环锭纺纱中加捻三角几何形态对纱线成形影响的理论研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
11102072
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
25.0万
负责人：
刘新金
依托单位：
江南大学
学科分类：
A0801.固体变形与本构理论
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
谢春萍；苏旭中；练军；刘建立；乔志勇；吴婷婷；俞洋；
关键词：
环锭纺加捻三角区几何形态纤维纱线成形

项目摘要

加捻三角区是纱线成形过程中的一个关键区域，其几何形态直接影响到三角区内纤维张力的分布进而决定成纱质量。因此采取适当方法以影响加捻三角区形态，进而提高成纱质量已成为纺纱研究中非常热门的问题，并一直伴随着纺纱技术的发展。在加捻三角区几何参数中，偏移度近年来越来越受到关注，并被认为是决定成纱质量的关键因素之一。针对此，本项目在选取偏移角度表征三角区偏移度的基础上，系统研究三角区内纤维张力分布、纱线扭矩、纱线毛羽以及捻度分布与偏移角度之间的解析关系，并配合采用安装在前罗拉与导纱钩之间带有空气假捻的偏移装置完成实验验证。本项目旨在研究和建立加捻三角区偏移度与成纱质量的理论关系模型与参数优化，用以探索三角区形态之于成纱质量的影响机理，为三角区形态的合理优化控制，纺纱新技术的革新奠定理论基础。

结项摘要

加捻三角区是纱线成形过程中的一个关键区域，其几何形态直接影响到三角区内纤维的力学性能进而决定成纱质量。因此采取适当方法以主动改变加捻三角区形态，进而提高成纱质量已成为纺纱研究中非常热门的问题，并一直伴随着纺纱技术的发展，现存的各种新型纺纱技术均是在传统的环锭纺基础上，通过影响加捻三角区几何形态而实现的。但是目前对于纺纱三角区形态之于成纱质量的影响分析大多处于试验或者定性分析阶段，关于理论分析的结果还很不成熟。本项目在选取偏移角度表征三角区偏移度的基础上，旨在研究三角区内纤维张力分布、纱线扭矩、纱线毛羽以及捻度分布与三角区几何参数之间的解析关系，并配合采用安装在前罗拉与导纱钩之间的一种偏移装置完成实验验证。本项目研究在三角区内纤维张力分布以及由纤维张力引起的成纱扭矩理论模型构建、三角区几何参数尤其是偏移角度之于成纱毛羽的作用机理、双粗纱（赛络纺）和多粗纱同时喂入纺纱时三角区加捻汇合点的位置模型构建、以紧密纺集聚区内流场分布为代表的气流分析及其之于三角区形态影响等基础理论方面取得了系列化成果。具体进展包括：采用最小能量原理，给出了三角区内纤维张力分布关于连续变量—加捻点水平偏移度的函数解析表达式，给出同时考虑加捻点水平偏移和加捻轴纤维沿前罗拉钳口线偏移时的一般加捻三角区内纤维张力分布模型，给出赛络纺、缆型纺、紧密纺、带有一种自制的“空气假捻装置”的改进型环锭纺加捻三角区内纤维张力分布模型，并结合实际纺纱实验，在利用高速摄影技术得到三角区几何参数的基础上给出基于所得到的理论模型的三角区内纤维张力分布的数值模拟；根据所得到的三角区内纤维的张力分布，在假设纤维在纱体内具有理想堆砌模型的基础上，分别给出相应的由纤维张力引起的纱线内部残余扭矩的理论模型，并结合实际纺纱实验，采用自制的纱线湿扭结测试仪对成纱残余扭结（用于间接表征成纱扭矩）进行测试和分析；利用双股粗纱喂入时三角区加捻汇合点的分析方法，通过虚拟中间变量方法给出三股粗纱同时喂入纺纱时三角区加捻汇合点的位置模型，继而给出多股粗纱同时喂入时三角区加捻汇合点的位置模型；针对缆型纺借助分割辊将原环锭纺一个三角区分为两部分的现象，借助几何分析方法给出缆型纺毛羽减少的一种机理解释，以所研发的“带有一对定位导纱轮的环锭纺纱段偏移装置”为依托，给出三角区加捻点偏移之于成纱毛羽的作用机理解释。