降低筒纱毛羽的理论与应用研究

摘要

本文在研究与分析假捻原理的基础上，设计了一套涡流喷嘴，用于纱线毛羽的控制。由于纱线毛羽产生于纺纱工序，增长于络筒工序，因此将喷嘴安装在SAVIO自动络筒机上。 通过分析影响喷嘴中纱线气圈转速的因素，合理设计与选取了涡流喷嘴的各参数值。当纱线经过喷嘴后，表面毛羽显著减少，这可以理解为当纱线进入喷嘴之前受到反向气流作用被解捻，而当纱线离开喷嘴时，纱线在正向气流的作用下，捻度增加、纱身缠紧，表面毛羽包缠或卷入纱体中，从而实现减羽。通过分析喷嘴气室、喷孔、纱道内的气体运动状态，可以得出纱道内沿径向分为似固体旋转区和势流旋转区，在似固体旋转区纱线像刚体一样绕纱道轴线旋转，而在势流旋转区纱线并不旋转，这样纱线表面的毛羽在公转的同时自转实现包缠。分析纱线在纱道内的受力情况，从理论上推导出纱线气圈的转速方程。选择影响纱线气圈转速的因素，即选择喷孔直径、纱道直径、气压等为变化因子，利用二次回归正交设计实验，得到关于纱线毛羽(≥3mm)指数的二次回归方程。分析各因子对毛羽指数的影响，同时以纱线毛羽指数为目标函数，根据最优化理论，选用不等式约束条件的最优化方法编制优化程序，对纱线毛羽指数的回归方程进行寻优计算，可得到毛羽指数最小时的喷嘴结构参数的组合。 通过本课题的研究，制造出能解决长期困扰企业毛羽问题的涡流喷嘴。但是当纱线经过喷嘴时，纱线表面的毛羽在气流的作用下伏贴在纱体表面，这将会导致在很短长度内的纤维聚集，纱线的条干CV％值，尤其是粗节略有增加。

目录

文摘

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学位论文的主要创新点

第一章绪论

1.1前言

1.1.1毛羽定义

1.1.2毛羽的形态

1.1.3毛羽的分布

1.1.4纱线毛羽的测试

1.1.5纱线毛羽的指标

1.2毛羽产生的原因、危害及减羽方法

1.2.1毛羽的产生

1.2.2毛羽的危害

1.2.3减少毛羽的方法

1.3课题的提出、目的和意义

1.3.1课题的提出

1.3.2目的

1.3.3意义

第二章喷嘴减羽机理

2.1络筒机上喷嘴减羽机理

2.2纱线在络筒机上减羽过程分析

第三章减羽装置的设计与研究

3.1减羽喷嘴工艺参数的选择

3.1.1纱道直径

3.1.2喷孔直径

3.1.3喷孔角度(喷射角)

3.1.4喷孔数

3.1.5表压

3.2减羽装置的结构设计

3.2.1减羽装置的总体设计

3.2.2各组成部分设计图

3.3零件的安装和调试

3.3.1零件的安装要求

3.3.2所用仪器型号及数量

3.4表压的选择

第四章减羽喷嘴内气体状态分析

4.1喷孔中气体流动特性

4.1.1喷射速度

4.1.2流量

4.2纱道内速度分布特性

4.2.1切向速度分布

4.2.2径向速度分布

4.2.3轴向速度分布

4.3纱道内压力分布特性

4.3.1势流旋转区的压力分布

4.3.2似固体旋转区的压力分布

第五章纱线在减羽喷嘴内的运动状态分析

5.1纱线在纱道内的受力分析

5.2纱线在纱道内的运动状态

5.2.1纱线气圈的形成

5.2.2纱线运动状态

5.2.3纱线的气圈转速

5.2.4纱线气圈波动微分方程

5.3减羽喷嘴减少毛羽的可行性分析

第六章试验设计及优化分析

6.1试验安排

6.1.1编制变量水平，绘制因子水平的编码表

6.1.2试验设计及分析

6.2试验的测试结果及比较

6.2.1试验的测试结果及比较

6.2.2纱线强力测试结果及分析

6.3试验数据的优化

6.3.1回归计算

6.3.2回归方程的检验

6.4各因子对毛羽指数值的影响

6.4.1纱道直径对毛羽指数的影响

6.4.2喷孔直径对毛羽指数的影响

6.4.3表压对毛羽指数的影响规律

6.4.4喷孔直径、纱道直径对毛羽指数的影响

6.5喷嘴结构及参数的最优化设计

6.5.1优化约束条件

6.5.2优化程序

6.5.3最优喷嘴结构参数组合

6.6喷嘴结构设计原则

结论

参考文献

发表论文

附录

致谢