微幅波作用下的罗拉牵伸系统牵伸机理的研究

摘要

短纤维束的牵伸是纺纱工序的基础技术，主要发生在并条、粗纱、细纱等纺织设备上，短纤维束中的“浮游纤维”引起的“牵伸波”直接导致牵伸后的短纤维束不均匀，影响后续产品的质量。减少牵伸波的技术成为现代纺织加工技术中的需要解决的重要课题。
　　 本课题基于高频微幅波消除短纤维束牵伸波的设想，围绕由罗拉牵伸装置、短纤维束和高频微幅波组成的系统，开展了以下工作:
　　 1)根据摩擦和摩擦系数的相关理论以及纤维的摩擦特性，分析了微幅波改变纤维间摩擦状态的原理，建立了微幅波作用下纤维牵伸过程的摩擦系数模型，导出了摩擦系数的影响因素。理论分析表明，微幅波减弱了纤维束的粘结性，减小了纤维间的接触面积，改变了接触状态，使纤维处于以动摩擦为主的状态，从而减小了纤维间的摩擦系数。
　　 2)基于已有罗拉牵伸数学模型，条干均匀度理论、牵伸力公式，改进了纤维在罗拉握持作用下从纤维束中抽山的力学模型，以及抽细须条所需的牵伸力的力学模型。
　　 3)在理想牵伸状态的假设条件下，对牵伸区纤维束中的不同状态的纤维分布情况进行了分类模拟确定出各种纤维的数量及其在牵伸区的长度，并通过编程进行随机取样，以模拟真实纤维束的各种纤维分布的随机性。基于纤维间相对速度为影响摩擦系数主要因素的前提下，推导出了在高频微幅波作用下罗拉牵伸力的理论模型。
　　 4)在可施加高频微幅波、可在线检测牵伸力的罗拉牵伸实验系统上，选取了多种须条样品，考虑影响牵伸的多种控制因素，进行了高频微幅波作用下的罗拉系统须条牵伸实验。采用牵伸力变化曲线、显微照片、须条均匀度检测等手段来观察和表征高频微幅波对短纤维束牵伸的影响。
　　 理论分析和实验表明:1）高频微幅波能降低纤维束中纤维之间的摩擦系数;2）高频微幅波能有效降低牵伸波，提高须条的均匀度，但对纤维的伸直状态的改善不明确。
　　 本项目扩展了罗拉牵伸中纤维的运动理论，得到高频微幅波的应用参数，但理论分析没考虑纤维弯曲形态，实验装置的精度有待提高。理论分析和实验有待深化。

目录

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摘要

第一章 概述

1．1 须条牵伸及牵伸波

1．2 控制牵伸波的相关研究

1．3 课题的提出

课题的研究内容：

课题的研究意义：

1．4本章小结

第二章 微幅波对纤维束纤维间摩擦的影响

2．1 摩擦理论

2．1．1 摩擦的分类

2．1．2 摩擦的基本特性

2．1．3 宏观摩擦理论

2．1．4 摩擦系数

2．1．5 摩擦粘滑

2．2 纤维的摩擦特征

2．2．1 纤维摩擦参数及其相互关系

2．2．2 纤维的摩擦理论

2．3 微幅波改变纤维摩擦的机理

2．3．1 微幅波改变纤维束纤维间的摩擦的理论依据

2．3．2 微幅波对纤维摩擦的影响

2．3．3 微幅波作用下的纤维摩擦系数的理论模型

2．4 本章小结

第三章 罗拉牵伸系统纤维束牵伸力的理论模型

3．1 现有的纤维束牵伸的理论分析

3．1．1 理想纱条的简化模型

3．1．2 牵伸区内纤维的运动

3．1．3 牵伸力的影响因素

3．1．4 须条牵伸对牵伸力的要求

3．2 纤维在罗拉握持作用下从纤维束中抽出的力学模型

3．3 抽细须条所需的牵伸力的力学模型

3．4 微幅波作用下罗拉系统牵伸力数学模型的建立

3．4．1 罗拉牵伸的几何模型

3．4．2 牵伸力与纤维状态

3．5 牵伸力的测试方法

3．6 本章小结

第四章 可施加微幅波的牵伸力实验系统的设计

4．1 可施加微幅波的牵伸力实验系统的总体设计

4．2 牵伸系统的机构设计

4．2．1 摆动罗拉的传动设计

4．2．2 传动带的张紧方案

4．2．3 罗拉加压装置的设计

4．3 牵伸装置驱动和调速系统的设计

4．3．1 变频调速的原理及控制方法

4．3．2 电机选择

4．3．3 变频器的选择

4．4 微幅波激振系统的设计

4．4．1 激振方案的分析

4．4．2 机械激振器的原理与选择

4．4．3 激振器安装

4．5 牵伸力在线检测系统的设计

4．5．1 牵伸力检测系统总体方案

4．5．2 传感器选型

4．6 本章小结

第五章 微幅波作用下的罗拉牵伸系统的牵伸实验

5．1 罗拉牵伸实验系统的组成

5．2 实验方案

5．3 动态牵伸力的检测及实验结果分析

5．4 须条均匀度测试实验

5．5 须条的纤维形态测试实验

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

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

1、发表学术论文

2、专利

致谢