工艺参数对喷气纱强力的影响.pdf

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1、第2 6 卷第1 期 2 0 0 5 年2 月 纺织学报 J 0 u m a lo f r e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 6 ，N o 1 F e b 。2 0 0 5 工艺参数对喷气纱强力的影响 邢明杰1 2 ，唐佃花2 ，郁崇文1 ( 1 东华大学纺织学院，上海2 0 0 0 5 1 ；2 青岛大学纺织系，山东青岛2 6 6 0 7 1 ) 摘要阐述了纺纱速度、前罗拉钳口与第一喷嘴隔距、纺纱气压三大工艺参数对喷气纱强力的影响，并通过实验 找出了最优的参数。 关键词 喷气纺纱；纺纱速度；前罗拉钳口；第一喷嘴；气压；成纱强力 中图分类号：偈1 0 4 1

2、文献标识码：A文章编号：0 2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 5 ) 0 1 0 0 4 9 0 3 E f f e c to ft h r e et e c h 肿l o g i cp a r 龇I 伧t e r so na i r - j e ts p 唧y a r ns t r e n g t h X I N GM i n g j i e l 一，T A N GD i a n h u a 2 ，Y UC h o n g w e n l ( 1 c o z 如伊矿7 h 如，D D ，增 c ，访圯瑙渺，s k ，咖i 2 0 0 0 5 1 ，吼执口； 2 脚口疗榭眦旷死瓶k

3、，Q i n 咖D 沁m 妙，殍z ，s k ，渤增 2 6 6 0 7 1 ，饥i ，l o ) A h n r a c tM a i l l l yd i s c u s s e st h ee a - e c to ft I l r e et e c h n o l o g i cp a m m e t e r s s p i n n i n gs p e e d ，t l l eg a u g eb e t w e e nf b n tr 0 e rn i pa n d6 r s t n o 盟l e ，a t m o s p h e r i cp r e s s u r eo na

4、i r - j e ts p u ny a ms t r e n g 山，a n dg i v e so p t i m a lp a m m e t e r st 1 1 m u g he x p e r i m e n t s K e yw o r d ba i r - j e ts p i n n i n g ；s p i n n i n gs p e e d ；f 如n tr o l l e rn i p ；f i r s tn o z z l e ；a t I I l o s p h e r i cp r e s 轴r e ；y a r I ls t I e n g t l I 喷气

5、纺纱是近十几年来才趋向成熟的一种很有 发展前途的新型纺纱方法。它是利用喷嘴内部产生 的高速旋转气流带动牵伸后的纤维须条经过假捻、 初包缠和退捻等一系列工序，形成具有独特风格的 包缠纱。其加捻器是由固定的喷嘴构成，因此无高 速回转机件，其产量是环锭纺纱的1 0 1 5 倍，可以 纺制3 0 。7 4t e x ( 2 0 8 。8 0 s ) 的纱线，适用于化纤与棉 的纯纺及混纺。与传统的纺纱技术相比，喷气纺纱 具有产量高、流程短、自动化程度高、适纺范围广等 众多优点，产品性能和用途独特，故近年来发展非常 迅速。 l 喷气纱结构与强力的关系 喷气纺纱属非自由端纺纱，它是借助压缩空气 在两喷嘴中形

6、成的两股方向相反的高速气流对须条 进行假捻包缠的一种新颖独特的纺纱方法。由于其 特殊的成纱机理，喷气纱的结构明显不同于环锭纱 的捻回纱结构，普遍认为其成纱结构为包缠纱，形成 的是外包纤维包缠平行芯纤维的双层纱结构，纱线 的强力及其大小正是取决于这种包缠。喷气纱的强 力主要取决于包缠纤维的数量( 包缠纤维与芯纤维 的比例) 和包缠纤维对芯纤维的包缠紧密程度。从 生产实践中得出的普遍看法是：包缠纤维数量越多， 包缠程度越紧密，则成纱强力也越高。目前，喷气纱 的强力低于同原料、同线密度环锭纱的强力，纯棉纱 的强力则更低，因此提高喷气纱的强力将具有重大 意义。喷气纱的强力不仅与喷嘴结构参数有关，与 纺

