转杯纺假捻盘假捻模型建立及作用机理分析

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假捻盘是转杯纺纱过程中重要的固定元件,其对于纱条在转杯中的运动过程以及受力情况都有着不可替代的作用。前人对于假捻盘作用的研究并不完善,在对假捻盘的假捻研究上也没有很好地揭示假捻盘假捻作用的整个过程,而对于假捻盘的阻捻以及捻陷作用也未达成共识。同时,多数的研究停留在理论阶段,并未有相关的实验验证。本文重点就假捻盘对纱条的假捻、阻捻以及捻陷作用方面作了深入的理论分析,又结合相关的模拟实验进行验证,建立了一个相对完善的假捻盘作用体系,对转杯纺生产实践有很好的参考作用。论文主要就以下几方面进行了研究工作:首先,提出了转杯纺纺纱器中纱条的公转运动以及白转运动的概念,明确了只有公转运动才会使得纱条产生真捻,而纱条绕自身轴线的转动只会产生假捻。其次,将假捻盘的假捻作用与一般过程的假捻作用进行了区分,将假捻盘的假捻作用归属于线假捻,并做了一定的理论分析,推导出了假捻盘作用于静态纱条过程的相关公式,即认为假捻盘两端的纱条捻度比大小不仅与纱条长度(S与L)有关,而且受到假捻盘半径(r0)的影响,计算得到纱条捻度比为2.85。同时,设计并制作了相关实验装置,采用黑白纱条替代转杯纱来进行实验,测得了不同假捻盘转速下纱条捻度比数值。实验有效地证明了假捻盘的假捻作用是不同于一般假捻过程的,而实验数据也与推导的相关公式吻合。再者,对假捻盘作用于动态纱条的过程进行了相关的理论分析,推导得到了纱条的张力与纱条假捻捻度相关的作用公式即认为纱条的假捻捻度与假捻盘两端纱条张力差(To-Tπ/2)、纱条半径(r)、周向与轴向摩擦速度比(tanβ)以及纱条本身属性(GI)有关。所进行的假捻盘作用于动态纱条的实验验证,在对于快速运动中的黑白纱条捻度获取困难的问题上,采用了频闪摄影的方法,快速准确地在线获得了纱条的假捻捻度。实验测试显示假捻盘转速由200r/min提高到1600r/min时,假捻捻度由5.1捻/1Ocm增大到21.3捻/l0cm。而计算显示假捻盘转速由200r/min提高到1600r/min时,假捻捻度由3.6捻/l0cm增大到18.6捻/1Ocm。实验很好地证明了所推导公式的正确性,即获取了一种只测试纱条张力便能计算纱条假捻捻度的方法,这对在线获取假捻捻度,调控纱条张力有很好的指导意义。最后,对假捻盘作用于纱条的阻捻和捻陷作用进行了相关理论分析,否定了假捻盘的阻捻作用,即认为捻度不会从转杯内的纱条传递至转杯外。又通过模拟实验对假捻盘作用于静态纱条的捻陷过程进行了分析,得到了纱条捻陷作用发生时捻度传递的过程,在重锤质量为5g时,观测到当公转圈数达到27转时,捻陷现象便会出现,而重锤质量为l0g或15g时,当公转圈数达到36转时,捻陷现象才会出现。
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