为解决传统苎麻纺纱中开松、梳理工序纤维损伤大、麻粒多、超长、倍长纤维多等问题,近年来提出了苎麻牵切加工技术路线,采用牵切工艺代替传统苎麻纺纱工艺路线中的开松、梳理两个环节,可以减小对纤维的机械损伤、减少麻粒和超长纤维等,成纱质量得到提高。牵切技术通过近几年的研究已获得一定的进展,但在牵切理论上尤其是牵切工艺与牵切条纤维长度指标关系还未明确；另一方面,用罗拉牵切机代替开松梳理,由于麻条硬条多、并丝严重,牵切条质量还不能完全令人满意,牵切纱质量还有待提高。因此本文着重在这两方面进行了研究探索。牵切条中的纤维长度指标对成条和成纱质量影响很大,牵切工艺参数与牵切条质量指标之间的关系通过试验已有研究,本文进一步在理论上讨论并明确了牵切主要工艺参数与牵切条纤维长度指标的关系,为牵切工艺研究提供了依据,对生产实践也有一定指导和参考意义。在实际生产应用中,由于精干麻条中纤维纠缠、粘并严重,靠纯罗拉牵切机加工的牵切条硬条、集束多,牵切条质量不高,通过引入附加装置,提高纤维分离度,减少硬条、集束,从而改善了苎麻牵切条质量,为后续纺纱工序和提高成纱质量创造了良好条件。本文着眼于牵切技术的实际应用,在牵切机构关键装置改进、牵切工艺确定和牵切纺纱等方面进行了重点探索研究,为牵切工艺的推广和实际应用提供了基础。本论文研究的主要内容与结论如下：一、通过理论研究,揭示了牵切主要工艺参数与牵切条中纤维长度指标之间的内在规律。1、平均长度牵切后理论重量加权平均长度为：其中,L为断裂前纤维长度,其中[L/L0]表示不超过N的最大整数。pi为纤维在牵切区的断裂点分布概率,δ为纤维断裂时伸出输出钳口外的长度,b为纤维断裂伸长率,E为牵切倍数,G为牵切隔距。通过理论计算和实验验证,牵切隔距直接影响牵切后纤维平均长度,随着牵切隔距的增加,牵切平均长度也随之增加；牵切倍数增加,平均长度减小,但牵切倍数对牵切平均长度影响幅度很小2、长度不匀率牵切产生的长度方差为：长度不匀率为：因此,理论上长度不匀率主要与牵切隔距G、牵切倍数E有关。理论计算和实验验证表明,牵切隔距直接影响牵切后纤维的长度不匀,其影响规律与牵切隔距和喂入麻条的平均长度有关。不同的喂入长度只有合理配置不同的牵切隔距,才可使牵切产生的不匀减至最小；牵切倍数对长度不匀率影响很小。3、短纤维率定义长度小于平均长度一半的纤维为短纤维,牵切产生的短纤维率为：其中, q满足：牵切隔距G和牵切倍数E理论上影响短纤维率,计算和试验表明牵切隔距和牵切倍数增加,短纤维率下降,但影响幅度不大。如果工艺参数设置不当,拉断后纤维长度分布不合理会产生短纤维,因此要统筹兼顾牵切平均长度、长度不匀、短纤维率。理论分析明确了主要牵切工艺参数牵切隔距、牵切倍数与牵切条中纤维长度指标(平均长度、长度不匀、短纤维率)的定量关系,揭示了牵切主要工艺参数与牵切条中纤维长度指标之间的内在规律,为牵切工艺研究和生产实践提供了理论依据,不但适用于苎麻牵切生产和研究,对其它任何纤维的牵切工艺研究具有同样的参考价值。二、针对纯罗拉牵切条中硬条、集束多,牵切效果不理想、成条质量不高的缺点,探索了在牵切机上加装附加装置以增加纤维的分离度,提高苎麻牵切条质量的措施。分析研究了附加装置对苎麻牵切条质量的影响,并与纯罗拉牵切条质量进行了对比。