（紡織工程專業(yè)論文）自由端噴氣紡（mvs）的工藝研究與成紗性能分析.pdf

摘要 白山端噴氣紡是利用高速旋轉(zhuǎn)氣流對(duì)纖維進(jìn)行加捻的紡紗方法，其特點(diǎn)是纖 維存d i l j 念的過(guò)科中形成自由端，最終真捻成紗?！?于其紡紗速度快，毛羽少，可 以紡巾特?cái)?shù)純棉產(chǎn)品，越米越受到人們的重視。 這種紡紗方法m 于采f j 了高速氣流輔助羅拉牽伸對(duì)纖綣迸行分離，允分利用 了牽伸對(duì)紆維控制良好，纖維伸卣、平行度好w m f l 點(diǎn)，較之般自由端紡紗中采 用刺輥丌松、分離纖維的方法，這種方法具有纖維分離后伸直平行度好，纖維損 傷小的優(yōu)，- 皇，更有利于改善成紗中纖維的排列形態(tài)和成紗強(qiáng)力。同時(shí)該紡紗方 法采用高速旋轉(zhuǎn)氣流對(duì)纖維須條進(jìn)行加捻，由r 無(wú)高速回轉(zhuǎn)件的限制從阿可以 高速紡紗。 村h 公卅n o 8 6 i 就是基于此類(lèi)紡紗方法的紡紗機(jī)。現(xiàn)在這種機(jī)剮在我們國(guó) 家只有不到1 0 臺(tái)。由一引進(jìn)機(jī)器數(shù)量少，時(shí)間短，罔內(nèi)尚沒(méi)有此種機(jī)型較為成 熟的紡紗j i 藝。本文以研究自由端噴氣紡紗的紡紗l 藝為主，在n o8 6 1 上利用 正交方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出紡紗l 藝與紗線品質(zhì)之f u j 的經(jīng)驗(yàn)公式，并利用 多目標(biāo)灰色局勢(shì)決策等模糊數(shù)學(xué)的方法，選出最優(yōu)工藝：同時(shí)利用示蹤纖維法、 哈氏切片法等紗線結(jié)構(gòu)的研究方法，對(duì)白山端噴氣紡紗線結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，得出紗 線的結(jié)構(gòu)模型；此外我們分析了自由端噴氣紡紗線的成紗機(jī)理利紗線性能。 本論義存內(nèi)容上，豐要包括h 部分：第一部分對(duì)噴氣紡紗的發(fā)展和研究現(xiàn)狀、 白山端噴氣紡紗的發(fā)展和研究現(xiàn)狀及選題的目的意義、研究?jī)?nèi)容做了簡(jiǎn)要概述； 筇二；邢分通過(guò)對(duì)噴嘴內(nèi)流場(chǎng)和纖維在噴嘴內(nèi)受力和運(yùn)動(dòng)情況的理淪分j = r ，描述了 j 由端噴7o 紡的成紗過(guò)秤和成紗機(jī)理；第i 部分侄實(shí)驗(yàn)探索的皋饑卜設(shè)計(jì)了，正交 實(shí)驗(yàn)，得“ 紗線川貢1j 紡紗i 藝參數(shù)之叫的繹驗(yàn)公式，并優(yōu)選了紡紗 i 藝：笫四 部分對(duì)比j r t i i 端| i 紗與其它紡紗方法的紗線性能；第- i l7 7 1 1 分豐受是對(duì)f 1 山端 噴7e 紡紗線結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 最后f ! 绱 _ 侖乃：存n o 8 6 l 型紡紗機(jī) 二r 礦峒1 。z 參數(shù)r h 最為- j ? 要的址紡 紗速度、【j 剛觜i ijj 、i i l 歲托鈄【i j , i h ! 一1 5 錠的距離：m v s 紗線的烈川低j 壞 錠紡，純棉紗帔化，1 、鍵紡紗線l f i j9 ( ) 左右化 r 或7 l j , # 7 、1 。l 記鈾j j l = eq # l j 疊_ 1 4 = | i j j j 2 1 1 矗l j n ，：jj ”。電捕h 、矧：攫仙jj _ j ! l l ，j t 、錠；療，十i ) 川j 已_ ：j r ff 出1lj 髓。j jn 較人優(yōu)”， r l r0j 陽(yáng)z 土：l 、_ j 襞j 曾i 玎水t ：v _ 少i 射7 j7 _ _ k m ：“，| ，r j1 j 摘愛(ài) 尤捻或足弱捻的芯纖維，人約占紗線的3 0 ，外層為螺旋形加捻纖維。 關(guān)鍵瀏：噴氣紡紗白山端紡紗紗線性能成紗機(jī)理成紗結(jié)構(gòu) s t u d yo nt e c h n i c so fo p e n e n da i r - j e ts p i n n i n g a b s t r a c t o p e n e n da i r - j e ts p i n n i n gi sak i n do fn e ws p i n n i n gm e t h o d ，w h i c hu t i l i z e sh i 曲s p e e d a i r f l o wp r o d u c e db yn o z z l e st of i n i s ht w i s t i n ga n dw r a p p i n g i t sa d v a n t a g eh a sb e e n r e c o g n i z e db ym o r ea n dm o r ep e o p l e ，a n di th a sd e v e l o p i n gi nah i g hs p e e di nt h e s e y e a r s n o 8 61i sam a c h i n et y p eo ft h i ss p i n n i n gm e t h o db ym u r a t ac o m p a n y t h e r ea r e o n l yn om o r et h a n10t h e s em a c h i n e si no u rc o u n t r y , s ow e d o n th a v em a t u r et e c h n i c s o ft h i st y p em a c h i n e h lt h i sp a p e li ti sr e s e a r c h e do ns p i n n i n gt e c h n i c so fo p e n e n d a i r - j e ts p i n n i n g ，b a s eo nt h en o8 6 1 ，i ti sd e s i g n e dp e r p e n d i c u l a r i t ye x p e r i m e n t st o f i n dr e l a t i o n s h i pb e t w e e ns p i n n i n gt e c h n i c sa n dy a mq u a l i t i e s ；m o r e o v e rw ea n a l y z e y a mp r o p e r t i e sa n ds t r u c t u r eo ft h i st y p es p i n n i n gm e t h o da n dc o m p a r et h e mw i t h o t h e rs p i n n i n gm e t h o dy a r n s t h i sp a p e rm a i n l yi n c l u d e sf i v ep a r t s i nt h ef i r s tp a r t ，t h ed e v e l o p m e n to fa i r - j e t s p i n n i n g ，t h er e s e a r c ha c t u a l i t y , t h ea i mo ft h i st h e s i sa n dt h er e s e a r c hc o n t e n ta r e i