环锭纺纱钢领、钢丝圈系统的动态性能分析

摘要

环锭纺纱工艺至今已有近180年的历史，尽管自20世纪50年代以来，出现了多种形式的新型纺纱方法，如转杯纺、喷气纺、摩擦纺、静电纺、涡流纺等，突破了钢领、钢丝圈的限制，大大提高了生产效率。但是，环锭纺纱机由于价格低、纺纱质量好、适纺范围广等优点，目前在世界各国的纺纱技术中仍占主导地位，并将在今后相当长的时期内发挥重要作用，在我国尤其如此。 钢领、钢丝圈是环锭纺纱机上的关键专用配件，与锭子配套共同完成纱线的加捻和卷绕，其质量的好坏及配套是否合理，直接关系到纺纱质量、生产效率及纺纱厂的经济效益。随着高速纺纱锭子的推出及逐渐成熟，钢领、钢丝圈已成为限制环锭纺纱机纺纱速度的主要障碍之一。 通过对钢领、钢丝圈的调研、分析发现制约其高速的主要因素是源于对钢丝圈的受力及运动的研究不够深入，从而导致不能设计出具有最优几何形状的钢领、钢丝圈。 本文首先根据达朗贝尔原理采用动静法，对钢丝圈进行受力分析，结果表明，空气阻力及哥氏惯性力对钢丝圈的受力影响显著，认为随着纺纱向高速化方向发展及对纱线质量要求的不断提高，今后的研究中应考虑空气阻力及哥氏惯性力的影响。然后从理论上分析了考虑空气阻力影响时的钢丝圈三维倾斜运动，并借助于数码高速摄影手段对理论分析的结果进行验证。 在对钢丝圈进行受力及运动分析的基础上，结合对国内常用平面钢领、钢丝圈几何形状的研究，提出了钢领、钢丝圈配合设计、制造的理念，从而更有利于钢领、钢丝圈的配套使用和管理，使其优良纺纱性能得以充分发挥。另外通过对钢丝圈安装过程的分析，提出了更为合理的钢丝圈安装方法，从而避免了安装过程中对钢领、钢丝圈接触区域的损伤。 本文对钢领、钢丝圈受力及运动机理的深入研究为新型钢领、钢丝圈的设计奠定了理论基础。本文提出钢领、钢丝圈配合设计的理念，便于钢领、钢丝圈的使用和管理，并可作为其设计的依据。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1选题背景

1.2主要研究内容

1.3研究方法

第二章钢领、钢丝圈的发展及研究概况

2.1钢领、钢丝圈的作用

2.2钢领、钢丝圈的发展

2.2.1钢丝圈的发明及其速度的变化

2.2.2新型钢领、钢丝圈

2.3钢领、钢丝圈的研究现状

2.3.1钢领、钢丝圈的磨损机理研究

2.3.2钢领、钢丝圈的配合研究

2.3.3钢领、钢丝圈儿何形状的研究

2.3.4钢丝圈的运动状态

2.3.5钢领、钢丝圈的摩擦力测试与分析

第三章钢丝圈受力及气圈底端张力分析

3.1钢丝圈受力分析中相关参数的确定

3.1.1纱线在钢丝圈上包围角的计算

3.1.2离心力的确定

3.1.3钢丝圈与钢领的接触点问题

3.1.4钢丝圈重力的讨论

3.2考虑空气阻力及哥氏惯性力影响时的气圈底端张力分析

3.2.1钢丝圈运行过程中的受力分析

3.2.2平衡方程式及其求解

3.2.3 讨论

3.3钢领、钢丝圈间摩擦力的计算与分析

3.3.1钢领、钢丝圈间摩擦系数的计算

3.3.2钢领、钢丝圈间正压力的计算

3.3.3钢领、钢幺圈间摩擦力的计算

第四章钢丝圈的运动分忻

4.1钢丝圈的倾斜运动分析

4.1.1钢丝圈在子午面上的外脚下沉

4.1.2钢丝圈在水平面上的外脚超前

4.1.3钢丝圈在横切面上的整体前倾

4.1.4钢丝圈运行中的纱线通道

4.2高速摄影技术的应用

4.2.1高速摄影系统

4.2.2钢丝圈高速摄影测试及其分析

第五章钢领、钢丝圈的几何形状分析

5.1常用平面钢领、钢丝圈形状及尺寸

5.1.1钢领的尺寸及分类

5.1.2平面钢领用钢丝网的分类

5.1.3平面钢领用钢丝圈的形状及尺寸

5.2钢领、钢丝圈的儿何形状探讨

5.2.1平面钢领横截面相关尺寸的确定

5.2.2钢丝圈尺寸的确定

5.3钢领的截面测量及三维模犁重建

5.3.1试验环境简介

5.3.2钢领测量数据文件的格式转化

5.3.3钢领的三维模型重建

第六章总结与展望

6.1主要研究成果和创新点

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