抽吸孔排列对喷气涡流纺喷嘴流场影响的数值模拟

为探究抽吸孔排列参数对负压抽吸式喷气涡流纺包芯纱成纱过程与质量的影响规律,建立喷嘴气流场的计算流体动力学模型,对抽吸孔周向列数与抽吸孔轴向间距对气流流动特性的影响进行数值模拟研究,并与纺纱试验结果进行对比分析。结果表明:成纱过程中落纤量的大小受锭子中引纱通道入口端面处气流轴向速度和径向速度的方向和大小影响显著,落纤量随该处气流轴向和径向速度值的增大而降低;成纱断裂强度受锭子入口附近抽吸孔中气流径向速度大小的影响较大,成纱断裂强度随径向速度的增大而提高。抽吸孔周向列数为3列和4列时落纤量均低于2列时,但抽吸孔周向列数为2列时成纱断裂强度最高;当抽吸孔轴向间距从1 mm增加至2 mm时,落纤量与成纱断裂强度均明显增加。抽吸孔排列参数对包芯纱成纱过程落纤量与成纱断裂强度影响的数值模拟结果与前期纺纱试验结果较为一致,为揭示参数对喷气涡流纺成纱过程与质量的影响机制提供了可行的方法。

纤维包自动除带及拆袋机的抱夹装置设计

为降低工人劳动强度,实现面向直行往复式自动抓棉机的纤维包自动化搬运与排放,介绍了一种纤维包自动除带及拆袋机中的基于自动导向车(AGV)的抱夹车结构,并对抱夹车的抱夹装置结构进行了设计,确定了抱夹装置中抱夹爪的尺寸,对抱夹车的抱夹装置和抱夹支撑部分主要机构进行了设计计算,根据工作要求设计了抱夹爪传动机构的齿轮齿条参数;通过对纤维包和各构件进行受力分析,确定了各油缸的负载,并对油缸进行了选型。经设计,抱夹装置的夹爪高度为1 200 mm,夹爪长度为600 mm,两夹爪间的开合范围为660 mm~910 mm;抱夹爪油缸使用压力为140 kg/cm2,缸径为100 mm,行程为5 mm~280 mm;抱夹支撑机构油缸的最小工作压力为0.97 MPa,缸径为80 mm,杆径为40 mm,行程为400 mm。

精梳机分离罗拉齿轮传动机构优化

混合驱动的精梳机分离罗拉齿轮传动机构的动力学性能直接影响车速的提高,为改善传动机构的动力学性能,首先,分析现有混合驱动的精梳机分离罗拉齿轮传动机构,采用集中质量法建立传动机构的固有频率模型,并计算传动机构在不同精梳机车速下的激励频率,发现当车速为600钳次/min时机构会出现共振;然后,采用导数法建立传动机构固有频率对机构中各个构件转动惯量的灵敏度模型,发现行星轮p的转动惯量对一阶固有频率的影响较大;最后,通过优化传动机构中WW型差动轮系的各个齿轮齿数以改变其转动惯量,使传动机构的一阶固有频率比原先提高了43.44%,避免了机构在600钳次/min时出现共振。

集聚赛络纺纱导流装置的设计与应用

针对集聚赛络纺纱系统能耗较大的问题,设计3种导流装置,以降低集聚赛络纺纱系统的负压,达到节能降耗的效果。首先通过solidworks软件建立集聚赛络纺纱集聚区三维物理模型,利用fluent进行数值模拟,分析集聚区气流场的分布情况;然后通过纺纱实验进一步验证导流装置能够起到节能降耗的效果。结果表明:出口负压越大,集聚槽附近的速度越大,集聚槽上方的气流对须条起到挤压作用,使须条紧紧贴在网格圈表面,集聚槽侧向气流使须条宽度减小,须条表面的毛羽能够卷入到纱体表面,形成紧密的结构,从而能够减小甚至消除加捻三角区;使用所设计的3种导流装置(集聚负压1000 Pa)纺制出来的纱线与普通集聚赛络纱(集聚负压2000 Pa)质量相当,甚至更好。

