我国是全球最大的蚕茧、生丝生产国和出口国。生丝是根据其规格要求,由自动缫丝机将多根茧丝集聚而成,其中丝鞘在缫丝的茧丝集聚过程中起到减少纇节、增加抱合的作用,但是丝鞘是现有自动缫丝机中仅有的几个需要人工来完成的操作,操作工的熟练程度影响到丝鞘结构参数,使得丝鞘的统一性较差,由此对茧丝集聚效果带来影响。由于是手工操作,影响了自动缫丝机的自动化程度,制约了缫丝劳动生产率的提高。本文针对现有缫丝生产中人工丝鞘成形存在的问题,设计了多种替代丝鞘的茧丝自动集聚装置,研究了不同装置对茧丝集聚后的生丝性能及操作的影响,确定了较优设计方案和技术参数,评价了优选方案所缫生丝的结构和性能指标,为进一步实现缫丝自动化、智能化、提高生产效率提供参考。为此,本文主要开展的研究工作和实验结论如下:1、设计了茧丝自动集聚装置。利用集聚导向部件的旋转带动茧丝在集聚摩擦部件的内表面产生摩擦挤压,实现茧丝集聚成为生丝,达到增强茧丝间抱合、改善生丝圆整性的目的。对加装茧丝自动集聚装置的缫丝机进行缫丝试验,由缫丝情况和生丝的纵向形态等指标确定了两种茧丝自动集聚装置,即轮式茧丝自动集聚装置和环式茧丝自动集聚装置。2、两种茧丝自动集聚装置性能优选。将轮式茧丝自动集聚装置和环式茧丝自动集聚装置分别加装于实验室的缫丝机上,对丝条交叉次数、丝条交叉方向、集聚摩擦轮内表面材质进行单因素实验,根据单个因素所缫生丝的纵向形态、力学性能和抱合性能等评定指标,确定两种装置的技术参数。对优化后的两种茧丝自动集聚装置与常规丝鞘进行缫丝对比,采用独立样本T检验对所缫生丝的纵向形态、力学性能、抱合性能等指标进行对比分析,结果表明:环式茧丝自动集聚装置所缫生丝性能优于轮式茧丝自动集聚装置,择优选择环式茧丝自动集聚装置。3、基于环式茧丝自动集聚装置的参数优化及性能分析。采用正交试验方法优化设计缫丝工艺,分别选用导丝环中心距、导丝环转速、缫丝速度的工艺参数作为水平因素进行实验,研究工艺参数对生丝的纵向形态、断裂强度、断裂伸长率及抱合等物理性能指标的影响,根据极差分析方法分析确定最优水平的工艺参数为导丝环中心距为7.0 mm,导丝环转速250 r/min,缫丝速度104m/min;对最优工艺缫制的生丝和常规丝鞘缫制的生丝的理化性能指标进行对比与分析,结果表明:优化工艺缫制的生丝在生丝纵向圆整形态、断裂强度和抱合性能上均优于常规丝鞘缫制的生丝,在断裂伸长率、丝片回潮率、表面形态、二级结构、结晶结构上与常规丝鞘缫制的生丝无明显差异。以上研究表明,设计的环式茧丝自动集聚装置安装方便,可以替代人工丝鞘集聚茧丝,满足生丝生产要求,为自动缫丝机进一步实现自动化、提高生产效率提供技术参考。