集聚紡紗原理

前言

　　自1828年環(huán)錠紡紗機(jī)誕生以來(lái)，基于其牽伸、加捻、卷繞原理的合理性，及其產(chǎn)品適應(yīng)性廣、成紗質(zhì)量好，使得該技術(shù)在近兩個(gè)世紀(jì)始終占據(jù)著紡紗的主導(dǎo)地位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)錠紡技術(shù)也發(fā)生了相應(yīng)變革，如賽絡(luò)紡、賽絡(luò)菲爾紡、索羅紡（纜型紡）等新型環(huán)錠紡紗技術(shù)在產(chǎn)品風(fēng)格方面實(shí)現(xiàn)了延伸?！　‘?dāng)前我國(guó)環(huán)錠紡已超過(guò)了1億紗錠，占世界產(chǎn)能的45％以上。條干、結(jié)雜、品質(zhì)指標(biāo)等紗線技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)得到有效控制，而紗線毛羽引發(fā)的面料質(zhì)量問(wèn)題愈加突顯，低強(qiáng)度、高平滑纖維的紗線難以承受高速織造的強(qiáng)力需求。環(huán)錠紡紗線的纖維平行伸直度較差，導(dǎo)致紗體中纖維利用系數(shù)較低，直接影響成紗強(qiáng)力；過(guò)長(zhǎng)過(guò)多的毛羽會(huì)使產(chǎn)品易產(chǎn)生棉結(jié)或毛粒，給后續(xù)生產(chǎn)帶來(lái)很多工藝難題，并對(duì)最終產(chǎn)品產(chǎn)生負(fù)面影響。如何解決毛羽問(wèn)題，尤其是減少3mm以上棉型、5mm以上毛型有害毛羽，已成為紡紗行業(yè)迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題?！　〖喚€毛羽產(chǎn)生的因素很多，但環(huán)錠紡紗線毛羽產(chǎn)生的根本原因是存在加捻三角區(qū)。纖維在加捻三角區(qū)內(nèi)由于紡紗張力的作用產(chǎn)生徑向壓力，纖維在三角區(qū)不同位置上因受力不同而導(dǎo)致內(nèi)外反復(fù)轉(zhuǎn)移，當(dāng)纖維端部不再受張力作用時(shí)就在紗體表面形成毛羽。減少紗線毛羽、增加紗線強(qiáng)度、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，是多年來(lái)業(yè)內(nèi)研究人員的孜孜所求。集聚紡紗技術(shù)正是基于消除傳統(tǒng)環(huán)錠紡加捻三角區(qū)的缺陷而研究開發(fā)的新型環(huán)錠紡技術(shù)?！　?0世紀(jì)80年代末，Ernst Fehrer博士提出旨在消除加捻三角區(qū)以提高紗線品質(zhì)的集聚紡紗技術(shù)，國(guó)際各大紡機(jī)制造商、研發(fā)機(jī)構(gòu)紛紛投入大量人力、物力研制集聚紡紗裝置。自1999年巴黎：ITMA上第一臺(tái)集聚紡裝置展出至今，集聚紡紗線以其獨(dú)特的紡紗原理、優(yōu)越的成紗性能、顯著的經(jīng)濟(jì)效益得到紡織界人士的普遍關(guān)注，發(fā)展極為迅猛，成為環(huán)錠紡最具標(biāo)志性的技術(shù)進(jìn)步?！　≡摃髡咴趯?duì)集聚紡進(jìn)行長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上，對(duì)目前市場(chǎng)上該類系統(tǒng)的四種主流形式一一網(wǎng)格圈型、網(wǎng)眼羅拉型、打孔膠圈型、氣流槽聚型——進(jìn)行機(jī)理性研究。對(duì)于一個(gè)給定的研究目標(biāo)圖形，采用GAMBOIT軟件進(jìn)行三維計(jì)算幾何圖形的生成，并進(jìn)行網(wǎng)格化處理；采用Fluent軟件對(duì)相應(yīng)的計(jì)算對(duì)象進(jìn)行邊界條件的確定，再進(jìn)行集聚流場(chǎng)的數(shù)值模擬；采用模擬場(chǎng)的數(shù)值分布進(jìn)行數(shù)值量的提取，進(jìn)行集聚過(guò)程的纖維受力的數(shù)值計(jì)算；通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)，對(duì)理論研究結(jié)論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