n t r o d u c e di nt h es e c o n dp a r t ，s p i n n i n gp r o c e s sa n ds p i n n i n gm e c h a n i s ma r e i n t r o d u c e d i nt h et h i r dp a r t ，as e r i e so fp e r p e n d i c u l a r i t ye x p e r i m e n t sp o s tt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e ns p i n n i n gt e c h n i c sa n dy a mp r o p e r t i e s ，ae x p e r i e n c ef o r m u l ai s o b t a i n e da n df r o mw h i c ht h eb e s tt e c h n i cc a nb ek n o w n i nt h ef o u r t h ，c o m p a r ew i t h o t h e rs p i n n i n gm e t h o d ，m v sy a m s p r o p e r t i e sa r ei n t r o d u c e di nd e t a i l s i nl a s tp a r t ， b ya n a l y z e dy a ms t r u c t u r e ，as t r u c t u r em a t r i xo f m v sy a mi se l i c i t k e y w o r d s ：a i r i e rs p i n n i n g ，o p e n e l l ds p i n n i n g ，y a mp r o p e a i e s ，s p i n n i n gm e c l l a m s m ，y a m 青島大學(xué)碩士論文 第一章概述 第一節(jié)自由端噴氣紡( m v s ) 紡紗方法介紹 新型紡紗技術(shù)包括轉(zhuǎn)杯紡、噴氣紡、摩擦紡及自由端噴氣紡等，2 0 世紀(jì)8 0 年代以來(lái)，新型紡紗技術(shù)有了很大的發(fā)展，尤其是轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)、噴氣紡紗技術(shù) 己發(fā)展的比較成熟，構(gòu)成世界上新型的紡紗體系，其中噴氣紡紗由于無(wú)高速回轉(zhuǎn) 件，其紗條的假捻、包纏由高速的回轉(zhuǎn)的壓縮空氣完成，因此，它一直以輸出速 度高、可紡紗號(hào)細(xì)的特性而被人們所看好。 但是必須承認(rèn)，傳統(tǒng)的噴氣紡由于其包纏假捻的成紗特性，較適合紡制滌綸 和滌棉混紡紗以及其他較細(xì)、軟的纖維，而紡制純棉紗時(shí)強(qiáng)力較低，僅為同類(lèi)環(huán) 錠紗的6 0 一7 0 ，從而限制了其應(yīng)用范圍，這是噴氣紡的一個(gè)主要不足。同 時(shí)，噴氣包纏紗還有手感糙硬，毛羽有方向性，易形成棉結(jié)等缺點(diǎn)，從而限制了 其應(yīng)用范圍。從工藝上看，合理設(shè)計(jì)噴嘴和選取工藝參數(shù)以獲得較優(yōu)的包纏纖維 數(shù)量和包纏角度，可以使純棉噴氣紗的強(qiáng)力達(dá)到同類(lèi)環(huán)錠紗的8 0 左右，但是， 由于棉纖維本身的性能無(wú)法調(diào)整，棉纖維長(zhǎng)度較短，短纖維含量高，易引起包纏 不勻，所以進(jìn)一步提高純棉噴氣紗的強(qiáng)力是相當(dāng)困難的。在假捻包纏結(jié)構(gòu)的紗中， 承擔(dān)負(fù)荷的主要是伸直平行的芯纖維，纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)，纖維間的摩擦系數(shù)越大， 芯纖維能承擔(dān)的負(fù)荷越大，成紗強(qiáng)力也就越大。噴氣假捻包纏紗從機(jī)理上來(lái)看是 不適合純棉這種短纖維的，它要求( 芯) 纖維具有一定的長(zhǎng)度( 5 0 m m 以上) 。m v s ( m u r a t u e cv o r t e xs p i n n e r ) 即自由端噴氣紡是在m j s ( m u r a t u e ca i r - j e ts r ，i n r l o r ) 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，與m j s 相同，也是利用噴嘴內(nèi)壓縮的高速渦旋氣流，作 用在經(jīng)過(guò)牽伸的纖維柬上加捻成紗。但是由于其獨(dú)特的噴嘴結(jié)構(gòu)和成紗機(jī)理，使 紗線的結(jié)構(gòu)和性能有所變化。自由端噴氣紡適紡純棉紗，其強(qiáng)力可達(dá)到環(huán)錠紗的 8 0 ，麗噴氣紡最多達(dá)6 0 7 0 ，這就解決了m j s 的缺陷。同時(shí)自由端噴氣紡具有 更高的紡紗速度，其理論紡紗速度可以達(dá)到4 5 0 m m i n ，據(jù)說(shuō)是目前速度最高的 紡紗機(jī)；紡紗支數(shù)范圍廣，可以紡制1 3 - 6 0 s 的紗，主要集中在生產(chǎn)1 8 4 0 s 。同 時(shí)具備了以上提到的噴氣紡的眾多優(yōu)點(diǎn)，而且產(chǎn)品有其獨(dú)特的性能和用途，在機(jī) 織和針織中都有廣泛應(yīng)用。 第二節(jié)噴氣紡技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 噴氣紡紗的發(fā)展始于7 0 年代，但在最近十五年才逐漸趨于成熟。它是利用高 速旋轉(zhuǎn)氣流，對(duì)牽伸后的須條進(jìn)行假捻包纏，使前羅拉輸?shù)捻殫l加捻成紗的一 種新型紡紗療法，以其質(zhì)量?jī)?yōu)、流程短、產(chǎn)量高、自動(dòng)化w f 曼尚等綜合技術(shù)水平 和經(jīng)濟(jì)他 2 成為“j 前國(guó)內(nèi)外紡織業(yè)矚目的高新技術(shù)。 第一章概述 噴氣紡紗機(jī)按加捻器形式區(qū)分，主要有單噴嘴、雙噴嘴、噴嘴和加捻羅拉結(jié) 合等種類(lèi)；按進(jìn)氣方式可分為單進(jìn)氣和雙進(jìn)氣兩種；按纖維凝聚形式分，有棉條 喂入經(jīng)羅拉牽伸裝置( 三羅拉雙皮圈、四羅拉雙皮圈及五羅拉雙皮圈) ，還有采 用分梳輥或針輥分梳，經(jīng)凝聚成纖維須條，也有采用分梳輥和羅拉相結(jié)合的形式。 以上多種形式的噴氣紡紗機(jī)大部分只停留在實(shí)驗(yàn)研究階段。上世紀(jì)六七十年代， 有關(guān)單噴嘴和雙噴嘴噴氣紡紗技術(shù)的專利不斷出現(xiàn)，但迄今為止形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè) 和商業(yè)化生產(chǎn)的并不多。 噴氣紡的原理起源很早，美國(guó)杜邦( d u p o n t ) 【l 】公司于1 9 6 3 年首先發(fā)表了噴 氣加捻包纏紡紗法的專利，并研制出單噴嘴包纏紡紗機(jī)，但由于其成紗強(qiáng)力極低， 紗的蓬松性、彈性均較差以及原料限制而未能繼續(xù)發(fā)展。此后，一些國(guó)家便開(kāi)始 了這一紡紗方法的研究。7 0 年代初期，英、美、西德、日本等國(guó)大量涌現(xiàn)有關(guān)噴 氣紡的專利，其中，日本和德國(guó)的幾家公司取得的成就尤為顯著。 