7、纱时各工艺参数也密切相关。本文主要介绍了纺 纱速度、前罗拉钳口与第一喷嘴隔距、纺纱气压等工 艺参数对喷气纱强力的影响，并通过实验找出了最 优的参数。 2 各工艺参数对喷气纱强力的影响 2 1 纺纱速度 喷气纺纱的显著特点是生产率高、效率高，这是 因为它用高速回转的压缩空气取代了高速回转的加 捻器件对纤维须条进行加捻，摆脱了传统纺纱中“钢 领锭子钢丝圈”的束缚，故其纺纱速度可以大大提 高。目前，喷气纺的纺纱速度可达3 5 0 4 0 0r I l l l l i n 。 事实证明，纺纱速度对喷气纱结构有一定影响，故影 响成纱强力。将试纺出的喷气纱放在显微镜下观 察，可以看出：在较高速度下纺出的喷

8、气纱螺旋包缠 占的比例较大，无包缠占的比例很小；采用稍低一些 的速度纺出的喷气纱，则螺旋包缠的比例明显降低， 无规则包缠和无包缠占的比例增大；采用很低的纺 纱速度纺出的喷气纱，几乎看不到外包缠结构，而且 作者简介：邢明杰( 1 9 6 4 一) ，男，汉族，教授，硕士( 博士在读) 。主要研究领域为新型纺纱技术的机理、工艺、设备及产品开发。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【5 0 】 纺织学报2 0 0 5 年第l 期 在极轻微的外拉力作用下，纤

9、维之间就会滑脱，而非 断裂。这主要是因为纤维须条在喷嘴中运行时，从 纤维须条中扩散出的头端自由纤维并非只受到气流 的作用，它们与喷嘴内壁之间的摩擦也会影响其对 芯纤维的包缠运动( 例如包缠方向、包缠程度等) 。 当纺纱速度太快时，纤维须条在喷嘴中运动的时间 减短，则头端自由纤维受到的摩擦作用减弱，其规则 包缠增多，使纱线的成纱结构良好，成纱强力提高； 反之，纺纱速度太慢，则头端自由纤维无规则包缠运 动的几率变大，甚至造成部分头端自由纤维无包缠， 使纱线的成纱结构变差，成纱强力就会降低。所以， 适当增大纺纱速度将有利于成纱强力的提高。但若 大幅度提高纺纱速度，成纱强力也会有所下降。这 是由于喷气

10、纱的强力体现为外包纤维对芯纤维的紧 密包缠，纺纱速度直接影响须条在喷嘴中的运动速 度和时间，如果纺纱速度过快，纤维须条在喷嘴中运 动的时间过短，须条来不及完成假捻、解捻和包缠就 已经输出，使成纱强力降低。 为了说明纺纱速度对成纱强力的影响，寻找出 最佳的纺纱速度，设计并做了如下试验。分别选取 纺纱速度为1 2 0 、1 3 0 、1 4 0 、1 5 0 、1 6 0 、1 7 0 、1 8 0 、1 9 0 、 2 0 0I I l ，r n i n 进行实验。其它参数：第一喷嘴内径为 2m m ，喷孔直径为0 4 砌，孔数为4 个，喷孔角度为 4 5 0 ；第二喷嘴的入口内径为2I m ，

11、其出口内径为 4m m ，喷孔直径为0 3t 砌，孔数为8 个，喷孔角度为 9 0 0 ；开纤管长度为8m m ，槽数为4 个，槽深为 0 8m m ；第一喷嘴气压为2 9 5k P a ，第二喷嘴气压为 4 4 2k P a ；纺纱速度为1 8 0 “I I l i n ；所纺纱为1 8t e x 的 涤棉( 7 0 3 0 ) 纱，实验结果见表1 。 表1 纺纱速度与成纱强力的关系 纺纱速度，( m I I l i n 1 ) 单纱强力c N 从表l 看出，纺纱速度对成纱强力具有非常大 的影响，随着纺纱速度的不断提高，成纱强力呈明显 的上升趋势。纺纱速度提高则成纱强力也会提高， 这与前面的