棉包自动拆袋机的创新设计

针对当前直行往复式自动抓棉机棉包人工排放过程劳动强度大、用时长的问题,提出了一种面向直行往复式抓棉机的棉包自动拆袋机的创新设计方案。该棉包自动拆袋机主要由棉包输送机、钩带装置、剪带装置、废带收集装置、夹袋装置、割袋装置、废袋收集装置、第一抱夹车及第二抱夹车构成。对棉包自动拆袋机的工作步骤及各组成部分的主要结构和工作原理进行了总体介绍。钩带机构在卷簧的作用下利用拨叉及钩带压板将棉包打包带握住,剪带机构的回转气缸驱动旋转刀片转动,与固定刀片闭合将棉包该位置的打包带剪断。割袋装置将包装袋先后沿底部对角线和一侧竖直方向上的两条边线割开。该棉包自动拆袋机通过采用自动化的机械装置自动完成棉包的搬运、输送、割带、割袋、拆袋、排放与废带废袋收集工作,有望替代传统的人工排包流程,可有效节省用工,并减轻操作人员的劳动强度,同时能够显著提高生产效率。

长绒棉提净式籽棉清理机关键部件设计与分析

长绒棉品质优良,是高端纺织品的主要原料。然而,由于其纤维柔长,与铃壳等杂质附着力强,纠缠紧,导致现有提净式籽棉清理机清铃效果差,在籽棉预处理阶段,纤维损伤最大,严重影响后续轧花过程和皮棉品质。为了适应长绒棉机械化采收要求,本文通过对比分析长绒棉与细绒棉的特性,同时借鉴现有提净式籽棉清理机的结构和工作原理,对长绒棉提净式籽棉清理机U形齿条等关键部件进行了理论计算分析,为长绒棉提净式籽棉清理机的设计研发提供思路。

一种棉花离线打包系统的设计

现有棉花打包生产线无法满足新疆地区新的打包方式对自动化生产的需求,针对该问题设计了一种棉花离线打包系统。在设计的棉花离线打包系统中,选择了运输机械手的夹持器和手臂关节作为研究对象,利用Solid Works软件创建了机械设备的三维模型。在ANSYS工作台的有限元软件中,对研究对象进行了受力分析,以评估其结构强度并进行轻量化设置。不仅为棉花打包系统的质量提升提供了新的技术,节约了制造成本,也减少了动力输出,更好地满足了节能、低碳和环保的要求,并且符合新疆地区新的打包方式的需求。同时,这种离线打包系统也可以为林业产业提供更多的机械设备选择,促进林业的可持续发展和利用。

棉花加工烘干塔设备的安全使用

安全生产关系到社会的和谐稳定,近年来随着社会的不断发展和进步,安全生产问题越来越受到重视。任何一项工作的开展,安全工作必须放在首位,棉花加工过程中更是要把安全工作放在首位,因为棉花是易燃物品,安全工作关系到棉花产品的加工质量和经济效益。烘干塔是机采棉加工中不可缺少的一个环节,因为只有烘干塔在生产过程中有效地将籽棉中的水分控制在适宜加工的范围内,轧花机才能保质保量地将棉籽和棉纤维进行分离。

喷气涡流纺包芯纱芯丝自动穿引装置的研究

为提高喷气涡流纺包芯纱纺制过程的自动化程度,设计了一种喷气涡流纺包芯纱芯丝自动穿引装置,以实现芯丝头端在纺纱开始前自动穿过芯丝导引孔和纺锭。对装置的控制系统进行设计,确定控制方案,编写控制程序,实现对各机构动作的有序控制。在喷气涡流纺试验机上对所设计的芯丝自动穿引装置进行试验。结果表明:手动穿引时间在3 min以上,部件优化后自动穿引装置穿引时间在80 s左右。认为:该装置有助于喷气涡流纺纱机自动化程度与生产效率的进一步提升。

棉纺精梳机分离罗拉连杆驱动机构动力学仿真及有限元分析

为提高棉纺精梳机的使用寿命及生产运行可靠性,避免精梳机在长期高速运转条件下各零件的疲劳、磨损、断裂等造成的生产事故问题。利用Solid works软件建立分离罗拉驱动机构三维模型并导入Adams软件分别进行运动学与动力学仿真,得出了不同速度条件下分离罗拉驱动机构各零件铰接点在一个运动周期内的受力分布曲线;利用Ansys Workbench软件对各零件赋予材料属性并进行有限元仿真,得到各零件在一个运动周期内不同速度下的最大应力。结果表明:当精梳机速度为500钳次/min及以下时,一个运动周期内的分离罗拉驱动机构各零件的最大应力均小于材料的许用应力(400 MPa),材料强度满足生产条件;当精梳机速度依次提高到600和700钳次/min后,定时调节盘的最大应力(415.98 MPa)较500钳次/min时分别增大40.55%和79.1%,超过材料的许用应力(400 MPa),该零件有疲劳、磨损、断裂的风险,易故障停车并造成生产事故。在JSFA588型精梳机上按照零件设计要求进行了制造、装配及生产试验,进一步验证了仿真结果的有效性。