1 9 7 0 年聯(lián)邦德國(guó)洛伊特林根( r e u t l i g e n ) 紡紗技術(shù)研究所設(shè)計(jì)出了新型的 雙孔喂入單噴嘴噴氣紡紗機(jī)，主要適用于加工長(zhǎng)纖維，紡制各種包纏紗，并具有 花色紗的特征，其紡紗速度可達(dá)3 5 0 m m i n 。其紡紗示意圖如圖1 1 所示，前羅 拉輸出的兩根須條分別進(jìn)入叉狀的雙孔喂入管1 和2 ，在管內(nèi)進(jìn)行匯合。雙孔管 前方有一空氣渦流噴嘴3 ，利用高速氣流對(duì)管1 中的須條施加假捻捻回，并一直 傳遞到前羅拉鉗口。進(jìn)入管道2 的須條纖維為邊緣纖維，到達(dá)匯合點(diǎn)后才一起參 加芯纖維的假捻，通過(guò)噴嘴后須條即進(jìn)行退捻，邊纖維則以退捻方向包纏在紗芯 上，形成包纏紗。 圖1 1 聯(lián)邦德國(guó)包纏紡紗示意圖圖1 2 東麗a j s l 0 1 型噴氣紡紗示意幽 研制單級(jí)噴嘴噴氣紡紗機(jī)比較成j 帥1 址 本的東麗( t o r a y ) 公司。其主要 青島大學(xué)碩士論文 機(jī)型是a j s l 0 1 型1 2 0 錠噴氣紡紗機(jī)，其紡紗過(guò)程如圖1 2 所示。它采用雙面下 行式排列，牽伸裝置是四羅拉雙短皮圈搖架加壓的超大牽伸裝置，從牽伸裝置出 來(lái)的纖維須條先經(jīng)過(guò)須條分離器分離成頭端自由纖維，然后經(jīng)渦流噴嘴加捻而成 紗。該機(jī)適紡棉和3 8 m m 的化纖及混紡紗，可紡5 8 3 9 7 t e x 的紗線，最高紡紗 速度為2 0 0 m m i n 。東麗公司在a j s l 0 1 型機(jī)的基礎(chǔ)上還推出了a j s l 0 2 型機(jī)，對(duì) 紡紗器和牽伸系統(tǒng)做了改進(jìn)，以適應(yīng)高速，紗筒卷繞也作了重大改進(jìn)，設(shè)有張力 補(bǔ)償裝置，通過(guò)改變纖維分離器和噴嘴的組合形式，可以紡制3 2 5 1 m m 的各種 混紡紗5 2 1 。 在所有噴氣紡紗方法的研究中，技術(shù)上較為成熟并且取得巨大成就的是日本 村田( m u r a t a ) 公司。它于1 9 8 1 年1 1 月日本大阪第二屆國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)上 首次展出了一臺(tái)m j s 8 0 1 噴氣紡紗機(jī)，先后推出了m j s 8 0 1 、m j s 8 0 2 、m j s 8 0 2 h 和m j s 8 0 2 h r 一系列m j s 型噴氣紡紗機(jī)。各種機(jī)型在牽伸裝置、噴嘴結(jié)構(gòu)以及 電氣控制部分有較大的改進(jìn)，所適紡品種也逐步增多，但它們的基本紡紗原理相 同，以m j s s 0 1 為例說(shuō)明，如圖1 3 。喂入棉條經(jīng)過(guò)三羅拉雙短皮圈超大牽伸后 進(jìn)入串連的兩個(gè)噴嘴，在兩個(gè)方向相反的高速旋轉(zhuǎn)氣流作用下對(duì)須條進(jìn)行假捻并 包纏成紗，紗條由引紗羅拉引出后，經(jīng)過(guò)電子清紗器去除疵點(diǎn)后卷繞成紗。 圖1 3m j s 8 0 1 噴氣紡紗示意圖圖1 4自由端噴氣紡的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖 1 9 8 8 年，村田公司又在m j s 8 0 2 型機(jī)基礎(chǔ)上推出了m t s 8 8 1 型噴氣紡紗并 紗聯(lián)合機(jī)，集紡紗、并筒于一體，形成多功能的雙紗并和噴氣紡紗機(jī)。經(jīng)同一牽 伸裝置牽伸后的兩根須條分別進(jìn)入各自的加捻噴嘴，經(jīng)加捻后，兩根單紗在導(dǎo)紗 器處匯合在一起，由引紗羅拉q j 出，經(jīng)清紗器后繞成雙紗筒子p 圳。 村閑公司繼m j s 系列之后推出了第三代噴氣紡紗機(jī)r j s 8 0 4 ( 又稱羅拉噴7 t 紡紗機(jī)) 。r j s 噴氣紡紗兒、帆個(gè)：仲基本與m j s 相同，而包纏加捻的成紗裝岸 第一章概述 則由噴嘴和球形羅拉組成，充氣的球形羅拉的作用與m j s 第二噴嘴的作用相同， 即其對(duì)須條的加捻方向與噴嘴對(duì)須條的加捻方向相反。r j s 8 0 4 的生產(chǎn)效率高， 紡紗速度可達(dá)4 0 0 m m i n ：功率消耗低( 由于球形羅拉的代替) 。因此，它在1 9 9 5 年米蘭國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)上引起了極大的轟動(dòng)。 1 9 9 5 年，村田公司又推出了新一代噴氣紡紗機(jī)m v s 8 5 1 ( 又稱渦流紡紗機(jī)) ， 這是一種真捻無(wú)接頭的渦流紡紗機(jī)。于1 9 9 9 年在法國(guó)巴黎展覽會(huì)上正式展出， 并于2 0 0 2 年l o 月在我國(guó)北京首次展出。m v s 包括牽伸、渦流加捻、空心錠子 和成紗卷繞四部分 6 1 。其成紗機(jī)理如下：經(jīng)牽伸后的纖維須條從前羅拉鉗口輸出 后，立即進(jìn)入與前鉗v i 距離很近的螺旋形渦流噴嘴，在渦流噴嘴中旋轉(zhuǎn)氣流的作 用下纖維須條頭端被包纏成紗，由下端針狀引紗管將包纏紡成的紗引出后被吸入 空心錠子，其尾端則在從渦流噴嘴中吹出的旋轉(zhuǎn)氣流的作用下在空心錠子進(jìn)口處 倒翻過(guò)來(lái)，經(jīng)空心錠子搓捻作用后逐漸包纏到纖維紗芯上，加捻最終完成。圖 1 4 為自由端噴氣紡的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。 之后村田公司又推出了m v s 8 6 1 7 1 其最高紡紗速度達(dá)4 5 0 m m i n ，據(jù)稱是目前 紡紗速度最高的紡紗機(jī)。該機(jī)安裝有“v o s ”( 視覺(jué)隨選系統(tǒng)) 控制板，可以方 便地設(shè)定機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和紡紗條件，控制紡紗質(zhì)量；數(shù)字化的清潔系統(tǒng)“m s c ” ( 村田紡紗清潔器) 不間斷地檢測(cè)并清除紗線疵點(diǎn)。 2 0 0 2 年村田公司還推出了m v s s i t ，它屬于雙股噴氣渦流自由端紡紗機(jī)f 8 1 。 目前，m v s 在世界范圍內(nèi)已銷(xiāo)售了3 0 0 多臺(tái)，分布在1 1 個(gè)國(guó)家，其中美國(guó) 有2 5 0 余臺(tái)( 每臺(tái)7 2 頭) ，經(jīng)使用反映良好。所以，m v s 有望在今后得到很大的 發(fā)展。這將是本課題研究的中心。 德國(guó)緒森( s u e s s e n ) 公司于1 9 8 7 年1 0 月在法國(guó)巴黎國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì) 上推出了p l i f i l 雙紗噴氣紡紗機(jī)。集高倍牽伸、紡紗、并紗和絡(luò)筒于一體。纖維 須條經(jīng)牽伸后，進(jìn)入噴氣紡紗區(qū)的紡紗器，在氣流的作用下旋轉(zhuǎn)管使得纖維尾端 向同一方向以螺旋形將纖維包纏在一起，形成紗線。紗線從噴氣紡紗區(qū)出來(lái)后， 經(jīng)導(dǎo)紗器合并后卷繞到圓形筒子上。p l i f i l 紡紗工藝特點(diǎn)是既具有常規(guī)噴氣紡優(yōu) 點(diǎn)，又避免了噴氣紗手感較硬的缺點(diǎn)。