改善卷装底层丝退绕性能的研究

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高速纺丝卷绕机是整个化纤生产中的核心设备,其作用是将原材料经过聚酯、纺丝、上油等措施后卷绕成型为下道工序(针织等)提供可储存、运输及退绕的卷装。在整个卷绕过程中,卷绕机上的横动装置与筒管夹头轴的转速配合,决定了形成卷装的卷绕比与卷绕角的值,而压丝辊的作用是为卷装上的丝束提供一定的张力,使卷装紧密。本文是在压丝辊被动式卷绕机的基础上,通过对压丝辊加装电机使其能够在脱离筒管夹头轴摩擦驱动时保持卷绕线速度旋转,降低换筒时对卷装底层丝的损害;在整个卷绕过程中提供辅助动力,减少对丝束的摩擦损害。并运用理论计算和有限元分析方法通过对压丝辊的建模,进行压丝辊的静态及模态分析。本论文的主要内容及章节安排如下:第一章分析了选题背景及意义,并综述了高速纺丝卷绕机的国内外研究现状及其发展。第二章基于卷装的成型过程,系统介绍了卷装过程中横动机构与筒管夹头轴的速度配合及如何防叠以使卷装紧密稳定,并对随机卷绕、精密卷绕和逐段精密卷绕三种卷绕方式进行了介绍对比。第三章根据对压丝辊结构的改进要求,对硬件部分(电动机、联轴器和轴承)的分类及性能特点进行了介绍,并根据实际需要对硬件部分进行选型和校核计算。第四章系统的介绍了卷绕机的工作过程,通过传统的卷绕机和改进后的卷绕机的控制系统和所生产的卷装之间的对比,说明对卷绕机改进以后确实改善了卷装的成型质量尤其是底层丝的退绕和过尾。第五章运用ANSYS分析软件,通过对压丝辊工作过程的分析和理论研究,用两种模拟方案建立了压丝辊安装电动机前、后的有限元仿真模型;分析了包括模型的建立、边界条件的简化、载荷的施加、所选型号电动机角速度的影响和压丝辊的静态及模态分析等内容。第六章总结了全文的研究工作,展望了高速纺丝卷绕机的发展趋势。
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