基于Flow Simulation的喷气织机辅助喷嘴喷孔结构优化

为提升辅助喷嘴引纬的综合性能,以喷气织机辅助喷孔为研究对象,采用Solidworks软件结构优化方法,对辅助喷嘴喷孔的流体性能进行了数值模拟。通过构建单圆孔、双圆孔、矩形孔3种辅助喷嘴喷孔流场三维模型,在0.4 MPa的工作环境压力下,分别研究了距喷口40 mm处截面的气流速度分布情况、辅助喷嘴的最大气流速度及辅助喷嘴入口处的质量流量情况。研究结果表明:在单圆孔辅助喷嘴锥度为正方向4°时综合性能最优,引纬稳定性最好,取得较大气流速度和最小质量流量,与锥度0°相比,最大气流速度增加了3.03%;对于双圆孔辅助喷嘴,采用上方喷孔直径1.5 mm、下方喷孔直径0.8 mm和两孔中心距离2.2 mm时获得最优结果;长宽比为2.3的矩形孔辅助喷嘴综合性能最优。

抽吸孔结构对喷气涡流纺喷嘴气流场的影响

研究负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴中抽吸孔直径与抽吸区长度对喷嘴气流场分布特征的影响。采用数值模拟的方法,结合纺纱试验结果,阐明了抽吸孔直径与抽吸区长度对喷气涡流纺包芯纱成纱过程中的落纤量及成纱断裂强度的影响机制。研究发现,纺锭内引纱通道入口端面处气流径向速度和轴向速度的方向与大小对成纱过程中落纤量的大小起关键作用,气流轴向速度和径向速度值越大,落纤量越小;靠近纺锭入口位置的抽吸孔中气流径向速度的大小对成纱断裂强度的大小起关键作用,气流径向速度越大,成纱断裂强度越高。气流场模拟结果表明:抽吸孔直径0.3 mm和0.4 mm时降低落纤量的效果优于抽吸孔直径0.2 mm,抽吸孔直径0.2 mm时成纱断裂强度较高;抽吸区长度25 mm和34 mm时降低落纤量的效果相似,抽吸区长度34 mm时成纱断裂强度略低于抽吸区长度25 mm。气流场的数值模拟结果解释了纺纱试验结果,可为喷气涡流纺喷嘴结构的改进提供理论参考。

抽吸式喷气涡流纺装置及纺制金属丝包芯纱的实验分析

金属丝包芯纱作为一种新型的导电纱线,具有广阔的应用前景。为了减少金属丝包芯纱成纱过程中的纤维损失,设计了一种在引纱通道壁面上设有气流抽吸孔的喷气涡流纺空心锭装置,通过纺纱试验,研究了抽吸孔直径和抽吸区长度对纺纱过程中落纤量和纱线断裂强度的影响。结果表明:在纺锭引纱通道壁面上设置抽吸孔有利于减少成纱过程中的纤维损失,提高成纱断裂强度;抽吸孔直径在0.2~0.4 mm范围内变化时,抽吸孔直径对纤维损失量的影响并不显著,而包芯纱断裂强度在直径为0.2 mm时最高;当抽吸区长度从25 mm增加至34 mm时,对纤维损失和成纱断裂强度均无显著影响。研究结果可为喷气涡流纺纱喷嘴装置的设计提供了一种新思路。

面向金属丝包芯纱的低落纤喷气涡流纺纱喷嘴设计及其纱线质量

为减少纺纱过程中纤维的损失,改善金属丝包芯纱质量,设计了一种设有负压抽吸锭子的新型低落纤喷气涡流纺纱喷嘴,对其各主要部件的制作工艺和降低落纤的原理进行了阐述。通过实验研究了抽吸孔轴向间距和抽吸孔周向列数对纤维损失和纱线断裂强度的影响。结果表明,在锭子内引纱通道壁面设置抽吸孔有利于减少纤维损失,提高纱线断裂强度。当轴向孔间距从2mm减小到1mm时,纤维损失和纱线强度均显著降低。当抽吸孔周向列数从2列增加为4列时,纤维损失和纱线断裂强度均显著降低,而当周向列数从3列增加至4列时,纱线断裂强度变化不明显。证实了在锭子内引纱通道壁面设置抽吸孔对实现低落纤喷气涡流纺纱和提高纱线质量的可行性,也为喷气涡流纺纱喷嘴装置的改进和发展提供一种新思路。