在后道倍捻機(jī)的工藝工程中，p l i f i l 紗內(nèi) 的微量纖維大部分被反向捻回所抵消，故紡出的股線具有蓬松性。p l i f i l 噴氣紡 紗機(jī)有p l i f i l l 0 0 0 和p l i f i l 2 0 0 0 兩種機(jī)型。p l i f i l l 0 0 0 適用于棉、化纖及其混紡， 可紡支數(shù)為2 x 2 5 2 x 8 3 t e x ，紡紗速度為5 0 2 5 0 m m i n 。p l i f i l 2 0 0 0 適用于羊毛、 毛型化纖及其混紡，可紡支數(shù)為2 x 2 5 2 x 1 0 t e x ，紡紗速度為1 5 0 3 5 0 m m i n i 。 我國(guó)也自1 9 7 8 年以來(lái)，先后有東華大學(xué)、天津紡院、上海紡織科學(xué)研究所 等單位對(duì)噴氣紡紗進(jìn)行了研究，在實(shí)驗(yàn)室里以細(xì)紗機(jī)改裝的機(jī)臺(tái)上進(jìn)行1 戈踐探 索，改造或生產(chǎn)了簡(jiǎn)易的噴i 紡紗機(jī)，對(duì)有關(guān)的工藝參數(shù)和噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入 的研究。上海罔棉六r _ 1 j f 刪了s f a 5 8 0 2 a 型雙面上行式噴氣紡紗機(jī)利z x 8 7i 4 青島大學(xué)碩士論文 型半自動(dòng)接頭機(jī)，并通過(guò)了上海的鑒定，但未能批量生產(chǎn)和銷(xiāo)售【2 1 。2 0 0 3 年1 2 月，在上海國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)上展出東華大學(xué)、青島大學(xué)與上海太平洋集團(tuán)進(jìn) 行合作研制出了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)噴氣紡紗機(jī)k p f 0 2 型機(jī)。 第三節(jié)國(guó)外的研究狀況 國(guó)外有關(guān)噴氣紡工藝的研究主要從紡紗工藝參數(shù)的調(diào)整、成紗結(jié)構(gòu)理論以及 計(jì)算機(jī)在噴氣紡紗技術(shù)中的運(yùn)用等方面入手，不斷提高噴氣紡紗技術(shù)。 c a r lal a w r e n c e 等 l o 】通過(guò)微觀分析，把噴氣紗中纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)分為三類(lèi)： 第一類(lèi)結(jié)構(gòu)為均勻包纏纖維，第二類(lèi)結(jié)構(gòu)為隨機(jī)包纏纖維，第三類(lèi)結(jié)構(gòu)為未包纏 纖維。當(dāng)紡紗工藝條件變化時(shí)，每一類(lèi)出現(xiàn)的頻率和平均長(zhǎng)度都不相同，其中， 第三類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)紗強(qiáng)沒(méi)有任何貢獻(xiàn)，而具有包纏結(jié)構(gòu)的第一類(lèi)結(jié)構(gòu)與第二類(lèi)結(jié)構(gòu)承 擔(dān)紗線強(qiáng)力，其中第一類(lèi)結(jié)構(gòu)比第二類(lèi)結(jié)構(gòu)更重要。通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇各種紡紗參數(shù)， 如氣壓、紡紗速度、張力牽伸、兩噴嘴隔距等，對(duì)各類(lèi)纖維的頻率和平均長(zhǎng)度影 響，從而影響紗線強(qiáng)力。 p u n j s k 等j 研究了噴氣紗和環(huán)錠紗紗截面內(nèi)纖維的徑向分布規(guī)律。研究發(fā) 現(xiàn)，在紗線的同一橫截面，紗線的密度不均勻，噴氣紗紗芯的密度最大，向外逐 漸減少：環(huán)錠紗的密度先從紗：醛增大，到紗線半徑的l 3 到1 4 的區(qū)間時(shí)達(dá)到最 大值，然后向紗線表面又逐漸減小。并通過(guò)轉(zhuǎn)移指數(shù)的計(jì)算得出了滌棉混紡噴氣 紗中包纏纖維、紗芯的基本組成及滌綸纖維線密度對(duì)包纏纖維數(shù)量的影響。 r a n g a s w a m y 等【12 】認(rèn)為第一噴嘴和第二噴嘴的交互作用對(duì)滌棉噴氣紗的強(qiáng) 力有很大的影響。并且通過(guò)不同的壓力組合優(yōu)化出了得到最高紗線強(qiáng)力的第一、 第二噴嘴的氣壓。 m e l l i a n d ( e n g e d ) 1 1 3 1 提出遙過(guò)優(yōu)化噴嘴設(shè)計(jì)提高噴氣紡紗系統(tǒng)生產(chǎn)率，通 過(guò)優(yōu)化紡紗元件，減小氣孔直徑同時(shí)增加數(shù)目及氣壓。 r r a j a n i c k a m 1 4 i 通過(guò)建立噴氣紡紗中纖維性能一工藝參數(shù)一結(jié)構(gòu)一性能關(guān) 系模型，分析了不同結(jié)構(gòu)以及紗段之間是如何相互影響，而且解釋了實(shí)驗(yàn)中觀察 到完全斷裂和非完全斷裂以及完全滑脫而斷裂的現(xiàn)象。他還指出，紗線斷裂強(qiáng)力 隨第一類(lèi)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和出現(xiàn)頻率的增加，同時(shí)隨第三類(lèi)結(jié)構(gòu)的減少而增加，還認(rèn)為 包纏纖維存在最佳的包纏長(zhǎng)度。 r a n g s w a m y l l 5 描述了目前用來(lái)預(yù)測(cè)噴氣紗強(qiáng)力的四種主要的方法，即數(shù)學(xué)模 型、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ? 回歸模型) 、計(jì)算機(jī)模擬模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，它們的適用 范圍、局限性和預(yù)測(cè)效果各不相同?；貧w模型的特點(diǎn)是工作量大，預(yù)測(cè)精確度高， 能夠很好的預(yù)測(cè)強(qiáng)j 。數(shù)學(xué)模型是在很多假設(shè)條件下建立起來(lái)的，因而預(yù)測(cè)的精 確度不高，但它是汁算機(jī)模擬的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)模擬模型是在數(shù)學(xué)模，弘的蔡礎(chǔ) j 建 立的，它比較適介r 共驗(yàn)研究使用，在無(wú)需花大量的時(shí)間和金錢(qián)的祭件r 進(jìn)fj ：棚 第一章概述 測(cè)，用來(lái)預(yù)測(cè)影響紗線強(qiáng)力的各參數(shù)之間的交互作用。 日本村田公司的m r s 機(jī)于2 0 0 2 年1 0 月北京紡機(jī)展上首次在我國(guó)展出。m v s 8 i 將假捻包纏的成紗機(jī)理改為自由端加真捻的成紗機(jī)理，以改善紡紗時(shí)對(duì)原料尤其 是對(duì)長(zhǎng)度較短的棉纖維的限制性，使純棉紗的強(qiáng)力大大提高。