新型纺织技术试验指导书嘉兴学院材料与纺织工程学院2012年9月

1、新型纺织技术实验指导书嘉兴学院材料与纺织工程学院2012年9月实验一转杯纺工艺与设备实验一、实验目的与要求1、熟悉转杯纺纱的工作原理及工艺过程2、了解转杯纺纱机的结构和主要机件的作用3、了解转杯纺纱机的传动系统二、基础知识1、环锭纺的凝聚加捻机构及卷绕机构2、转杯纺的凝聚加捻机构及卷绕机构3、自由端纺纱与非自由端纺纱的概念三、实验设备转杯纺纱机四、实验内容1、转杯纺纱的工艺流程（见图） ：粗条喂入 - 分梳辊牵伸（排杂） - 须条“断裂”分离成纤维流（ 2 根单纤维） - 气流牵伸、输送 - 加捻凝聚成纱（ 100-200 根纤维） - 引纱卷绕。2、转杯纺的机构组成及各机构的作用： 喂入机构

2、（喂给喇叭、喂给罗拉、喂给板） 分梳机构 排杂机构 纤维输送机构 加捻凝聚机构 （纺纱杯、假捻盘、隔离盘） 卷绕机构3、转杯纺纱的工艺设计。喂给速度；引纱速度；横动频率； 转杯转速； 分梳辊转速；纱线的捻度设计。机器操作说明：第一步：开机，通电后显示欢迎画面。日发纺机欢迎您按“”键继续第二步：按“”键继续后，显示监视画面。此时画面动态显示引纱、喂给的当前速度及横动的当前频率：其中牵伸倍数度喂给速度。解开密码后，在监视画面中按“”键可进行速度设置。引纱速度（ V 引 ）： 40-150 m/min （无级可调）；喂给速度（ V 喂 ）： 0.45-4.68 m/min（单独变频电机带动，无级可调

3、）；=引纱速横动频率： f =KV引 tan(/2)（与引纱罗拉为同一变频电机带动，有级可调，f = 0.184-0.263V引；= 30- 42o） 转杯转速设计及调整。转杯直径小，成纱线密度低，粗条质量好，速度高。可供选择范围， 4 万 - 9万转 / 分。调整方法：改变电动机皮带轮直径（单独电机带动）。 分梳辊转速设计及调整。分梳辊转速与成纱质量：速度高，分梳作用强，但纤维损伤大。分梳辊转速与条子喂入量。喂给速度快，应提高分梳辊速度。分梳辊转速与直径：高速，小直径，以利于排杂及纤维的转移和输送。排杂区落白增加时，需适当降低分梳辊转速。调整方法：改变电动机皮带轮直径（单独电机带动）。一般

4、5000-9000 转/ 分。 纱线的捻度设计。比环锭纱高10-30%，经验公式如下：转杯纺纱实际捻度（T）计算：式中K 为加捻效率（0.88 0.98 ）4、转杯纺纱的传动系统。五、作业与思考题1、试述分梳辊转速对纤维分梳、除杂、损伤及最终成纱质量的影响。2、试述分梳辊转速及纺杯真空度对纤维转移及定向输送的影响。3、转杯纺纱为什么采用假捻器？影响假捻效果的因素有哪些？实验二喷气纺纱与涡流纺纱的工艺与设备一、实验目的与要求1、熟悉喷气纺纱及喷气涡流纺纱的工艺流程。2、了解喷气纺纱及喷气涡流纺纱机的结构和作用。二、基础知识喷气纺纱是继转杯纺纱、自捻纺纱、 涡流纺纱之后发展起来的一种新型纺纱方法。

5、它具有流程短、纺纱速度高（最高可达450m/min）、可纺纱支细（40-5tex ）、卷装大等优点。喷气纺纱的成纱机理是，须条在前罗拉和引纱罗拉的握持下，中间收到气流方向不同的两个喷嘴的非握持加捻，使纱条产生假捻。另外，部分边缘纤维的头端自前罗拉输出后，由于气流的作用从须条中扩散出来，成为头端自由纤维，它们在第一喷嘴处受到旋转气流的作用，按旋向绕纱条作初始包缠，其捻向与纱条假捻方向相反；在第二喷嘴的反向气流作用下，纱条被退捻， 边缘包缠纤维因捻向相同而越包越紧，从而形成结构独特的喷气纺包缠纱，如下图所示。喷气纺的成纱机理示意图这种纺纱由于其假捻包缠的成纱机理，对纤维的长度和强度要求较高，所以，

