细纱机双皮圈牵伸装置的运动学及动力学分析

摘要

纺纱技术是纺织工业的基础技术，整个纺纱过程一般要经过9种纺纱设备的加工工序。其中，短纤维束的牵伸就发生在并条、针梳、粗纱、细纱等纺纱设备上，因此，牵伸加工是纺纱工艺中最重要的工序之一。
　　 本文介绍了罗拉系统的牵伸机理，分析了罗拉牵伸过程中纤维的受力、纤维运动变速情况；分析了牵伸装置的结构特性、工作特性以及部件的材料特性；介绍了利用ABAQUS进行多体有限元动态分析的方法：针对细纱机牵伸机构的工作情况，用CAD建立细纱机牵伸机构的三维有限元模型，采用大型有限元软件ABAQUS，对细纱机牵伸机构的工作状态进行动态仿真，研究牵伸装置完成起始加压后的机构特性，针对皮圈中部静态接触应力分布状况进行数值分析。
　　 设计可峰值保持的细纱机双皮圈牵伸装置皮圈静态摩擦力界检测实验系统和可峰值保持的棉布条与上下皮圈接触的摩擦系数检测试验系统，测定在牵伸装置在完成起始加压后的皮圈中部静态摩擦力界分布状况、棉布条与上下皮圈接触的静摩擦系数及动摩擦系数。利用测定的皮圈接触静摩擦系数将有限元仿真所得的皮圈中部静态接触应力分布转化为皮圈中部静态摩擦力界分布，并与由实验所测定的皮圈静态摩擦力界作对比，验证有限元模型的合理性。
　　 利用细纱机双皮圈牵伸装置的有限元模型对牵伸装置的工作状况进行动态分析，讨论了相关机构参数对细纱机双皮圈牵伸装置皮圈中部动态摩擦力界布置的影响。分析结果表明，上销弹簧刚度和加压弹簧刚度对牵伸装置起始压力以及装置整体的工作稳定性有较大影响，上销钳口到上罗拉中心的半径、下销平台宽度、下销最高上托点高度以及上下罗拉直径均对牵伸装置的皮圈中部摩擦力界布置有较大的影响。