F1520系列环锭细纱机动态仿真说明书—控制与纺纱部分(2)

行业整体装备技术上的差距。中国纺织装备机电一体化还仅仅是开始，在运行装备中的比重还很低。

第二，工艺技术科学研究开发能力薄弱，创新能力和设计水平急待提高。在一些关键生产领域和若干纺织前沿技术方面，缺少具有知识产权的原创技术。

第三，信息化水平不高，快速反映能力不强。

第四，管理科学发展水平的差距。中国纺织企业、区域、行业目前存在的共同的活动方式与全球化经济和跨国生产方式还有很多不适应，显然这是全行业生产力的一大损失[3]。

具有关专家分析认为，未来中国纺织技术的竞争将主要在以下三个方面。 第一，高性能纤维的开发和应用。高性能的特种纤维超高强、耐高温、耐磨的纤维已经成为军工及其它工业、农业、交通、水利、医疗等部门的重要原材料，特种功能性纤维将成为纺织品服装高附加值的基础。高性能的特种纤维将越来越多地用于工业生产和产业用；高性能的特种功能性纤维将成为纺织品服装的高附加值的基础；绿色环保纤维成为新世纪发展的方向。

第二，新型的纺纱、织造、染整和服装设备的快速发展，提高纺织生产能力和纺织产品的水平。

第三，信息网络技术的应用。应用信息网络技术可以加快中国纺织行业向现代化的过渡，起到以下作用：及时掌握国际国内的市场变化趋势，预测市场；可以以低成本，获取公共新技术、新设备、新材料的信息，提升企业生产力和降低成本；企业内部资源的优化配置，提高质量，实现企业的快速反应；实现电子商务。

3 机械设计总论

3.1 机械设计的一般顺序 3.1.1 参观与测绘阶段

在去年榆次经纬纺织厂实习的阶段中，就本厂环锭细纱机F1520进行实地考察和测绘，在此期间对本产品的传动原理、控制结构及工作情况做了简单的了解，并纪录了所有齿轮的参数，以及绘制了基本的结构图，并有目的的针对其情况作了充

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分的调查研究和分析。通过分析，进一步明确机器所应具有的功能及生产情况。在这期间还对产品进行了拍照、手工绘图等一系列的设计前的准备，力求在设计中有充分的资料。 3.1.2 整理与分析阶段

1．在拥有第一手资料的情况下，就现有的和从网上下载的所有资料作了详细的分析和研究，并把所有的思路理清，进行归纳，充分的发挥现有的工具，整理并找到合适又全面的材料，力求找出最合适的设计方法和设计样品，争取做到创新与简单，因此，在本阶段对产品的功能、原理、工作都做了充分的分析与对比。

2．在此过程中，综合所有资料，对产品的疑难问题，我与伏威以及王老师进行了探讨，把细纱机F1520的工作原理以及传动部分和控制部分做了详细的分工，并在此基础上对产品的认识更加深刻，并队各部分功能原理设计做了整体的规划，把简单有可行的方法整理出来，根据不同的工作原理和工作情况综合设计，以达到各部分的工作的协调，和可实现性，初步定为设计的主要路线。 3.1.3 技术设计阶段

此阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。通过对传动系统的设计，初步绘制了传递系统图，并根据图纸来确定其部件和零件以及相关部分的尺寸和外形，和各个部分之间的配合，最后根据草图绘制零件的工作图、部件装配图和总装图。

3.2 机械零件的设计方法及一般步骤

设计方法：根据从工厂找的资料和下载的资料，通过分析零件的主要作用，以及运用的场合，在结合课程设计中积累知识对各部分的零件进行了初步的造型。

设计步骤：在确定造型后，利用solidwords和CAD等绘图软件进行实际的造型和设计和装配，但是也遇到很多问题，比如说：

1. solidwords软件的应用在设计中的基本操作； 2. 零件在造型中尺寸不明；

3. 零件的整体尺寸方面明显的错误（有时超出了装配时的整体尺寸）； 4. solidwords软件在进行装配的过程中出现的种种困难（零件之间的放置情况和装配体的动画等情况）。

总之，从设计准备开始到设计的整个过程中，学习到了书上没有的东西，也认

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识到了书本认识还是有用的，是基础。并且在实习中各种零件及机器在实际中与理论的差距。

4 环锭细纱机概述

环锭细纱机从其诞生至今，作为纱线生产的主要纺纱方式，以其成熟的工艺技术、稳定的纺纱质量，依然是纺纱生产中最核心、所占比例最大的纺纱形式。尽管期间也出现了以转杯纺和喷气纺为代表的新型纺纱方法，提高了机器单产或缩短了工艺路线，但由于成纱结构、质量相比于环锭纺还存在一定的缺陷和局限性，相当部分的高档产品依然必须采用高质量的环锭纱线来进行加工生产。环锭纺纱发展到今天，随着最终产品和下游工序对纱线质量的要求越来越高，环锭纺纱机本身也进

