以传统环锭纺为基础的紧密纺技术因其优异的纱线质量而得到了业内人士的广泛关注,其产品也受到市场和消费者的广泛欢迎,因此紧密纺纱技术的发展很快。目前国内纺纱厂使用的细纱机主要以FA506,FA507,FA503等型号为主,数量以几千万锭计。但在国际上,适合我国现有细纱机改装的仅有德国Suessen Elite和瑞士ROTORCRAFT ROCOS两种紧密纺装置。但这两种装置的改造费用较高,不适宜我国全面普及。因此,紧密纺技术要在国内普及和发展,必须以低成本在我国现有几千万锭的细纱机上改造和运行。研制适用我国现有细纱机改造的紧密纺技术具有很大的现实意义。本文以FA506细纱机为基础进行机械式紧密纺技术改造研究。论文通过分析了国内外的几种具有代表性的紧密纺技术以及国内外的相关机械式紧密纺专利,从而为方案设计提供了技术参考和思路。研究指出:机械式紧密纺装置设计简单,安装便捷,使用可靠,维护方便;由于其投资和运行成本低,势必受到大多数企业的欢迎。论文通过建立紧密纺改造的断面结构模型,对紧密纺工艺参数进行综合分析和研究,并导出合理几何断面方程。利用MATLAB来优化,从而确定对现有纺纱机进行紧密纺改造的断面结构布局的工艺尺寸。根据本课题设计方案集聚机理,由该方程推出了本课题设计的工艺尺寸。结论中指出,紧密纺断面工艺参数是相互牵制,相互矛盾的,但主要矛盾在导纱角。结合断头和集聚效果,导纱角尽量偏小掌握。一般情况下,导纱角和集聚区长度是一对矛盾。可以通过减少集聚罗拉的曲率半径或集聚罗拉合适的定位来协调平衡。根据合理的断面工艺尺寸利用三维软件对机械式紧密纺装置整体进行了三维设计。同时根据纺纱工艺的要求和特点,对零件的材料、尺寸和其它的工艺参数进行了分析和计算,以确定合适的工艺尺寸、加压大小、传动方式和装置材料。鉴于人字齿形集聚罗拉加工难度大以及集聚皮圈传动不良的状况,本课题试验最总没有采用人字齿形集聚罗拉加集聚皮圈的设计方案,而采用沟槽式集聚罗拉加集聚皮辊组成的机械式集聚纺纱试验装置进行纺纱工艺试验。通过对该试验装置的纺纱过程观测和对所纺纱线测试分析,得出以下几点结论:1)纱线捻度已通过集聚罗拉导条槽传递到前罗拉钳口,从所拍摄图片可以清晰地看到捻度传递的效果;2)从纱线测试结果来看,该试验装置所纺纱线的断裂强力和条干有明显提高和改善。说明集聚罗拉钳口的纺纱三角区消失,有利于纱线条干和断裂强力的提高和改善;3)从测试数据看,该试验装置所纺纱线测试毛羽没有得到改善反而被恶化,经分析这是由于导条槽、集束器的纱道光洁不够,会对纱线产生一些额外的附加毛羽,同时由于前罗拉高速运转所产生的气流会把没有有效控制的纺纱三角区边缘纤维转变成飞花或毛羽,从而造成纱线毛羽增多;4)装置尽管使集聚罗拉钳口的纺纱三角区消失,但其本质却使纺纱三角区后移至前罗拉钳口,这样前罗拉无捻包围弧区会变得更短,从而减少了纤维的损失。这是与纱支测试数据比较吻合;5)加装本试验的机械式集聚装置后,其纺纱段长度会变长,纺纱段平均捻度会减少,纱线断头会增加;6)纺纱毛羽不理想在于没有考虑到将前罗拉钳口的纺纱三角区的边缘纤维进行及时有效的集聚和控制。