m v s 的加捻原理是： 四個(gè)噴射孔與錐形圓錐管道上圓形渦流室相切，形成旋轉(zhuǎn)氣流，并沿空心錠錐形 頂端在錐形通道旋轉(zhuǎn)下移，從排氣孔排出；纖維須條從吸口吸入，經(jīng)輸送管道螺 旋旋轉(zhuǎn)喂入，經(jīng)過(guò)針狀引導(dǎo)棒，纖維頭端與引紗尾端搭接，而纖維尾端被旋轉(zhuǎn)渦 流吹散，并旋轉(zhuǎn)加捻；空心錠可以不轉(zhuǎn)動(dòng)，也可轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依靠切向氣 流推動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)方向與渦流旋轉(zhuǎn)方向一致，協(xié)助對(duì)紗條加捻；紗從空心錠引 出后，纖維從前羅拉不斷喂入，添加在紗道渦流旋轉(zhuǎn)端，一端進(jìn)入紗芯，另一端 被吹散旋轉(zhuǎn)，從而連續(xù)加捻而成紗。m v s 屬于自由端紡紗，可用于加工純棉紗。 美國(guó)專利63 1 47 1 4 紡紗裝置1 16 1 是s a u r e r 集團(tuán)s c h l a f h o r s t 公司利用氣 流對(duì)無(wú)捻須條中的纖維提供加捻作用來(lái)生產(chǎn)短纖紗的裝置。該紡紗系統(tǒng)有一個(gè)旋 轉(zhuǎn)的錠子和一個(gè)靜止的錠芯，錠芯用來(lái)引導(dǎo)經(jīng)過(guò)牽伸的紗條。因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生假捻， 屬于真捻紡紗。 a r t z t p 1 7 j s 、m a t s u m o t ot 【1 9 1 等分析了噴氣渦流紗的結(jié)構(gòu)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出 噴氣渦流紗與環(huán)錠紗具有相似的結(jié)構(gòu)；噴氣渦流紗和轉(zhuǎn)杯紗雖然都具真捻結(jié)構(gòu)， 但前者捻度方向性更強(qiáng)。作者還比較了渦流紗與環(huán)錠紗的主要性能，得出如下結(jié) 論：渦流紗除了強(qiáng)力稍低于環(huán)錠紗，其他性能均優(yōu)于環(huán)錠紗。 r o z e l l ew n 【20 】詳細(xì)研究了自由端噴氣紡的成紗過(guò)程，提出前羅拉的鉗口 到空心錠口的距離對(duì)成紗性能有非常重要的影響，這個(gè)距離越大越有利于形成自 由端纖維，使紗線越接近真捻紗。 第四節(jié)國(guó)內(nèi)的研究狀況 國(guó)內(nèi)對(duì)噴氣紡的研究主要集中在成紗機(jī)理、成紗過(guò)程、噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)、紗線 結(jié)構(gòu)及性能等的研究上，對(duì)影響其強(qiáng)力的因素進(jìn)行了探討和實(shí)驗(yàn)研究，來(lái)提高噴 氣紡紗的性能，使紗線達(dá)到最佳的性能指標(biāo)，體現(xiàn)其優(yōu)越性。 噴氣紡作為一種新型紡紗方法，其成紗機(jī)理和成紗過(guò)程一度成為學(xué)者研究的 重點(diǎn)。對(duì)噴氣紡紗是自由端紡紗還是非自由端紡紗、是假捻紡紗還是真捻紡紗的 問(wèn)題存在爭(zhēng)議。自由端紡紗是在紡紗過(guò)程中有纖維須條的完全斷裂，而非自由 端紡紗在紡紗過(guò)程中纖維須條是完全連續(xù)輸出的，并沒(méi)有出現(xiàn)斷裂。 一種觀點(diǎn)認(rèn)為噴氣紡屬于非自由端紡紗方法_ l ”i 。金佩新等研究發(fā)現(xiàn)： 正常紡紗時(shí)，加捻器的第一噴嘴離開(kāi)前鉗的距離小r 纖維的主體長(zhǎng)度，當(dāng)輸出前 鉗lj 的纖維頭端到達(dá)第一噴嘴時(shí)，尾端仍處在i 州f 1i 之f ，所以不存在須條的斷 裂t 程；另外借助高速攝影拍照的觀察，也l 叭j 【拶拉處的須條是連續(xù)的，況明 青島大學(xué)碩士論文 噴氣紡屬非自由端假捻紡紗。 另外，有學(xué)者從紗線結(jié)構(gòu)角度來(lái)說(shuō)明噴氣紡的成紗機(jī)理【2 3 l 。噴氣紡是典型 的包纏結(jié)構(gòu)，紗芯纖維有三種狀態(tài)：z 向、s 向和平行向。但傾斜角均很小，在 1 0 0 以下。經(jīng)解捻后，紗芯的z 向、s 向傾斜相互調(diào)整，處于新的平衡狀態(tài)。這 個(gè)特點(diǎn)不同于一般自由端或非自由端真捻紗，只能是非自由端包纏紗。 對(duì)噴氣紡的包纏過(guò)程大多數(shù)學(xué)者 2 1 , 2 3 , 2 4 】認(rèn)為是一個(gè)假捻斗退捻斗包纏的成 紗過(guò)程，當(dāng)纖維須條進(jìn)入第一噴嘴，在第一噴嘴氣流回轉(zhuǎn)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得“z ” 捻。由于第二噴嘴的氣流反向回轉(zhuǎn)且動(dòng)力遠(yuǎn)大于第一噴嘴，迫使第一噴嘴到前羅 拉間的紗條解捻，從z 變成s 捻。 郁崇文f 2 5 】在噴氣自由端紡紗的成紗機(jī)理上作了一定研究，通過(guò)研究總結(jié)出 采用噴氣分離纖維到形成自由端紡紗必須滿足的三個(gè)條件：( 1 ) 分離區(qū)間有一定 長(zhǎng)度，且在區(qū)間上纖維流不得有捻度而影響分離；( 2 ) 作用在紗尾上氣流的軸向 速度不得高于紗尾本身速度，以免吹走紗尾。實(shí)際上氣流速度高于紡紗速度，因 此必須使氣流速度與紗尾速度方向相反，以給紗尾一定的張力，使其停留在凝聚 區(qū)中；( 3 ) 凝聚前，分離纖維和氣流。 對(duì)噴嘴規(guī)格的研究主要集中在噴孑l 角度、孔徑、數(shù)目、噴嘴內(nèi)徑、兩噴嘴的 噴孔距離等結(jié)構(gòu)參數(shù)上，而對(duì)紡紗工藝參數(shù)的研究主要從前鉗口與第一噴嘴距 離、紡紗速度、兩噴嘴氣壓和牽伸倍數(shù)等方面著手。目的是改善成紗質(zhì)量，主要 是提高成紗強(qiáng)力和條干均勻度。 唐佃花、邢明杰等 2 6 1 分析了噴氣紡紗的成紗結(jié)構(gòu)和影響其強(qiáng)力的因素一纖 維性能、半成品質(zhì)量及工藝參數(shù)，旨在找出提高成紗強(qiáng)力的措施。 王建坤等1 2 7 3 8 , 2 9 1 分析了噴氣紡紗噴嘴的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)( 噴嘴的直徑、噴孔角 度等) 對(duì)噴氣紗質(zhì)量的影響，并通過(guò)二次回歸正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和多因子的計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)，得出結(jié)論：當(dāng)?shù)谝粐娮熘睆綖? 9 8 m ，噴嘴的噴孔角度為5 4 9 度；第 二噴嘴直徑為3 。9 8 r a m ，噴嘴的噴孔角度為8 3 3 度時(shí)，可獲得最佳的噴氣紗質(zhì)量。 郁崇文 29 】通過(guò)對(duì)開(kāi)纖槽結(jié)構(gòu)參數(shù)與成紗強(qiáng)力的實(shí)驗(yàn)，找出了其結(jié)構(gòu)參數(shù)與 成紗強(qiáng)力的關(guān)系。當(dāng)開(kāi)纖槽的長(zhǎng)度為8 m m ，高度為0 8 m m ，槽數(shù)為8 個(gè)時(shí)，有利于 提高成紗強(qiáng)力。 劉常威等p o l 通過(guò)對(duì)兩噴嘴間距這一結(jié)構(gòu)參數(shù)與成紗強(qiáng)力的實(shí)驗(yàn)，找出其與 成紗強(qiáng)力的關(guān)系，當(dāng)兩噴嘴間距為2 4 。