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机械包覆丝因其优良的纱线性能在针织和机织上应用广泛,但因产量较低,成本较高使其价格一直居高不下。机械包覆丝最为常见的一般是在空心锭子纺纱机上纺制。目前市场上,无论国产机型还是进口,各厂家的产品大同小异,并不本质差别。长期以来,由于对包覆纺纱机器本身缺乏足够多的研究,使机械包覆丝机机器本身的生产性能缺乏长足进步。目前的机械包覆丝机设备存在的问题主要有:生产速度慢,产量低;自动化程度低,过分依赖人工;能耗大,噪声污染严重;接头数量多。本文主要针对机械包覆丝产量低、效率差的问题,分析制约机械包覆丝产量提高的关键因素,找出解决问题的有效途径,同时分析如何提高机械包覆丝机的自动化,智能化。 为解决接头操作对生产速度的制约问题,通过张力测试实验,分析了断头产生的原因;设计了一套经济有效的接头辅助装置,并进行了接头实验,使用此套装置可成功地将生产速度从25m/min提高到50m/min甚至更高,突破了接头问题对生产速度的限制。 锭子转速决定了机械包覆丝的生产速度,因此要提高机械包覆丝的产量,提高锭速是必经途径。但是机械包覆丝机空心锭子不论从结构上还是工作状态上都是不利于高速的。锭子的振动和高速化后引起的噪声加剧、能耗加大、寿命缩短是制约锭子高速化的主要障碍。单锭单电机传动可减小锭子轴承的径向载荷,延长使用寿命,并提高生产的稳定性、节省能耗,同时也是提高机械包覆纱机自动化、智能化的必要条件,本文提出了两种单锭单电机传动的设计方案;为研究空心锭子的动力学特性,以无锡宏大生产的锥形锭子BF3150为研究对象,利用有限元分析软件 ANSYS对锭子进行了模态分析,得到了锭子的模态振型图、固有频率以及临界转速,预测了锭子高速化后的动力学特性、振动形态。 分析机械包覆丝机的能耗构成,通过实验方法测试三相异步电机的输入功率,分别得到外包纱线气圈、空的外包纱管、满管外包纱管上的纱线所消耗的功率。分析得出,气圈和空纱管所消耗的功率只占总能耗的很小一部分,且随着锭速的增加,但增幅不大;外包纱管上的纱线所消耗的功率,差值随转速的增加而逐步大幅度增加。由此说明,现有机械包覆丝机工艺下,想要通过大幅提高锭速来增加产量是不明智的,否则会因转速提高而引起的能耗大幅增加,从而无法带来经济效益的增长,反而造成资源的浪费。 由以上研究可知,现有机械包覆丝机生产效率低、机械包覆丝机接头数量多是由机器结构、工艺条件决定的,如果要从根本上提高机械包覆丝机的生产效率,就必须彻底革新机械包覆丝生产的设备和工艺。