自由端喷气纺纱是利用喷嘴内部产生的高速旋转气流对纤维须条加捻成纱的一种新型的纺纱方法,其优势已被人们普遍认可。 本文对喷嘴内流场作了理论分析,研究纤维在喷嘴高速气流场中的运动及纤维和气流的相互作用,在理论上阐明纤维在气流场中运动的规律,对自由端喷气纺纱机理作了分析。在实验探索的基础上,设计了一种自由端喷气纺纱装置。 这种纺纱方法由于采用了高速气流辅助罗拉牵伸对纤维进行分离,充分利用了牵伸对纤维控制良好,纤维伸直、平行度好的优点,较之一般自由端纺纱中采用刺辊开松、分离纤维的方法,这种方法具有纤维分离后伸直平行度好,纤维损伤小的优点,更有利于改善成纱中纤维的排列形态和成纱强力。同时,该纺纱方法采用高速旋转气流对纤维须条进行加捻,由于无高速回转件的限制,从而使得纺纱方法具有高速的潜力。 加捻过程的描述是成纱机理研究的基础,它能帮助我们理解纱线结构和特征的形成过程并揭示一些提高生产效率、改善纱线质量的途径。 利用高速摄影技术,对纤维加捻过程进行拍摄,并运用空气动力学和流场理论对成纱机理、成纱结构和喷气流场的规律进行分析。 在此基础上,还就影响自由端喷气纺纱的有关工艺参数,纺纱工艺装置的设计等方面作了许多实验,并在初步实验的基础上,利用模糊决策聚类、通用旋转回归设计试验以及优化设计的方法,对有关参数作了优化。 本论文在内容上,主要包括四部分:第一部分对喷气纺纱的发展和研究现状、自由端喷气纺纱的发展和研究现状及选题的目的意义、研究内容做了简要概述;第二部分通过对喷嘴内流场的理论分析,对自由端喷气纺纱机理作了分析;第三部分在实验探索的基础上设计了一种自由端喷气纺纱装置,在保证顺利成纱的前提下,通过理论分析和试验验证,对喷嘴的结构和纺纱工艺参数进行了合理设计,并在试验进行过程中不断摸索喷嘴的结构,对喷嘴的结构加以修正,运用单因子试验、正交设计试验、模糊决策聚类和多因子通用旋转组合设计试验的理论寻找出了最佳的喷嘴结构组合和纺纱工艺参数,大大提高了自由端喷气纱的单纱强度,纯棉喷气纺的