6、在纯纺棉纱时，成纱强力较低。一般多用于纯涤纶纱或涤/ 棉混纺纱的纺制。为了克服传统喷气纺纱的缺陷，目前又出现了喷气涡流纺纱方法，它与传统喷气纺的区别在于喷嘴。 因此，喷气涡流纺纱机的结构与喷气纺纱机的基本相同，仅喷嘴为但喷嘴形式，其成纱机理是半自由端的加捻包缠方式，其成纱结构外观与环锭纺较为相似，可以纺制具有较高强力的纯棉等纱线。喷气涡流纺的成纱机理示意图喷气涡流纺的成纱机理如上图所示。前罗拉输出的须条被吸入喷嘴前端的螺旋引导面1，它与导引针2 一起，防止了捻回向前罗拉钳口的传递，当纤维的末端脱离喷嘴前端的螺旋引导面和针状物的控制时， 由于气流的膨胀作用， 使纤维间的联系力大大的减弱， 产生大

7、量的边缘纤维 5（尾端自由纤维） ，从而形成了部分自由端，覆盖在空心管 7 的圆锥形凝聚面 6 上。纤维的另一端根植于纱体内，在空心管入口的高速回转涡流的旋转作用力的作用下，使边缘纤维 （尾端自由纤维） 沿着空心管旋转而被加上捻度， 并被牵引通过空心管而形成喷气涡流纱 8 输出。三、实验设备、仪器和用具喷气及喷气涡流纺纱（实验样）机。四、实验内容1、机构组成（ 1）喂入机构： 根据半制品的形式，喷气纺的喂入方式有两种，及条子或粗纱吊锭喂入。（ 2）牵伸机构： 牵伸机构及作用与一般环锭纺纱机类似，即三罗拉或四罗拉或五罗拉（以四罗拉为多）的双皮圈牵伸，牵伸倍数较大，一般在100 倍以上。（ 3）加

8、捻机构（喷嘴） ：加捻机构是喷气纺纱的关键部件， 现有加捻器的机构形式主要有传统的喷气纺双喷嘴和喷气涡流的单喷嘴两种。喷气纺的喷嘴主要由吸口、喷射孔、纱道、开纤管、气室壳体等构成，其双喷嘴加捻器结构及喷嘴简化示意图见图。喷气纺的喷嘴结构示意图 吸口：前罗拉输出是需条在负压作用下由此吸入喷嘴。 喷射孔： 气流进入喷嘴的通道，喷射孔的直径、 角度及孔数是影响喷气纺纱强力的主要因素。 喷孔直径受气流纯净度及加工精度的限制；喷射角是产生涡流的初始螺旋角，将影响加捻速度；喷孔数的多少奖影响纱道截面上流场的均匀性。 纱道：纱线的通道。 开纤管：又称解捻管， 位于第一喷嘴的出口出， 内壁开有各种槽，其作用是

9、增加摩擦阻力、 减少捻度向前罗拉传递， 增加包缠纤维数量；二是增大气流出口截面，有利稳定流场和稳定纱条回转。 气室：压缩空气由此供给各喷射孔。喷气涡流纺的单喷嘴结构如下图所示。喷气涡流纺的单喷嘴结构示意图了解加捻器结构参数对成纱质量的影响。主要参数有喷射角、纱道直径与长度、喷射孔直径与孔数、开纤管的槽数与槽深、吸口的内径与长度、两喷射嘴喷射孔的间距等。了解双喷嘴加捻器第一、第二喷嘴压力及相互配置对加捻效果与成品质量的影响。（ 4）卷绕机构：主要由引纱罗拉、电子清纱器、卷绕辊筒组成。 引纱罗拉：将加捻后的纱以一定的速度引出。 电子清纱器： 用于检测成纱的长短粗节和细节，同时又是条干检测仪的监测头