1、首先分别研究了针排和针辊形式的附加装置,试验表明通过针排和针辊的针齿可以使纤维分离度提高,对牵切条的质量提高有明显作用。加装针排后硬条率下降41.9%,集束率下降60.9%；加装针辊后硬条率下降20.9%,集束率下降56.3%。但试验发现,在使用针排形式附加装置时由于麻条中纤维纠结严重,纤维容易在针排后发生拥堵；而使用针辊形式附加装置时产生纤维绕针和绕针辊现象,致使针齿产生弯曲甚至断针,从而影响了生产的连续性。2、在针排和针辊基础上设计制作了刀轮形式的附加装置,刀轮由装在一根轴上的若干片平行排列的刀片组成。刀轮附加装置为一个整体单元,安装在牵切机喂入牵伸区位置。刀轮起到对麻条中纤维的分劈作用,同时刀轮有横向振动的辅助作用,共同使麻条中纤维间的横向联系减弱；下托辊配合刀轮使麻条在输送时嵌入刀轮,更好地发挥刀轮的分劈作用。加装刀轮附加装置,可以有效地解决针排、针辊附加装置出现的纤维拥堵和绕针问题,同时可以最大限度地开松精干麻,纤维束到牵切区前更加松散、顺直,使牵切更加充分。加装刀轮附加装置后苎麻牵切条质量有了明显提高,其中硬条率下降了32.6%,集束率下降了55.7%。三、对安装了刀轮附加装置的牵切机进行了工艺试验和试纺。1、分析研究了加装刀轮附加装置的牵切工艺参数(刀轮速比、喂入定量、回潮率、皮辊压力、牵切倍数、牵切隔距等)对牵切条质量指标的影响,并优化了主要牵切工艺参数。对纤维长度不匀、长纤维率、短纤维率、硬条率等质量指标通过对工艺参数的优化试验,结果表明,牵切隔距和牵切倍数是主要影响因素。结合单因子试验和优化试验,试验所得的苎麻牵切成条的最佳工艺参数为：刀轮与后罗拉线速度比1.1、出条定量6.5g/m、皮辊压力0.45MPa、牵切隔距110mm、预牵切隔距170mm、牵切倍数为4.5、预牵切倍数为3.5。试验结果为牵切生产实践提供了参考依据。2、对加装了刀轮附加装置的牵切机进行了试纺,测试并分析了苎麻牵切纺和常规纺半成品和成品质量,结果表明：刀轮牵切条与常规梳麻条相比,除硬条率、集束率稍多,纤维长度不匀率降低51.2%,长纤维率下降85.7%,短纤维率下降35.0%,麻粒降低66.7%。刀轮牵切条与二道普通牵切条相比,硬条率减少35.3%,集束率下降46.1%。由于刀轮附加装置的引入,牵切条硬条、集束大大减少,使牵切纱质量进一步得到提高并很大程度上解决了原来由于集束的存在而堵喇叭口的现象。在本课题的试验中,刀轮牵切纱的断裂强力比二道牵切纱高6.5%,比梳麻条纱高18.7%；强力不匀率比二道牵切纱低12.8%,比梳麻条纱低13.1%；条干不匀率比二道牵切纱低4.0%,比梳麻条纱低16.6%；粗节比二道牵切纱低12.3%,比梳麻条纱低63.6%；细节比二道牵切纱低14.0%,比梳麻条纱低63.0%；麻粒比二道牵切纱低3.1%,比梳麻条纱低58.9%；3mm毛羽比二道牵切纱低40.5%,比梳麻条纱低43.9%。总之,采用罗拉刀轮混合式苎麻牵切纺纱设备使牵切技术的实用性得到进一步提高,也更有利于提高苎麻牵切条质量和成纱质量。本文的研究结果为苎麻牵切纺纱的研究和实践提供了重要的理论和实验依据,对于改进苎麻牵切工艺和牵切设备、提高成纱质量具有积极的指导意义。