4 5 m m 時(shí)有利于噴氣紡紗機(jī)紡純棉時(shí)提高成 紗強(qiáng)力。 郁崇文口1 1 分析了噴氣紡紗中第一噴嘴對(duì)前羅拉鉗口下須條的解捻作用，通 過(guò)對(duì)第一噴嘴的設(shè)計(jì)以及對(duì)影響成紗強(qiáng)力的主要工藝參數(shù)所作的優(yōu)化試驗(yàn)，得出 了在紡純棉噴氣紗時(shí)，獲得較高強(qiáng)力的優(yōu)化工藝參數(shù)第一噴嘴的長(zhǎng)度為6 0 m m 。 陸品舊、李成龍m i 也做了純棉噴氣紡紗i ：藝j 成紗機(jī)理的研究工作，陸品 第一章概述 還通過(guò)回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)找到了兩噴嘴氣壓比、噴孔角度和兩噴孔距離的最佳搭配， 即當(dāng)兩噴孔距離為2 3 7 0 h n ，第二噴嘴噴孔角度為8 5 度，第一、二噴嘴的氣壓 比為2 2 5 時(shí)紡制出的純棉紗的單紗強(qiáng)力最高，為1 5 9 c n 。 繆德杰 4 6 1 在1 9 9 1 年做了苧麻噴氣紡紗的研究工作。這是開(kāi)發(fā)麻型纖維噴氣 紡紗的開(kāi)端。他對(duì)苧麻噴氣紡紗的紡紗工藝進(jìn)行了較為全面的研究，得到了以下 的主要結(jié)論：通過(guò)合理設(shè)計(jì)噴嘴的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)的配置，采用噴氣紡紗方法紡 制含苧麻纖維紗是可行的；第二噴嘴氣壓大于第一噴嘴氣壓不是紡紗工藝條件的 唯一模式；從提高成紗強(qiáng)力的目的出發(fā)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到了噴氣紡紗紡麻纖維 的最佳工藝參數(shù)的配置：紡紗速度略大于l o o m m i n ，超喂比略小于0 。9 7 ，卷繞 比略大于0 ，9 6 。 郁崇文、張文賡 3 5 1 運(yùn)用激光多普勒測(cè)速儀對(duì)噴氣紡噴嘴中的氣流場(chǎng)以及有 關(guān)參數(shù)對(duì)噴嘴中氣流場(chǎng)分布的影響作了測(cè)試分析，所得的結(jié)果對(duì)掌握噴氣紡噴嘴 中的氣流場(chǎng)的分布規(guī)律、合理地設(shè)計(jì)噴嘴、優(yōu)化有關(guān)參數(shù)等提供了依據(jù)。 戴偉鋒、王燈明【36 】通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論分析，找到適合細(xì)旦纖維噴氣紡的 噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)，來(lái)提高噴氣紗的強(qiáng)力，為推廣細(xì)旦纖維噴氣紡高支紗提供依據(jù) 杜兆芳p _ 1 通過(guò)復(fù)合形法優(yōu)化得出，絹絲噴氣紡噴嘴工藝的最佳方案為：兩 噴嘴間距離為3 6 。5 7 n u n ，前羅拉出口到前噴嘴入口距離為3 9 m m ，前后噴嘴的壓 力分別為2 6 9 4 k p a 和3 5 9 6 k p a 。 郁崇文【3 8 】對(duì)純棉噴氣紡紗中噴嘴等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了獲得較高強(qiáng) 力的優(yōu)化工藝參數(shù)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，第一噴嘴適當(dāng)加長(zhǎng)，可增大其對(duì)紗條的解捻 作用，從而使前羅拉鉗口下的須條松散，有利于產(chǎn)生更多的邊緣纖維，增大包纏 纖維數(shù)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第一噴嘴采用6 0 m m 時(shí)，成紗強(qiáng)力可以得到提高。通 過(guò)旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，第一噴嘴加長(zhǎng)后( 6 0 r a m ) ，并選用適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，可有效地 增加純棉噴氣紗的成紗強(qiáng)力。 渦流紡和管道紡也是利用氣流加捻的自由端紡紗技術(shù)，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)其進(jìn) 行了研究，主要集中在成紗結(jié)構(gòu)的研究、紡紗裝置的優(yōu)化和改進(jìn)及其流場(chǎng)的測(cè)試 分析方面。 大量研究證實(shí)管道紡不僅能成功地紡1 0 0 的純棉紗，而且其成紗內(nèi)緊外松， 比摩擦紡成紗內(nèi)緊外松結(jié)構(gòu)合理。陳克彰等人列“0 4 1l 對(duì)管道紡紗的加捻過(guò)程作 了分析，通過(guò)受力分析，采用電子顯微鏡等實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了管道紡成紗結(jié)構(gòu)內(nèi)松 外緊，同時(shí)對(duì)管道紡紗裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究和優(yōu)化，研究了在管道紡紗 機(jī)上不添加機(jī)構(gòu)而進(jìn)行包芯紗的紡制，分析了其包芯紗的成紗機(jī)理，證實(shí)了棉纖 維能夠均勻地、完全地包覆在芯紗絲的周?chē)?渦流紡和噴氣紡一樣，屬于氣流加捻。但是噴氣紡為正壓紡紗，渦流紡為負(fù) 爪紡紗，它依靠外界向負(fù)壓渦流管內(nèi)切向補(bǔ)風(fēng)而產(chǎn)牛剮轉(zhuǎn)渦流加捻的。唐衍朔等 青島大學(xué)碩士論文 人【4 2 l 介紹了渦流紡紗的基本原理，對(duì)渦流加捻器中旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的形成、纖維環(huán)的 凝聚與剝?nèi)∽隽酥攸c(diǎn)簡(jiǎn)述。綦明正，邢明杰等人1 4 。4 4 j 通過(guò)渦流紡紗機(jī)渦流管的 改進(jìn)，使紡紗效果有較大改善，用管式針頭針對(duì)渦流管流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，用空氣動(dòng) 力學(xué)原理進(jìn)行分析，找出在凝棉區(qū)徑向，軸向和切向速度和壓力的分布規(guī)律；得 出纖維環(huán)形成，存在的根據(jù)和分析，分析了加捻過(guò)程，完善了渦流紡的成紗機(jī)理。 近幾年來(lái)，邢明杰，楊磊 4 3 4 6 1 等對(duì)自由端噴氣紡做了大量研究，在自由 端噴氣紡的成紗機(jī)理和紗線結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)方面有獨(dú)到的見(jiàn)解。指出自由端噴氣紡是 一種實(shí)用的有發(fā)展?jié)摿Φ男滦图徏喎椒ā?自由端紡紗噴氣紡紗的研究表明，自由端紡紗加真捻的成紗機(jī)理有利于改善 成紗質(zhì)量，適用于純棉紡紗，克服了傳統(tǒng)噴氣包纏紡紗的局限性。自由端紡紗還 處于起步階段，需要對(duì)其進(jìn)一步研究，以使這種方法的成紗質(zhì)量有較大的提高， 適紡范圍更廣。 第五節(jié)課題意義與主要研究?jī)?nèi)容 國(guó)內(nèi)對(duì)渦流噴氣紡也有一些研究，但目前仍不夠成熟。