10、。本实验设备无此装置。 卷绕辊筒：在一定的压力下，通过通过摩擦传动筒子卷绕成形。了解卷绕张力、卷绕角度对绕成形的影响。2、工艺过程喷气纺纱的工艺过程如图所示，喂入棉条1 经三罗拉双短皮圈牵伸装置2 的牵伸后， 牵伸成规定的细度，由前罗拉输出，依靠第一喷嘴8 入口处的负压， 被吸入加捻器，接受空气喷射的加捻。 加捻器是由第一喷嘴8 和第二喷嘴9 串接而成， 两个喷嘴所喷出的气流旋转方向相反，第一喷嘴主要使前罗拉输出须条的边纤维与第二喷嘴作用的主体须条以相反的方向旋转， 须条在这两股反向旋转气流的作用下获得包缠（加捻）成纱。加捻后的纱条由引纱罗拉 5 引出，经电子清纱器6 后，绕成筒子纱7。喷气纺

11、纱的工艺流程示意图前罗拉输出速度应大于于引纱罗拉输出速度， 通常称为超喂， 超喂率一般控制在 1%-3%，是纱条在气圈状态下加捻。五、作业和思考题1、试述喷气机的成纱原理，前后两个喷嘴中的气流的作用。2、试述喷气涡流纺纱的成纱原理，喷嘴中螺旋曲面、引导针和空心管圆锥面等部件的作用。3、了解喷气纱和喷气涡流纱的成纱结构与特性。实验三花式捻线工艺与设备一、实验目的与要求1、了解花式捻线机的结构及各部分的主要作用。2、了解花式纱线生产的步骤及花型形成过程。3、初步了解花式捻线机的工艺调节。二、基础知识花式纱线是一种用特殊工艺制成、具有特种外观形态与色彩的纱线。例如表面呈现纤维结、竹节、环圈、波浪、辫

12、条或锥形螺旋等外观的纱线。花式纱线的加工方法有很多，有环锭式和空心锭式等。空心锭花式捻线机是纺制花式纱线的一种新设备。它改变了传统花式捻线机的加工过程，将纺纱、一次加捻、二次加捻和络筒四道工序合而为一，大大简化了花式纱线的生产工艺，提高了工效，降低了成本，增加了花色品种。花式纱线种类繁多，空心锭花式捻线机几乎可以生产所有的品种，但主要的可包括两大类，即超喂型花式纱线和控制型花式纱线。这两类花式纱线根据喂入原料的方法又可分为纱线型和纺纱型两种。花式纱线一般由芯纱、固纱和饰纱相互作用而成。芯纱是花式纱线的主体，被包在花式线的中间， 是饰纱的依附体， 它与固纱构成花式线的强力，所以芯纱一般选用强力好

13、的涤纶、锦纶、 丙纶复丝或混纺短纤维纱线。固纱包覆在饰纱与芯纱外面，主要用来固定花型以防花型移位或变形， 一般选用纤度细而强度好的长丝。饰纱包缠在芯纱外面以构成各种花型，起装饰作用，是构成花式线外形的主要成分，也是决定花式线的花型色彩、手感、弹性、服用性能的关键。三、实验设备、仪器和用具空心锭花式捻线机。四、实验内容1 、空心锭花式捻线机组成空心锭花式捻线机由喂入部分、牵伸部分、加捻部分、卷绕部分和微机控制系统等组成。2、工艺过程（见图）空心锭花式捻线机的工艺流程示意图如图所示，芯线由喂入罗拉经导纱杆喂入空心锭子（有的花式捻线机芯线由前罗拉沟槽部分喂入）；饰线经牵伸机构后进入空心锭子，并以超喂

14、的形式喂入；固线从空心锭子筒管上引出并一起进入空心锭子。三根线同时喂入，经加捻器、输出罗拉卷绕成筒子纱。三根纱线进入空心锭子后，在加捻钩之前，固线与芯线、饰线平行回转，通过加捻钩后，固线与芯线、饰线捻合在一起。由于锭子（或加捻钩）的回转，使芯线饰线在加捻钩前形成假捻（初捻）并形成花型，通过加捻钩后。芯线饰线再解捻，退解时新翻出花形。就在这时，固线所获得的真捻 （二次加捻） 把新翻出花形包缠和固定下来，从而形成最终产品的花式形态。在整个纺制过程中，芯线需要一定的张力，饰线要有超喂（超喂型花式线），固线必须包缠，三者缺一不可才能形成花式效应。因此，整个纺纱过程为四道工序合一，即纺纱、初捻、二次加捻

