可施加高频微幅波的罗拉牵伸系统的研制

摘要

纺纱技术是纺织工业的基础技术，整个纺纱过程一般要经过9种纺纱设备的加工工序。其中，短纤维束的牵伸就发生在并条、针梳、粗纱、细纱等纺纱设备上。因此，牵伸加工是纺纱工艺中最重要的工序之一。
　　 本文介绍了罗拉系统的牵伸机理，分析了罗拉牵伸过程中纤维的受力、纤维运动变速、纤维弯钩的平行和伸直条件；介绍了机械不匀波和牵伸波的产生机理，提出通过对牵伸区的短纤维束施加高频微幅波，改变纤维间的摩擦状态，消除“粘滑”现象，减弱牵伸波的影响，提高牵伸质量；基于这一设想，对高频微幅波作用下的牵伸机理做了初步分析。
　　 开发了一种可施加高频微幅波、可在线检测牵伸力的罗拉牵伸系统。在该系统中，创新性地设计了摆动罗拉的传动方案设计，突破了在线检查牵伸力的难题；牵伸力在线检测系统部分，设计了电阻应变信号的放大器电路、牵伸力检测控制电路和控制程序。
　　 在罗拉牵伸区的激振研究方面，提出了多种机械激振方法，并给出了具体的实施说明；在声波激振方面，分析了超声波的减摩机理，并对超声波消除牵伸波的方法做了探讨。
　　 通过“高频微幅波下的短纤维拉伸试验”，观察了粗纱在拉伸过程中、在高频微幅波作用下的牵伸力变化；通过“高频微幅波作用下的罗拉牵伸系统的牵伸试验”，检测了全棉粗纱在各种工艺条件下的牵伸力，并对测试结果做了分析对比。结果表明：高频微幅波振动对消除短纤维牵伸波的作用是有效的，研制的可施加高频微幅波、可在线检测牵伸力的罗拉牵伸系统的是可行的，但是前罗拉摆动机构的精度有待提高。

目录

文摘

英文文摘

第一章 概述

1.1 牵伸工艺概述

1.2 牵伸技术研究现状

1.2.1 罗拉牵伸的基础技术研究现状

1.2.2 罗拉牵伸的在线检测技术

1.2.3 纺纱工艺中的张力检测系统

1.3 课题的提出

1.3.1 本课题的研究内容：

1.3.2 本课题的研究意义：

1.4 本章小结

第二章 罗拉系统牵伸机理分析

2.1 牵伸基本概念

2.1.1 罗拉牵伸的摩擦力界

2.1.2 罗拉牵伸的基本形式

2.2 牵伸过程中的纤维运动分析

2.2.1 纤维的受力分析

2.2.2 纤维运动变速

2.3 牵伸力和握持力

2.4 纤维弯钩的平行和伸直

2.5 牵伸不匀波

2.5.1 机械不匀波的产生和消除方法

2.5.2 牵伸波的产生和消除方法

2.6 高频微幅波消除牵伸波的设想

2.7 本章小结

第三章 可在线检测牵伸力的罗拉牵伸系统设计

3.1 系统总体设计

3.1.1 现有的须条牵伸力测试装置

3.1.2 本课题的牵伸系统的设计方案

3.2 牵伸系统的机构设计

3.2.1 摆动罗拉的传动设计

3.2.2 传动带张紧

3.2.3 罗拉加压装置的设计

3.3 驱动调速系统设计

3.3.1 电机选择

3.3.2 变频调速控制方法

3.5.3 变频器的选择

3.4 牵伸力在线检测系统的设计

3.4.1 牵伸力检测系统总体方案

3.4.2 电阻应变式张力检测分析

3.4.3 传感器选型

3.4.4 应变测量放大器电路

3.4.5 牵伸力检测控制电路和控制程序设计

3.5 本章小结

第四章 高频微幅波的施加及其激振系统设计

4.1 激振方案设计

4.1.1 基于压力棒的激振方案

4.1.2 基于皮圈的激振方案

4.1.3 基于前罗拉的激振方案

4.2 机械激振器的原理

4.2.1 常见的激振器

4.2.2 HEV-20型高能激振器的原理和特性

4.2.3 激振器安装

4.3 超声波激振方案的探索

4.3.1 超声波振动减摩擦的基础原理

4.3.2 超声波对纤维的振动减摩擦分析

4.3.3 基于超声波的激振方案

4.4 本章小结

第五章 实验和分析

5.1 高频微幅波作用下的短纤维束拉伸实验

5.1.1 实验方案

5.1.2 实验结果及分析

5.1.3 短纤维束拉伸和罗拉牵伸状况的对比

5.2 高频微幅波作用下的罗拉牵伸系统的牵伸实验

5.2.1 牵伸力测试的实验方案

5.2.2 实验结果及分析

5.3 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 课题总结

6.2 未来工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文、专利及学科竞赛情况

致谢