內(nèi)容概要

　　本書綜合闡述了各類集聚紡紗技術(shù)的特點(diǎn)及其作用原理，從理論上進(jìn)行了多方位、多種類的系統(tǒng)研究，并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析。其主要涉及采用三維精制圖技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算流體力學(xué)，進(jìn)行纖維束集聚過(guò)程的數(shù)值模擬；采用分層模型計(jì)算方法，對(duì)纖維微觀集聚過(guò)程進(jìn)行力學(xué)計(jì)算；采用張力傳遞原理，進(jìn)行集聚槽阻捻機(jī)理的研究分析。同時(shí)，還對(duì)采用不同集聚方法的紗線特性進(jìn)行專題實(shí)驗(yàn)，并對(duì)相應(yīng)紗線進(jìn)行相應(yīng)物理量的測(cè)試對(duì)比分析。書中的這些研究成果已初步從理論和實(shí)踐上揭示了集聚紡紗技術(shù)較深層次的機(jī)理及其實(shí)質(zhì)，企盼給讀者對(duì)這種紡紗技術(shù)有一個(gè)新的科學(xué)認(rèn)知，便于讀者進(jìn)一步進(jìn)行研究分析?！　”緯婕邦I(lǐng)域較新，應(yīng)用研究的手段也較新，可供大專院校師生和科研院所的研究人員研究或?qū)W習(xí)參考。