12、理论分析相符。由于实验所用喷气纺纱 样机的限制，速度太高，机器运转就不平稳，故纺纱 速度只达到了2 0 0I I l ，I I l i n 。本文的实验均采用 1 8 0I I l ，I I l i n 的纺纱速度。 2 2 前罗拉钳口与第一喷嘴隔距 前罗拉钳口与第一喷嘴隔距既影响包缠纤维的 数量和包缠长度，又影响第一喷嘴对前钳口处须条 的作用。因此，存在着两个相互矛盾的作用：当该隔 距较短时，第一喷嘴对前钳口处须条的影响较大，须 条纤维受到较强的气流控制，不易形成头端自由纤 维，则成纱强力因为头端自由纤维比例的降低而下 降，而且此时前罗拉钳口前的气圈长度也较短，使得 头端自由纤维不能充分地进

13、行初始包缠，影响了边 纤维对芯纤维的包缠长度，从而使成纱强力进一步 降低，但是，因为两者距离较短，则纤维须条受到较 强的负压作用，容易被吸入第一喷嘴，进行纺纱；相 反，当该隔距较大时，第一喷嘴对前钳口处须条的影 响较小，头端自由纤维数量增加，并且前罗拉钳口前 的气圈长度较长且稳定，使头端自由纤维的包缠长 度变长，有利于成纱强力的提高，但是，这会增加第 一喷嘴对纤维须条的吸人难度。前罗拉钳口与第一 喷嘴间的隔距理论上应小于纤维主体长度，否则喷 嘴吸口的轴向吸引力会引起须条的断裂，但这一距 离也不宜过小，否则断头时喷嘴被堵塞，易轧坏前罗 拉的上皮辊，另外也会影响头端自由纤维的产生。 根据经验，若要

14、纺制线密度较小的纱或选用原料的 纤维长度较短时，则这一距离应该适当减小。 为了说明前罗拉钳口与第一喷嘴隔距对成纱强 力的影响，寻找出最佳隔距，分别选取了l l 、1 2 、1 3 、 1 4 、1 5 、1 6 、1 7 、1 8 、1 9m m 的隔距进行实验，纺纱速度 为1 8 0I I l I I l i n ，其它参数同纺纱速度的实验。实验结 果见表2 。 表2 前钳口与第一喷嘴隔距与成纱强力的关系 隔距，m单纱强力，c N 从表2 看出，前钳口与第一喷嘴隔距对成纱强 力有显著影响，且当间距为1 5m m 时成纱强力达到 最大值。在实验中，选择隔距变化范围为1 1 1 9m m 。实验

15、表明，当隔距小于1 1m m 时，第一喷嘴 吸入口处易碰到前罗拉上皮辊，当喷气纺纱机高速 运转时，第一喷嘴与前罗拉上皮辊之间的摩擦会造 成皮辊的高度磨损，从而影响机器的正常运转；而当 隔距大于1 9m m 时，会严重影响第一喷嘴对纤维须 3 9 6 3 3 7 7 5 7 粥娜柳狮猢蛳卿l拼 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 l 0 3 1 O 5 5 4m姗崂必姗啪粥 啪m m 啪旧m m 啪瑚 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0

16、5 年第1 期纺织学报【5 1 】 条的吸人，使纺纱不能顺利进行。 2 3 纺纱气压 喷气纺纱的加捻过程是在第一、第二喷嘴中进 行的。第一喷嘴的涡流场主要是形成头端自由纤 维，对纱芯进行初始包缠，同时，阻止第二喷嘴的捻 度向前罗拉传递。第二喷嘴对纱芯起积极假捻作 用。纺纱气压决定成纱强力，特别是第一喷嘴气压 的大小，影响着成纱中外包缠纤维的包缠情况。第 一喷嘴气压增大，使喷嘴内气流转速加快，前罗拉钳 口处和第一喷嘴间纱条气圈振动加剧，须条易于扩 散，分离出的头端自由纤维数量增加，包缠效率提 高，成纱强力增大。但第一喷嘴的气压并非越大越 好，达到一定值后，再继续增大将会导致芯纤维数量 减少，成纱

