[00118644]棉纺纱牵伸系统CAPD技术研究

1.课题来源与背景 《棉纺纱牵伸系统CAPD技术研究》是2009年度河南省教育厅自然科学研究计划基础研究项目,项目批准号为：2009B540002。 CAPD技术针对生产过程和设备与加工对象之间的相互作用进行研究和分析,在预定优化目标前题下进行设备参数,甚至设备本身的优化。CAPD技术在纺织上的应用,国内最早的报告是针对瑞士REITER公司新型精梳机技术的探讨,但REITER公司并未公布该技术的任何说明。在纺纱加工过程中,牵伸是其中最重要,也是经过最多的加工过程。牵伸过程的高效、稳定性对纺织生产加工起着至关重要的作用,构建牵伸系统的CAPD系统,对促进牵伸系统优化,提高牵伸质量,对纺纱加工将有非常重要的意义。 2.技术原理及性能指标 （1）对采用非参数核估计方法获得的棉纤维长度分布的密度函数,采用混和模型进行了进一步优化,新函数对纤维长度分布的表征,尤其是短纤维的表达方面更加精确。 （2）构建了一种以纤维头端为标记的,纱条中纤维的排列方法,并依此建立了纱条截面纤维根数与纤维头端分布的概率关系,在给定不同的头端概率分布模型的情况下,进行了纱条截面纤维根数不匀的模拟,得到了纱条不匀下界的纤维头端分布,并依据这种分布,构建了理想纱条的几何排列模型。 （3）根据胶辊下须条应力分布的接触力学模型,建立了整个牵伸区的理论压力分布函数。 （4）采用蒙特卡罗方法构造罗拉握持须条,并根据压力分布函数和纤维变速条件,模拟了牵伸区纤维变速点分布。在给定纤维变速点分布形态的基础上,对牵伸区须条的变细曲线及输出不匀进行模拟。 （5）利用Resurdyn多体系统仿真软件,依据牵伸机构及其专件特征,建立了牵伸机构的多体动力虚拟样机,并进行了动力学仿真分析。 （6）依据课题研究成果,构建了棉牵伸系统CAPD系统框架模型,并进行了生产实验测试。 3.技术的创造性与先进性 该课题首次给出了平行纤维随机纱条中纤维排列的参数表征,并利用计算机方法模拟了随机纱条均匀度下限的排列特征;首次验证了理想随机纱条截面纤维根数分布的正态性特征;并构建了棉纺牵伸系统CAPD系统的框架模型。在纺织基础理论研究方面取得了一定的突破。把该新的理论技术方法应用到生产实践中,可用于棉纤维长度分布的科学表征、纱线不匀的分析、计算、预测和牵伸系统及工艺优化、CAPD系统开发等。通过查新,国内未见相同报道,填补国内空白,达到国内领先水平。 4.技术的成熟度,适用范围和安全性 该课题在纤维长度分布、随机纱条排列特征及不匀预测、牵伸过程的计算机仿真等方面取得了较大进展,有力推进了纺纱基础理论的发展,为棉纺牵伸系统CAPD系统开发提供了较为全面的理论支持,并在优化牵伸工艺与设备提高纱线条干不匀水平方面具有较高的实际应用价值。 该技术成果的应用范围主要有三个方面,一是作为纤维集合体结构与性能研究的重要部分,推动在该领域的进一步深入探索;二是作为棉纺牵伸系统的CAPD系统的理论基础指导该系统的开发和应用;三是用于牵伸系统的工艺与设备优化,提高生产效率。 5.应用情况及存在问题 目前该技术成果已被河南彩虹纺织有限公司、新乡市金星纺织有限公司、 新乡市汇丰纺织有限公司采用,应用后可有效提高成纱的CV值水平,为企业带来了明显的经济效益。 存在问题是该课题具有较强的理论性和针对性,对多种多样的牵伸系统还需要有全面而有针对性的研究。 随着纺织工业信息化的不断发展,信息管理系统在纺织工业企业被越来越广泛的应用,多数信息系统均嵌入CAD模块,因此本课题的成果适应了这种发展的需要,具有较好的前景。本课题对指导棉纺织工业生产、改善产品质量、提高生产效率、增加企业经济效益和社会效益具有十分重要的现实意义。