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行了许多的改进，诸如纺纱几何的完善、牵伸系统及相关器材的更新、无机械波罗拉的推出以及各种自动化装置的配备，但这样环锭纺也并不是完美无缺的，特别是纱线表面的毛羽问题，由于毛羽对色织、针织织物及色织、针织机械的生产效率的影响愈发的重要，如何控制毛羽并减少毛羽的产生，传统环锭纺纱线毛羽的形成主要是在主牵伸区须条被牵伸至所要求的纱支，在抵达前钳口时已呈自由状态，须条中纤维的粘附力已消失，为了使纱线获得所需的强度，必须加上一定的捻度以束缚纤维；捻度由钢丝圈产生向上传递并尽可能接近前钳口，由于输出的须条具有一定的宽度（图4.1所示）B-B的宽度取决于纱线支数，粗纱捻度、牵伸倍数等因素；纱线中的捻回不可能进入前钳口线A-A，在前钳口前形成一个没有捻度的三角形纤维束，即所谓的纺纱三角区；纺纱三角区b的大小取决于纺纱张力。而须条在前钳口的宽度B总是大于纺纱三角区b，因此纺纱三角区不可能聚拢前钳口所有的纤维，很多边缘纤维变成飞花损失掉（纺纱区大约85%的飞花来源于纺纱三角区）；处在加捻三角区的纤维因受纺纱张力和加捻的作用，产生了向心压力或径向压力。在加捻三角区边缘处的纤维，向心压力最大，在纱轴中心的纤维，向心压力最小。由于内外层纤维受力不同，在加捻三角区中就会发生纤维由内到外和外到内的反复转移，纤维的两端也常暴露在外面而形了纱线毛羽。环锭纺纱中的纤维在纱中呈螺旋线状，纤维平行于纱轴方向的程度较低，整根纱的强力远小于单纤维强力之和，纤维的强力利用系数较低。

上世纪80年代末，E.Fehrer博士提出了消除纺纱三角的集聚纺纱工艺以来，一些国外纺机制造厂商和研究机构相继研发各种形式的紧密纺纱机或装置；在1999年的巴黎ITMA展会上，Rieter公司展出了应用Fehrer的尘笼原理开发的ComforSpin (卡摩纺)紧密纺系统； Sussen 和Zinser 则应用Denkendorf纺织技术研究院的Artzt 原理开发的Elite Spinning和CompACT3紧密纺系统并随即推入市场。由于消除纺纱三角区，纱线纤维排列结构发生改变，这些紧密纺纱机纺制的紧密纱纱体光洁，纱线的特性——强度、均匀度提高；纱疵、毛羽尤其长毛羽减少；纱线质量明显提高。这种技术不是为满足纱线减少毛羽的要求而表现出的昙花一现的时尚。相反，紧密纺技术将有助于提高环锭纺工艺的灵活性和纱线质量，它使得环锭纺纱展现出光明的前景。

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图 4.1 常规环锭工艺的纱线成形

对于国内拥有数以千万锭计环锭细纱机的纱线生产厂，已有部分引进了紧密纺纱的整机或改造装置 ，但引进设备投资昂贵，这是众多纱线生产企业很难承受的；另一方面，环锭纺纱机都具有很长的使用寿命，市场上现有的不同的纺纱机在纱线质量和性能上又几乎没有区别，如何让纺纱厂无须淘汰现有正常使用的细纱机，结合我国细纱机机型现状，开发出拥有自主知识产权的紧密纺装置，以适当的改造成本将纺纱厂广泛应用的FA506、FA507等FA系列细纱机改造为紧密纺细纱机，势必成为紧密纺技术的发展和普及方向[4]。

环锭纺是传统纺纱方法，工艺技术十分成熟，是纺纱生产中占比例最大、又十分重要的纺纱方式。新型纺纱技术虽然生产效率高、工艺流程短，品种、纱支适应性好，但成纱结构及性能不如环锭纱，所以在相当长的时期内不可能完全取代环锭纱，因此，环锭纺仍然是现代纺纱生产中最主要的纺纱方式。

在20世纪后半期，环锭纺纱技术有很大进步，细纱机锭速达到25000转/分，一台细纱机锭数已发展到1400锭，牵伸倍数230倍左右，在牵伸形式、加压、锭子、罗拉、钢领钢丝圈、吸棉管、纱管、胶辊、胶圈、传动技术等方面都有了很大发展，在细纱与自动络纱联合技术上也有了新的突破，有不少机型都形成了细络联。 紧密纺环锭细纱机，这是环锭纺纱技术新的突破，紧密环锭纺纱技术是在细纱牵伸区以外，增加了凝聚细纱须条的机构，消除了加捻三角区，成纱质量更为优越：减少了细纱毛羽，提高细纱强力，改善了细纱条干，为下游工序提高织物质量，减少上浆负担、取消烧毛等创造了条件，与此同时，细纱制成率提高，飞花减少，对

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