17、强力降低。第二喷嘴气压是形成纱线最 终结构的关键因素，它决定着包缠纤维对芯纤维包 缠的松紧程度、包缠密度、包缠状态，对纱线强力起 决定性作用。 为了说明纺纱气压对成纱强力的影响，找出最 佳的气压配置，第一喷嘴气压分别选取1 9 6 、2 4 5 、 2 9 5 、3 4 3 、3 9 2k P a ，第二喷嘴气压分别选取2 9 5 、3 4 3 、 3 9 2 、4 4 2 、4 9 0k P a 进行实验。纺纱速度为1 8 01 1 1 m i n ， 其它参数同纺纱速度的实验。实验结果见表3 。 从表3 可以看出，纺纱气压对成纱强力有很大 影响，随着气压的升高，成纱强力先增大后减小，当 第

18、一喷嘴气压为2 9 5k P a ，第二喷嘴气压为3 9 2k P a 时成纱强力最高。 表3 纺纱气压与成纱强力的关系 第一喷嘴气压，第二喷嘴气压，k P a单纱强力，c N 1 9 6 ，2 9 5 2 4 5 ，3 4 3 2 9 5 ，3 9 2 3 4 3 4 4 2 3 9 2 ，4 9 0 2 7 4 3 2 8 4 4 2 8 7 8 2 6 8 0 2 6 2 5 3 结论 通过对纺纱速度、前钳口与第一喷嘴隔距、纺纱 气压的实验结果及理论分析可以看出，纺纱工艺参 数对成纱强力也有很大的影响：纺纱速度越高，成纱 强力也越高；当前钳口与第一喷嘴隔距为1 5 姗左 右时成纱强力较高

19、；当第一喷嘴气压取2 9 5k P a 左 右，第二喷嘴气压取3 9 2k P a 左右时的成纱强力 较高。 参考文献： 1 金佩新，刘月芬喷气纺纱 M 北京：纺织工业出版社， 1 9 9 1 2 邢明杰，郁崇文，唐佃花喷气纺喷孔位置的优化 J 纺织学 报，2 0 0 4 ，2 5 ( 6 ) ：2 5 2 7 3 唐佃花，邢明杰，李广伟提高喷气纺成纱强力的探讨 J 山 东纺织科技，2 0 0 3 ，4 4 ( 3 ) ：6 8 4 曾泳春，邢明杰，唐佃花，等喷气纺喷嘴参数对纱线拉伸性 能的影响 J 纺织学报，2 0 0 4 ，2 5 ( 4 ) ：7 5 7 6 5 王瑞，王建坤喷气纺纱喷嘴

20、安装位置对成纱强力的影响 棉纺织技术2 0 0 1 ，2 9 ( 1 ) ：1 6 一1 8 粉粹* * * * * * * * 甜* * 擀* * * * * * * * 粉* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 拧 粉 * * ( 上接第4 8 页) 大于零，再次说明了纱条不匀序列具有混沌的特性。理论对纱条不匀的研究奠定了理论基础。 3 结论 参考文献： 从混沌时间序列的角度来进行纱条分析是一个 全新的方法，它为纱条不匀分析和建模开辟了新的 思路，并有可能使人们从内在机理上理解纱条所表 现出来的非线性特性。作为该研究的第一步，

21、首先 需要了解纱条不匀是否具有混沌特性。本文通过混 沌时间序列分析的方法对纱条不匀进行了分析，研 究结果表明：纱条不匀具有混沌特性，从而为用混沌 1 P a c k a r dNH G e o m e t r yf m mat j m es 酬e s J P h y s i c a l R e v i e w e t t e r ，1 9 9 5 ，4 5 ( 9 ) ：7 1 2 7 1 6 2 吕金虎混沌时间序列分析及应用 M 武汉：武汉大学出版 社，2 0 0 2 6 5 3 G f 獭s b e 。萨rP ，P r o c a c c i 8 M e 8 s u n g h es 彻g

22、 e n e s so fs h 锄g e a t t r a c t o r s J P h y s i c aD ，1 9 8 3 ，( 7 ) ：1 5 3 1 8 0 4 MTR o s e n s e i n Ap r a 心t i c a lm e t h o df 赫c a l c l l l a t j n gl a r g e s tl y a p u n d y e l p o n e n t f 南ms m a l ld a t as e t J P h y s i c aD ，1 9 9 3 ，6 5 ( 3 ) ： 1 1 7 一1 3 4 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark