 国内已有多家棉纺企业引进了国外的集聚纺纱技术，其产品已显示出独特 的性能和价格优势。针对集聚纺纱线良好的市场前景，国内的纺机企业正拓展 多种途径研制开发这一新技术，有关大专院校、科研院所、棉纺生产企业也对 此产生了极大的兴趣，一些相关单位的合作研制开发工作已取得很大进展。 程隆棣，周志华【3 4 】对不同纺纱原理进行了对比分析和探讨，并通过实验数 据证明了集聚纺纱提高纱线产品的综合质量的主要原因在于：纱线上的纤维， 特别是外围纤维，通过集聚的手段紧贴在纱线主干上，使纱线毛羽量明显降低： 毛羽量的降低，又使得纱线上几乎所有纤维都对纱线强力作出贡献，故纱线强 力有较大的提高：由于加捻前须条里的纤维充分集聚，相互间平行度增加，有 效强力系数增加，使得强伸性能也有所提高。这些纱线性能的提高，将有利于 集聚纺嗍格嘲研究 第一章绪论 面料品种的开发和产品档次的提高。 吕立斌，杜梅【3 5 l 对瑞士立达公司新型c o m 4 和德国绪森公司e l i t e 两种 集聚纺纱系统进行了分析，阐述了该集聚技术克服环锭纱的弱点，达到大幅度 地减少毛羽、提高强力和弹性、减少断头的原因。而且从强力、弹性，捻度， 手感等方面对集聚纱的质量进行了分析，说明用集聚纱制成的织物强力高，穿 着舒适，便于后道工序加工，提高产品的附加值。并预言环锭新技术集聚纺纱 将是本世纪环锭纺纱的发展方向，建议结合国产纺纱机加速研制开发环锭集聚 纺新技术。 杨兴，汪军【36 】在理论上详细论述了集聚区须条的运动情况，提出集聚纱的 成纱捻度由环锭钢丝圈所加的捻度与附加捻度两部分组成；附加捻度产生于集 聚区须条的转动，其大小与异形吸管上斜槽的倾斜角度t 2 和集聚区须条的直径 有关，并得出集聚区须条的附加捻度t o - - - t a n 27 r ；纺制z 捻集聚纱，异形吸 管斜槽的倾斜方向按右上角倾斜，纺制s 捻集聚纱，异形吸管斜槽的倾斜方向 按左上角倾斜；附加捻度的存在对提高纱线强力及经济效益具有一定的意义。 程隆棣，王静，薛文良等【3 7 1 在原有集聚纺纱装置上引入吸气槽概念，即集 聚罗拉中间有一个2 m m 左右的凹槽，称为中央集聚槽，中央集聚槽圆周上均匀 分布着大小相同的圆孔，集聚槽两侧有斜向的引导槽。通过对纱线的毛羽、强 力、条干等一系列对比试验，证明了吸气槽聚型集聚纺纱方法纺出的纱线的性 能优于无吸气槽聚型集聚纺及传统环锭纺所纺出的纱线，实验结果表明吸气槽 聚型集聚纺纱技术是可行的，并在大量实践中进一步优化纺纱工艺参数。 杨兴，汪军【3 6 】在分析集聚区须条的运动情况时提到了网格圈的作用和网格 圈的简单制作，但当时受试验条件的影响，在研究中只能采用单一型号的网格 圈( 3 0 0 0 目c m 2 、锦纶、有接头) 。 曹海建，钱坤，盛东晓对进口的集聚纺系统网格圈的性能做了初步的研 究，网格圈要求织物经、纬向密度均达到6 0 根c m 左右，采用6 0 - - 7 0 d 的锦纶 长丝可满足上述要求。在织制网格圈时，须在布身左右折幅处各穿入l 根张力 较大的特线，且特线的粗细随织物的经纱特数与密度的不同要作相应的改变， 才能使管状织物周向密度均匀。采用2 l 斜纹为基础组织制织的网格圈在织物密 度、耐磨性、透气性等诸方面均好于平纹基础组织结构。 集聚纺网格嘲研究 第一章绪论 相信不久的将来，将会有一些国内自己研究制造的集聚纺纱技术成熟地应 用于棉纺甚至是毛纺生产等其他更为广阔的领域中【3 9 埘】。 1 3 集聚纺网格圈的应用前景 在上海t e x2 0 0 3 展、北京c i t m e2 0 0 4 展和上海t e x2 0 0 5 展览会上，代 表着国际先进水平的德国z 1 n s e r 、s u e s s e n 公司，瑞士r i e t e r 、 r o t o r c r a f t 公司，日本t o y o t a 公司，意大利m a r z o l i 公司和西班牙 p i n t e r 公司等分别展出了各具特色的集聚纺细纱机，标志着国际先进集聚纺 纱技术已全面进军中国市场，并呈现出百家争鸣的态势。表1 2 罗列了国际知 名纺机生产商及其推出的集聚纺纱机品牌。表1 3 则对几种典型的采用不同集 聚元件的集聚纺系统进行了技术性能比较【1 3 , 4 3 。4 1 。 表1 2国际知名集聚纺机生产商及品牌 国家公司品牌集聚元件形式机型 倚 f i o m a x10 0 0 + e l i t