書籍目錄

第一章 緒論　第一節(jié) 紡紗技術(shù)歷史與基本原理　　一、紡織工業(yè)的三次飛躍　　二、紡織品的無(wú)所不能　　三、紡紗技術(shù)的發(fā)展歷程　　四、紡紗基本原理和體系　第二節(jié) 當(dāng)代紡紗技術(shù)的發(fā)展　　一、新型紡紗　　二、環(huán)錠紡紗與新型紡紗并肩前進(jìn)　第三節(jié) 環(huán)錠紡紗技術(shù)的發(fā)展方向　　一、環(huán)錠紡紗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)　　二、環(huán)錠紡紗技術(shù)的禁錮　　三、環(huán)錠紡紗技術(shù)的發(fā)展第二章 環(huán)錠紡紗加捻三角區(qū)的機(jī)理分析　第一節(jié) 環(huán)錠紡紗加捻三角區(qū)的形成　　一、須條在牽伸過(guò)程中擴(kuò)散機(jī)理　　二、環(huán)錠紡紗加捻三角區(qū)的形成　第二節(jié) 加捻三角區(qū)內(nèi)纖維受力及內(nèi)外轉(zhuǎn)移分析　　一、纖維運(yùn)動(dòng)形態(tài)與受力　　二、纖維間內(nèi)外轉(zhuǎn)移　　三、加捻三角區(qū)形狀對(duì)纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移的影響　　四、加捻三角區(qū)的形狀對(duì)紗線捻度徑向分布的影響　第三節(jié) 環(huán)錠紡加捻三角區(qū)對(duì)成紗結(jié)構(gòu)的作用和影響　　一、加捻三角區(qū)決定環(huán)錠紗線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　　二、加捻三角區(qū)——紗線毛羽的發(fā)源地　　三、加捻三角區(qū)對(duì)成紗的影響　　四、減少毛羽的措施第三章 集聚紡紗技術(shù)的誕生、優(yōu)勢(shì)和分類　第一節(jié) 集聚紡紗的誕生　　一、集聚紡紗技術(shù)的設(shè)想　　二、集聚紡紗機(jī)理和作用　　三、集聚機(jī)構(gòu)有效集聚作用的條件　第二節(jié) 集聚紡紗的優(yōu)勢(shì)　　一、紗線毛羽顯著減少　　二、成紗質(zhì)量普遍得到改善和提高　　三、給后續(xù)加工工序帶來(lái)極大的效益　　四、綜合經(jīng)濟(jì)效益的提高　第三節(jié) 集聚紡紗裝置　　一、集聚紡紗裝置分類　　二、集聚紡紗裝置的結(jié)構(gòu)和原理　　三、集聚紡紗裝置的關(guān)鍵部件第四章 集聚紡紗集聚流場(chǎng)的數(shù)值模擬　第一節(jié) 流體力學(xué)數(shù)值模擬基礎(chǔ)　　一、流體力學(xué)的基本概念　　二、計(jì)算流體力學(xué)概述　第二節(jié) 集聚紡紗中集聚流場(chǎng)的數(shù)值模擬　　一、網(wǎng)眼羅拉集聚紡紗裝置的流場(chǎng)模擬　　二、多孔膠圈集聚紡紗裝置的流場(chǎng)模擬　　三、網(wǎng)格圈集聚紡紗裝置的流場(chǎng)模擬　　四、氣流槽集聚紡紗裝置的流場(chǎng)模擬第五章 集聚紡紗的成紗機(jī)理分析　第一節(jié) 纖維須條集聚過(guò)程的力學(xué)分析　　一、單纖維模型的建立　　二、集聚區(qū)纖維動(dòng)力學(xué)分析　第二節(jié) 集聚區(qū)單纖維運(yùn)動(dòng)軌跡模擬與分析　　一、網(wǎng)眼羅拉集聚單纖維的運(yùn)動(dòng)軌跡模擬與分析　　二、多孔膠圈集聚單纖維的運(yùn)動(dòng)軌跡模擬與分析　　三、網(wǎng)格圈集聚單纖維的運(yùn)動(dòng)軌跡模擬與分析　　四、氣流槽集聚單纖維的運(yùn)動(dòng)軌跡模擬與分析第六章 集聚紡紗線性能測(cè)試與分析　第一節(jié) 網(wǎng)眼羅拉集聚紡紗線性能測(cè)試與分析　　一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)　　二、紗線微觀性能測(cè)試與分析　　三、紗線物理性能測(cè)試與分析　第二節(jié) 網(wǎng)格圈集聚紡紗線性能測(cè)試與分析　　一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)　　二、紗線微觀性能測(cè)試與分析　　三、紗線物理性能測(cè)試與分析　第三節(jié) 多孔膠圈集聚紡紗線性能測(cè)試與分析　　一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)　　二、紗線物理性能測(cè)試　第四節(jié) 氣流槽集聚紡紗線性能測(cè)試結(jié)果與分析　　一、不同負(fù)壓和紡紗張力下的集聚紡紗試驗(yàn)　　二、不同線密度集聚紡紗試驗(yàn)　　三、針對(duì)16．