针对转杯纺发展过程中不断涌现出新产品开发难题、设备智能自动化转型升级困境等问题,基于现有研究成果,对当前转杯纺发展现状进行总结,主要包括成纱关键部件如转杯、分梳辊、喂给罗拉等机构更新及参数优化等对成纱质量的影响,并介绍了转杯纺成纱产品如纯纺纱、混纺纱及混色纱的开发现状;回顾了转杯纺设备升级换代的发展历程;重点阐述了转杯纺成纱过程中高速气流场运动的研究进展及纤维模型的构建,指出了转杯纺高速智能化发展中成纱质量优化的关键技术特点。认为:转杯纺纱器内气流和纤维运动的数值模拟研究可为转杯纺设备升级、产品开发和质量提升提供有力的理论基础和依据。转杯纺; 再循环纤维; 高速气流场; 纺纱器; 数值模拟; 纤维模型
伴随科技发展与消费升级,市场需求不断扩大,以转杯纺、喷气涡流纺为代表的新型纺纱技术不断涌现,为纺织产业提供许多性能不同、样式不同的新型纱线产品,纱线市场规模进一步扩大。其中,以转杯纺发展最为迅速,经过近50年的发展,已经成为技术最为成熟、应用最广泛的新型纺纱技术。随着转杯纺纱机性能的不断改进和提高,加上从业技术人员和科研工作者不断探索,在纺纱工艺技术、产品开发和纱线成形理论方面有了较大突破。本研究对当前转杯纺发展现状进行总结,介绍转杯纺产品开发情况,回顾转杯纺设备升级换代的发展历程,阐述转杯纺成纱过程中高速气流场运动研究进展及纤维模型,指出转杯纺高速智能化发展中成纱质量优化的关键技术特点,以期为转杯纺设备及产品研发提供参考。
1 转杯纺装置研发与参数优化
1.1 转杯纺装置研发
为克服传统转杯纺的局限性,研究者们对转杯纺装置进行了革新。转杯纺纱机的装置研发主要体现在喂给罗拉个数、分梳辊个数、排杂结构、输纤通道几何结构和转杯结构等方面。
双喂入系统即增加一个喂给罗拉,可实现两根条子同时喂给。相较于传统单喂入,双喂入系统生产的纱线条干CV、粗细节和棉结更少,转杯纱的质量显著提高。多组分异速喂入多通道装置在增加的多个喂给罗拉上加装独立的伺服电机,分别控制喂给罗拉转速,可在线控制各组分纤维喂入量,同时通过转杯实现多组分纤维混和,使转杯纺纱线在色彩与结构上更加多变。以上两种形式的喂给罗拉采用单个分梳辊,不能兼顾两种纤维分梳效果。通过增加独立控制的分梳辊可满足不同纤维原料分梳效果与纤维损伤平衡。不同机型纺机配备排杂装置的结构不同,排杂效果也存在差异。排杂装置普遍朝着大排杂口、大排杂腔方向发展,在补气方式上各有特