本課題擬通過(guò)對(duì)自由 端噴氣紡的成紗工藝及成紗結(jié)構(gòu)形態(tài)、紗條特性作進(jìn)一步的研究探索，推動(dòng)渦流 噴氣紡紗技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展。 由于m v s 適紡純棉紗，故本課題通過(guò)對(duì)m v s 成紗工藝加以分析，對(duì)影響純棉 紗成紗強(qiáng)力的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探討，以改善成紗質(zhì)量，主要是提高純棉紗成紗強(qiáng)力 和條干均勻度。同時(shí)根據(jù)自由端噴氣紡紗的成紗結(jié)構(gòu)和紗線特性，對(duì)紗線結(jié)構(gòu)模 型進(jìn)行比較合理的描述。 1 。選擇合適的紡紗工藝參數(shù)：運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和方法尋找出合適的紡 紗工藝參數(shù)，以提高紗線強(qiáng)力和減少紡紗時(shí)的廢纖率。主要從前羅拉的鉗口到空 心錠口的距離、紡紗速度、噴嘴氣壓配置、牽伸倍數(shù)等進(jìn)行研究，使單紗強(qiáng)力達(dá) 到預(yù)期的目標(biāo)。 2 通過(guò)成紗纖維照片，對(duì)纖維在紗線中的排列形態(tài)、包纏纖維的量以及對(duì) 芯纖維纏繞的緊密度進(jìn)行分析。 3 根據(jù)纖維在加捻成紗過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)紗中纖維排列、加捻區(qū)纖維 進(jìn)行描述，總結(jié)出自由端噴氣紗結(jié)構(gòu)模型。 4 通過(guò)和環(huán)錠紗的比較，對(duì)紗線的各方面性能進(jìn)行測(cè)定，從而全面的認(rèn)識(shí) 所研究的自由端噴氣紗的特性。 第二章m v $ 成紗機(jī)理 第二章自由端噴氣紡( m v s ) 成紗機(jī)理 第一節(jié)紡紗機(jī)器介紹 m v s 是m u r a t u e cv o r t e xs p i n n e r 的簡(jiǎn)稱，是日本村田公司在噴氣紡的基礎(chǔ) 上發(fā)展起來(lái)的新一代噴氣紡紗機(jī)( 我們稱自由端噴氣紡紗機(jī)) 。 m u r a t a 紡機(jī)是村田公司為了彌補(bǔ)噴氣紡紗體系對(duì)纖維長(zhǎng)度的適應(yīng)性差，只能 加工生產(chǎn)滌綸等等長(zhǎng)度的化纖紗或者生產(chǎn)滌棉等混紡紗，不能生產(chǎn)純棉紗的不足 而研制的一種新型紡紗機(jī)。 州s 噴氣紡紗機(jī)包括牽伸、渦流加捻、空心錠子、成紗、卷繞等部分。其成 紗機(jī)理為：經(jīng)牽伸后的纖維束從前羅拉鉗口輸出，立即進(jìn)入與前鉗口距離很近的 螺旋形空氣噴管，被噴管中穩(wěn)定的渦流控制在一起，纖維束在噴管中向前運(yùn)動(dòng)到 達(dá)噴管尾端并伸出到噴管嘴的突出部分，在螺旋形噴管中高速回轉(zhuǎn)的渦流使纖維 束加捻。紗體加捻經(jīng)過(guò)噴嘴后，纖維末端因渦流作用而擴(kuò)張，經(jīng)過(guò)空心錠子捻搓 作用后旋轉(zhuǎn)到纖維紗芯上，加捻作用完成。該噴氣紡紗機(jī)改變了噴氣紗強(qiáng)力低較 的弱點(diǎn)，尤其是成紗機(jī)理的變化，1 8 s 與m j s 的區(qū)別是，m r s 采用單一噴嘴技術(shù)， 兩種體系生產(chǎn)的紗線結(jié)構(gòu)完全不相同，m v s 屬于真捻結(jié)構(gòu)，m j s 屬于包纏紗結(jié)構(gòu)。 從而m r s 可以加工純棉紗，這被稱為是噴氣紡的新突破。 下面我們就以n o 8 5 1 為例介紹m v s 紡紗結(jié)構(gòu)及特征： n o 8 6 1 的紡紗速度為4 5 0 米分鐘，是世界上紡紗速度最快的紡紗機(jī)，高于 m j s ( 噴氣紡) 的3 0 0 米分鐘的紡紗速度，與環(huán)錠紡相比是其2 0 倍，與轉(zhuǎn)杯紡 相比是其3 倍。 工序一體化：粗紗，細(xì)紗，絡(luò)筒工序的一體化，最小限度地控制了人員的配 置，電力消耗，保全工時(shí)等運(yùn)轉(zhuǎn)成本，從而節(jié)約了總成本。節(jié)省占地面積和節(jié)省 勞動(dòng)力。如下圖2 1 所示： 青島大學(xué)碩士論文 棉潦輪 棺 廣j 囤墮互 圈耍e 圖2 1粗紗細(xì)紗絡(luò)筒工序一體化 集中管理：m s c ( 村田電子清紗器) 和v o s ( 可視化智能主控電腦系統(tǒng)) 的聯(lián) 合使用，使該機(jī)器的操作及管理更加簡(jiǎn)潔。m s c 是為了準(zhǔn)確精密的檢測(cè)成紗的 質(zhì)量而開(kāi)發(fā)的電子清紗器。m s c 具有多種多樣的設(shè)定范圍，可以進(jìn)行更加精密 的檢測(cè)并準(zhǔn)確地反饋給v o s ，并通過(guò)附加使用m s c f ( 異性纖維檢測(cè)裝置一選擇 件) ，可以進(jìn)行異性纖維及異物的檢測(cè)。v o s 是通過(guò)村田機(jī)械公司的專有知識(shí)和 積累的技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的具有更優(yōu)越的操作性和靈活性的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。用容 易觀看的大型彩色液晶畫(huà)面顯示運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，紗線質(zhì)量管理，運(yùn)轉(zhuǎn)管理，維修等各 種數(shù)據(jù)的圖形。并且還可以用于生產(chǎn)和質(zhì)量的趨勢(shì)分析。該系統(tǒng)主要功能有；調(diào) 節(jié)紡紗參數(shù)( 包括紡紗速度，總牽伸比，主牽伸比，喂入比，卷繞比和紡紗狀況 等的調(diào)節(jié)) ，紡紗質(zhì)量管理( 除單紗強(qiáng)力外的所有紗線質(zhì)量管理，包括去除疵點(diǎn)， 去除粗節(jié)紗，細(xì)節(jié)紗，細(xì)紗均勻度，指數(shù)變動(dòng)的測(cè)定，紗疵分析儀，長(zhǎng)短周期條 干不勻，異物檢測(cè)機(jī)頭等) ，生產(chǎn)管理( 計(jì)算機(jī)各種原因損失效率，先是效率下 降原因，顯示生產(chǎn)效率，總體生產(chǎn)效率，絡(luò)筒數(shù)，定長(zhǎng)卷繞控制，安全管理( 包 括保養(yǎng)接頭裝置，保養(yǎng)絡(luò)簡(jiǎn)裝置，牽伸羅拉不良，不i _ f 常錠子調(diào)查，不良棉條調(diào) 查等) 。 連貫的紡紗工序，人性化的簡(jiǎn)易操作：m v s 可以進(jìn) 1 ：從棉條到筒紗的直接 紡紗，所以與需要幾道紡紗工序的環(huán)錠紡相比，操作管川支質(zhì)量管理更為易行。 v o s jt 3 , 計(jì)變頻控制的牽伸輥進(jìn)行簡(jiǎn)單準(zhǔn)確的毆定，從j 。以進(jìn)行穩(wěn)定的高質(zhì) 豢蒜囂博h 啊 第二章m v s 成紗機(jī)理 量的紡紗。在紡紗單元由外側(cè)纖維包纏中心纖維的獨(dú)特的紗的結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)出 富于功能性，流行性的v o r t e x 紗。