负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴气流场的数值模拟

为了研究负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴内的气流场,采用Realizable k-ε模型模拟喷嘴内气流的湍流运动,利用计算流体动力学仿真软件ANSYS Fluent对所建立的负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴气流场计算模型进行了数值求解,获得了喷嘴中的气流流动特征。模拟结果表明:空气从气室经由喷射孔加速射入涡流管内,随后在其中做旋转运动,继而进入涡流管与锭子头端之间环形区域;沿纤维导引通道进入涡流管的部分气流受到锭子内部抽吸孔中负压抽吸气流的作用而流入锭子内的引纱通道;在锭子入口附近,引纱通道内气流形成较为明显的旋转运动;随着位置向下游方向移动,引纱通道内气流的旋转运动逐步减弱并消失,气流通过抽吸孔沿径向流入锭子与负压抽吸管之间的腔体内,并在其中形成了分布较为均匀的6个涡。该研究方法与结果可为低落纤喷气涡流纺纱喷嘴的设计提供理论支撑。

基于数控技术的棉纺环锭细纱机创新发展

研究棉纺环锭细纱机数控技术的创新应用,对比国内外先进水平环锭细纱机的发展现状及环锭细纱机的数控技术应用,分析了依托数控技术的节能主电机技术、电子牵伸技术、电子卷绕成形技术、集体落纱技术、单锭监测与自动接头机器人技术。总结了数控技术对促进环锭细纱机自动化、柔性化和智能化发展起到的重要作用。认为:高速化、长车化、柔性化、自动接头、纱线质量在线检测等将成为未来环锭细纱机的重点发展方向。

棉精梳机分离罗拉混合驱动系统优化

为更好地解决现有分离罗拉驱动方式传动链长及难以调整分离罗拉运动规律等缺点,首先,分析精梳机分离接合工艺,提出分离罗拉运动过程中的工艺关键点,并用分段拟合的方法进行拟合,得到理想的分离罗拉运动规律;其次,在对分离罗拉混合驱动方式中的齿轮传动系统进行动力学分析的基础上优化系统中各齿轮的齿数;然后,结合运动学分析及相关要求规划伺服电动机的运动规律,计算得到伺服电动机的速度曲线;最后,通过仿真软件及实验平台进行验证。结果表明,优化后的分离罗拉混合驱动系统可以使分离罗拉按照符合工艺要求的运动规律运行并使分离罗拉的运动具有柔性,解决了现有分离罗拉驱动方式机构传动链长及分离罗拉运动规律调整困难等问题。

纤维包自动除带及拆袋机剪带装置设计

为降低工人劳动强度,实现纤维包打包带的高效剪断与收集,介绍了一种面向直行往复式自动抓棉机的纤维包除带及拆袋机的钩带装置和剪带装置的结构,并对剪带装置进行了设计。通过理论计算确定了剪带头旋转气缸的具体选型;采用电机配合齿轮齿条的传动方案,确定了剪带头运载机构和箱体运载机构的电机选型和齿轮齿条的设计参数。认为:该装置可有效节省用工,提高生产效率。

自行走上轴车的研制及应用效果

总结在高密度织机布局车间中自行走上轴车的结构、原理及其应用效果。介绍了自行走上轴车的各组成部分,包括车架、运输行走系统、纺织器材升降系统和控制系统。简述了自行走上轴车的具体工作流程。应用效果表明:自行走上轴车可实现在高密度织机车间内对穿经完成的成品及带纱经轴的灵活行走,并实现经轴上机功能。认为:自行走上轴车可提升生产效率,降低用工成本,提高操作安全性。

纤维包自动除带及拆袋机割袋装置设计

为提高生产效率,实现纤维包塑料包装袋的高效去除与回收,介绍了一种面向直行往复式自动抓棉机的纤维包除带及拆袋机的侧面、底面割袋装置和除袋装置的结构,并对割袋装置进行了设计,包括锯齿刀具的设计、底部割袋装置的转动平台设计和侧面割袋装置的滑动装置设计。通过理论计算确定了锯齿刀具同步带的具体选型,锯齿刀具采用电机作为驱动部件、普通V带作为传动部件,将动力传递给同步带,计算选择Y90L-2型号的标准电机,同时对V带进行计算选型。该装置可有效降低工人劳动强度,对企业降本增效具有积极意义。