2tex(36英支)苧麻紗工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)　　四、紗線的外觀測(cè)試及分析第七章 集聚紡紗的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析　第一節(jié) 集聚紡紗技術(shù)綜合優(yōu)勢(shì)　　一、集聚紡紗技術(shù)效果　　二、紡紗工序的優(yōu)勢(shì)　　　　三、大大提高了后續(xù)工序加工的經(jīng)濟(jì)效益　第二節(jié) 集聚紡紗的經(jīng)濟(jì)效益　　一、投資成本的增加(網(wǎng)格圈式)　　二、運(yùn)行成本的增加(網(wǎng)格圈式)　　三、所增加的費(fèi)用對(duì)應(yīng)用集聚紡紗投資成本的數(shù)據(jù)估算　第三節(jié) 集聚紡紗的技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步分析　　一、集聚紡紗經(jīng)濟(jì)效益的來(lái)源　　二、投資集聚紡紗的風(fēng)險(xiǎn)分析第八章 集聚紡紗技術(shù)的發(fā)展前景和展望　第一節(jié) 集聚紡紗技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀　　一、國(guó)內(nèi)外集聚紡紗技術(shù)現(xiàn)狀　　二、集聚紡紗技術(shù)應(yīng)用情況　第二節(jié) 集聚紡紗技術(shù)現(xiàn)存的有待研究和認(rèn)識(shí)的問(wèn)題　　一、毛羽利弊的重新認(rèn)識(shí)　　二、集聚紡紗在工藝上要求更為嚴(yán)格　　三、投資成本和運(yùn)行成本急需降低　　四、對(duì)集聚紡紗技術(shù)及其產(chǎn)品還需進(jìn)行深層次的研究和認(rèn)知　第三節(jié) 集聚紡紗前景和展望　　一、集聚紡紗技術(shù)的發(fā)展還處于初級(jí)階段　　二、集聚紡紗技術(shù)的新發(fā)展　　三、集聚紡紗技術(shù)發(fā)展前景良好參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.對(duì)配棉的要求　　采用集聚紡紗技術(shù)，可以適當(dāng)降低配棉等級(jí)和纖維長(zhǎng)度。因采用集聚紡紗技術(shù)，所紡的品種是細(xì)特高品質(zhì)的紗線，大量的生產(chǎn)實(shí)踐證明，集聚紡紗對(duì)配棉的原料要求更為嚴(yán)格。如纖維成熟度、原料內(nèi)疵點(diǎn)，籽屑量、短絨率含量等都要有一定標(biāo)準(zhǔn)，才能保證集聚紗的高質(zhì)量高品質(zhì)及其穩(wěn)定性。甚至有人認(rèn)為：“緊密紡紗設(shè)備是基礎(chǔ)，原料及配棉合理是質(zhì)量的關(guān)鍵”?！　?.對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求　　（1）車間的溫濕度要求更為嚴(yán)格，這使空調(diào)設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用增加?！　。?）車間含塵濃度比普通紡紗車間要低。因灰塵在負(fù)壓氣流集聚作用同時(shí)會(huì)吸聚灰塵在集聚的紗條上，嚴(yán)重時(shí)極易出現(xiàn)“煤灰紗”。吸風(fēng)管的網(wǎng)眼也易堵塞，需定期清潔，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。3.對(duì)網(wǎng)格圈的要求網(wǎng)格圈是擔(dān)負(fù)對(duì)須條的集聚和載體，并在長(zhǎng)期高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，因此要求十分嚴(yán)格?！　。?）對(duì)網(wǎng)格圈的清潔：網(wǎng)格圈表面極易黏附灰塵、短絨、棉臘、油污及前紡加入的助劑等，造成網(wǎng)格圈網(wǎng)眼堵塞、吸風(fēng)不均勻，破壞集聚效果，惡化紗線條干，對(duì)網(wǎng)格圈需勤清洗，勤更換。　　（2）網(wǎng)格圈的制造目前多用特殊的錦綸（或滌綸）絲織成，要求相當(dāng)高，各處孔眼要均勻（厚薄、尺寸），內(nèi)外表面的摩擦因數(shù)差異要大，以保證摩擦傳動(dòng)的穩(wěn)定性。網(wǎng)格圈在運(yùn)轉(zhuǎn)中不能移位，不能變形，要經(jīng)過(guò)特殊處理，保持熱穩(wěn)定性，無(wú)熱伸長(zhǎng)、熱收縮及變形。　　（3）網(wǎng)格圈內(nèi)外表面受相反摩擦力作用（內(nèi)表面沿異形管運(yùn)動(dòng)與異形管表面摩擦，外表面由輸出膠輥摩擦傳動(dòng)），會(huì)造成網(wǎng)格圈經(jīng)緯方向相互移位，導(dǎo)致吸孔變形，改變吸風(fēng)的均勻性，惡化集聚效果。網(wǎng)格圈長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)（摩擦傳動(dòng)）要有高度穩(wěn)定性（熱變形及形狀）。其內(nèi)外表面摩擦因數(shù)比例要大且要穩(wěn)定，否則對(duì)被動(dòng)傳動(dòng)的網(wǎng)格圈會(huì)造成紗線質(zhì)量的嚴(yán)重后果。

圖書封面

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