具有a d 搭載自動(dòng)接頭裝囂，可以通過(guò)v o s 調(diào)整吹捻器的接頭時(shí)間，控制最佳的自動(dòng)絡(luò)筒時(shí)間周期，及有效的減少接頭失誤， 提高生產(chǎn)效率。m v s 以人類(lèi)工程學(xué)為設(shè)計(jì)得的基礎(chǔ)，方便操作人員的運(yùn)轉(zhuǎn)和保 全，有助于提高效率。配有自動(dòng)清除落棉真空箱，將落棉自動(dòng)排出，不需要人 工清除落棉真空箱。 第二節(jié)紡紗過(guò)程 m v s 紡紗機(jī)是在噴氣紡紗機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型紡紗機(jī)，彌補(bǔ)了噴氣 紡紗系統(tǒng)的一些不足。m v s 與m j s 的區(qū)別是m v s 采用單一噴嘴技術(shù)，兩種體 系生產(chǎn)的紗線結(jié)構(gòu)完全不同，m v s 屬于真捻結(jié)構(gòu)，m j s 屬于包纏紗結(jié)構(gòu)。對(duì)于 噴氣紡，其渦流系統(tǒng)有一牽伸部件，用于加工并條后的條子。在紡紗區(qū)沒(méi)有可移 動(dòng)部件。然而渦流紡沒(méi)有采用假捻技術(shù)，在牽伸部件和成紗點(diǎn)之間，纖維被平行 輸送。這種傳輸過(guò)程中，一定纖維的頭端從纖維束主體伸出。這些纖維端在進(jìn)人 中空錠子時(shí)，通過(guò)渦流空氣作用，在不旋轉(zhuǎn)的紗芯周?chē)玫郊幽怼：蛧姎饧徬啾龋?這種紡紗方法使表面纖維的數(shù)量得到顯著增加，如包纏纖維的含量達(dá)到3 0 一 5 0 。這對(duì)棉紗強(qiáng)力有積極的影響。因此，渦流紡比氣流紡更適合于棉紗，尤其 是2 0 一5 0 英文的中等紗支。因此，m v s 紡紗技術(shù)是一個(gè)新的突破。 m v s 紡機(jī)是棉條喂入并經(jīng)過(guò)四羅拉( 或者五羅拉) 牽伸機(jī)構(gòu)牽伸后達(dá)到需要 的紗線支數(shù)的須條，從前羅拉引出的纖維被吸入到噴嘴并集聚在一個(gè)釘狀突出物 上，釘狀突出物伸入到空心錠子的上口，在集聚時(shí)，纖維被針狀物牽引進(jìn)入空心 錠子中，在集聚點(diǎn)纖維尾部沿噴嘴內(nèi)側(cè)在高速回轉(zhuǎn)渦流的作用下升起，使纖維分 離并沿著錠子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)纖維被牽引到錠子內(nèi)時(shí)，纖維沿著錠子的回轉(zhuǎn)而獲得一定 捻度。纖維束沿著錠子包纏的角度及回轉(zhuǎn)角度都是可以控制的，實(shí)現(xiàn)了高速紡紗 并獲得真捻。 高速回轉(zhuǎn)的渦流只作用在纖維上，與前羅拉引出纖維的功能一起形成對(duì)纖維 的加捻作用。因此高速回轉(zhuǎn)的渦流除了完成加捻任務(wù)外，并不影響紗線支數(shù)的高 低。由于m v s 紡紗體系的基礎(chǔ)“v o r t e x ”氣流對(duì)纖維的加工，纖維受到具有聲速 的噴氣渦流及卷取羅拉作用而形成真捻，這種特殊的加捻作用是其他紡紗機(jī)械不 能取代的，高的紗線回轉(zhuǎn)速度下的成紗結(jié)構(gòu)比環(huán)錠紗線結(jié)構(gòu)緊密，因而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定， 使印染加工后的最終紡織品具有很多優(yōu)點(diǎn)。自由端噴氣紡紗技術(shù)適應(yīng)性廣，可以 加工不同長(zhǎng)度的短纖混紡紗，生產(chǎn)質(zhì)量比較高。采用空氣捻接接頭法，在紡紗過(guò) 程中纖維從牽伸裝置進(jìn)入噴嘴內(nèi)部，接頭動(dòng)作即自動(dòng)完成。 由j ：渦流紗特性的決定，對(duì)于纖維種類(lèi)及纖維長(zhǎng)度郜分別有一定的要求，掘 訃乍j 。渦流紗企業(yè)報(bào)道的資料表明，q - j 。渦流紗嬰川k 絨伸，而且紡紗技術(shù)適 青島大學(xué)碩士論文 于在1 8 英支至4 5 英支范圍內(nèi)。m v s 8 6 1 紡紗機(jī)的紡紗支數(shù)及適紡纖維長(zhǎng)度比 m v s 8 5 1 有了一定改進(jìn)。這種紡紗質(zhì)量特性中，除了紗線強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率比環(huán)錠紗 低以外，其他毛羽，起球性等項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均比環(huán)錠紗好，甚至有些指標(biāo)還要比緊 密紗好。 圖2 。2 m v s 紡紗原理圖 m v s 紡紗系統(tǒng)的整個(gè)紡紗過(guò)程是全自動(dòng)連續(xù)的，受到電子系統(tǒng)的監(jiān)控，可 以自動(dòng)去除檢測(cè)出的紗疵，并啟動(dòng)自動(dòng)接頭裝景將斷紗接起。紡紗質(zhì)量也受到逐 錠監(jiān)控，若出現(xiàn)有問(wèn)題的錠子，可以單錠自動(dòng)停止紡紗。 第三節(jié)自由端噴氣紡( m v s ) 成紗機(jī)理分析 普通噴氣紡的成紗機(jī)理，只能紡制較長(zhǎng)長(zhǎng)度的纖維，在紡純棉紗時(shí)強(qiáng)力較低。 在假捻包纏結(jié)構(gòu)的紗中，承負(fù)荷的主要是伸直平行的芯纖維，纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)，纖 維問(wèn)的摩擦岡數(shù)越大，芯纖維能承擔(dān)的負(fù)荷越大，成紗強(qiáng)力也就越大。由于棉纖 維本身的性能無(wú)法調(diào)整，進(jìn)一步提高純棉噴氣紗的強(qiáng)力是棚“1 困難的。為了改變 現(xiàn)存噴氣乜縱紡紗強(qiáng)力偏低的不足，必須對(duì)噴氣紡紗成紗 l t * l ! 進(jìn)行改變。為了能 在噴氣紡紗 1 j li ：適紡純棉噴氣紗，提高噴氣紡紗機(jī)的適紡r i f 朗i 成紗質(zhì)量，村陽(yáng) 第二章m v s 成紗機(jī)理 公司對(duì)噴氣紡紗機(jī)的噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變，把噴氣紡升級(jí)為自由端噴氣紡。 從噴氣紗的結(jié)構(gòu)我們可知：外包纖維包纏在幾乎平行的紗芯周?chē)瑢?duì)紗芯產(chǎn) 生向心壓力增強(qiáng)了纖維間的摩擦抱合力，從而形成紗的強(qiáng)力。理想的優(yōu)質(zhì)的噴氣 紗的結(jié)構(gòu)必須是紗的任何一個(gè)截面紗芯和包纏纖維在數(shù)量上要保持一定比例，并 且使包纏纖維要按適當(dāng)螺距、角度和張力對(duì)紗芯進(jìn)行包纏。但是，噴氣包纏紡的 噴嘴只產(chǎn)生徑向的旋轉(zhuǎn)力矩，對(duì)由前羅拉送出的帶狀纖維束的兩側(cè)游離出少量頭 端自由纖維進(jìn)行包纏，而不能產(chǎn)生更多的頭端自由纖維，在噴嘴的作用下芯部纖 維束得不到充分的加捻，以至于芯部纖維束只獲得少量的捻度。也就是說(shuō)，噴氣 包纏紡紗的噴嘴結(jié)構(gòu)，氣流只是在二維平面上產(chǎn)生作用。 要使單纖維相互結(jié)合成具有一定強(qiáng)度的紗線，則纖維間必須有兩種力的作 用，一是徑向凝聚力，它使纖維不脫離紗線表面；另一方面是軸向凝聚力，使紗 線具有一定強(qiáng)力