15、、络筒合并为一道。3、双空心锭花式捻线机的结构。采用双空心锭，成纱中有两组不同捻向的固纱，因此也可称作双向包缠纱（或 x 型固纱），其作用是可避免针织物的线圈歪斜现象（斜片） 。由于罗拉的牵伸作用，饰纱可直接用粗纱。同一台机上即有环锭卷绕，又有筒子卷绕。双空心锭花式捻线机的结构示意图4、仔细观察改变工艺参数后化实现的花型变化情况。五、作业思考题1 、花式纱有哪些种类？提示：超喂型、控制型、复合型2 、分析空心锭子以及附装于其上的加捻器的加捻作用。3 、简述用空心锭花式捻线机生产线的工艺原理。实验四三向（多层）织物的结构及织造技术一、实验目的与要求1、了解多层机织物的主要用途。2、掌握多层机织物

16、的设计方法。3、掌握在普通织机上织制多层机织物的原理与方法。二、多层机织物的结构1、前言在各类型的纤维增强复合材料中, 3D机织物增强是一种非常有效的增强形式。3D 机织物层间有纱线连接,从而显著提高了最终制品厚度方向的机械性能。同时 ,这种复合材料的加工更容易实现自动化,有成本低的潜在优势。3D 机织物预制件可在专门织机上织造,但有一部分结构较为简单的3D 机织物预制件可在普通2维织机上生产。 在普通 2 维（平面）织机上生产3D 机织物是一项很古老的技术,近年来由于航空工业的推动,复合材料的发展才使这项技术引起了人们的极大兴趣。2、矩形截面3D机织物的结构矩形截面 3D 机织物有正交结构(

17、 其经向截面如图1 (a)、角联锁结构两种。而角联锁结构依纱线的走向不同又可分为多种,图 1 (b)、图 1 (c) (均为经向截面图)为有代表性的两种。图 1 3D机织物的结构示意图（经向截面）在图 1中,1,2,8表示第 1,2,8层经纱 ,9表示垂纱 ,黑色实心圆点表示参与交织的纬纱。 图 1 (b)中的空心圆点表示不参与交织的纬纱,第 4、7 层经纱是挺直的,不参与交织。3、矩形截面3D机织物上机图的绘制一般织物可由组织图及穿综图确定纹板图,从而得到该织物的上机图。但 3D 机织物的组织图绘制麻烦,且由于其为多层结构,组织图并不能反映织物的实际结构。在此介绍一种较为简单的上机图绘制方法

18、,现以正交结构3D 机织物 图 1（ a） 为例说明。第一步：根据正交结构3D 机织物的经向截面图 图 1（ a） ，制订纬纱依次进入经纱层的路线图( 见图 2：正交结构3D 机织物引纬路线图)。图 2 中 ,与图 1 (a)相对应 ,经纱分 8 层 , 1,2 , 8 分别代表第1,2,8 层经纱 ;9 表示垂纱。箭头表示引纬路线。在图上标有一、二、三、四等,表示纬纱引入的顺序。第一根纬纱引入第1、2 层纱线之间 ,第二根纬纱引入第5、6 层纱线之间 ,第三根纬纱引入第3、4 层纱线之间 ,第四根纬纱引入第7、8 层纱线之间。 当第四根纬纱引完后,垂纱综框升降一次 ,引入垂纱。 第五纬在 1、2 层经纱交错后,引入其中间。第六纬在5、6 层经纱交错后引入其中 ,第七纬在3、4 层经纱交错后引入其中,第八纬在7、8 层经纱交错后引入其中,以上第五到第八纬的引纬路线与第一到第四纬相对应,但在奇数和偶数层经纱位置对换的情况下引纬。假如第1,2,9 层分别穿入第1,2,9片综框 ,即采用顺穿法,则根据上述引纬路线对经纱运动及相应综框运动的要求,可制订纹板图及上机图( 见图3)。图 2 正交结构 3D