纺织行业是我国经济中的传统支柱产业,也是重要的民生产业,它的发展对于促进经济发展、提高就业率、增加人民收入以及促进社会和谐发展等方面具有十分重要的意义。而环锭纺纱占据我国纺纱行业中的主导地位,其发展也与环锭纺的加捻卷绕形式有很大的关系,限制环锭纺高速发展的重要因素主要为钢领、钢丝圈系统。钢丝圈是纺纱时的关键部件,在纺纱段和气圈段都有着重要作用。钢丝圈的受力情况和运动状态处于时刻变化的过程中,钢丝圈的空间运动状态对环锭纺的成纱质量、纺纱断头率、钢领和钢丝圈使用等均有重要影响,对环锭细纱机的综合效能起到至关重要的作用。因此,对钢丝圈的空间运动状态进行研究是极其有必要的。首先,分析环锭纺加捻卷绕工艺,研究加捻卷绕过程和管纱卷绕成形规律,得到钢丝圈回转速度与细纱的卷绕速度和锭子转速之间的关系。建立空间直角坐标系,以数学形式表达钢领板升降速度和纱线在纱管上的卷绕半径变化规律。分析纺纱过程中,纱线气圈段的形成原因,提出钢丝圈运动状态对纺纱过程的影响及其重要性。其次,将钢丝圈空间倾斜状态分为外脚下沉、外脚超前和整体前倾三个状态,分析钢丝圈各受力点的空间坐标与钢丝圈空间倾角之间的关系。为了得到钢丝圈高速回转时的三个空间倾角的变化规律,对钢丝圈进行受力分析:考虑空气阻力和科式惯性力对气圈影响的情况下,将钢丝圈受力分为三个部分分别进行分析。将各力分解到空间直角坐标系中,求解各力与坐标轴之间的夹角。根据力矩平衡原理,建立钢丝圈力矩平衡公式,最终求得钢气圈的三个空间倾角的变化规律。再次,为了使钢丝圈运动平稳,并降低钢丝圈对纺纱过程的影响,分析了相关参数对钢丝圈运动状态的影响程度,对纺纱工艺参数的设计和降低钢丝圈对纺纱过程的影响具有参考意义。最后,为了检验钢丝圈空间运动数学模型的准确性和可靠度,对钢丝圈高速回转过程进行拍照取像实验。利用图像处理技术,提取图像特征点进行分析,实验数据与钢丝圈空间运动模型计算结算进行对比,并就实验处理结果的误差原因进行分析讨论。本文优化了钢丝圈运动模型,提高了钢丝圈运动理论的准确性,为环锭纺纺纱过程中钢丝圈运动状态的研究提供了准确、可靠的理论基础,对提高环锭纺的成纱质量、降低纺纱断头率、以及设计使用钢领和钢丝圈系统具有重要意义。