地毯簇绒机纱线张力控制与纱线路径规划研究

论文摘要

纱线张力是织造各工序均涉及的重要工艺参数。张力不仅与纤维的种类、纱线的结构有关,而且与各工序生产过程中其它工艺参数的配置有关。纱线张力的大小显著影响到织物的质量、纱线断头率和设备的效率。本论文以“8+4”型地毯簇绒机张力控制系统为研究对象。根据地毯簇绒机工艺的具体要求,重点研究了喂纱罗拉和类齿轮牵引罗拉张力装置的修正欧拉公式。对地毯簇绒机中引纱装置进行大量的理论研究与分析,提出地毯簇绒机张力控制系统的控制策略。主要研究内容有:（1）分析了地毯簇绒机的工艺流程,提出了影响绒圈高度的主要因素。通过分析常用张力控制装置的设计原理,提出地毯簇绒机的纱线张力问题主要体现为纱线在曲面上的力学问题;（2）通过比较平圈和提花引纱系统,分析了各张力控制装置的作用。对地毯簇绒机中喂纱罗拉、导纱管、导纱板和类齿轮牵引罗拉引纱情况下纱线的力学问题进行理论研究,建立了各引纱装置的修正欧拉公式;（3）提出了衡量纱线张力不匀率和纱线张力波动的指标参数,并分析了喂纱罗拉、类齿轮牵引罗拉和导纱板对纱线张力不匀率和纱线张力波动的影响;（4）通过试验分析了常用地毯绒纱BCF丙纶簇绒的特性,研究了纱线张力产生的机理。动态分析了经喂纱罗拉、类齿轮牵引罗拉和导纱板导纱后的纱线张力变化,得到了各张力装置影响纱线张力的主要因素;（5）研究了地毯簇绒机的纱线路径,对“8+4”地毯簇绒机的纱线导纱路径进行改进,将开环控制系统改进为闭环控制系统,引入张力检测系统,采用主动反馈式张力控制,并提出地毯簇绒机张力控制系统的控制策略,设计了基于自适应模糊PID的地毯簇绒机张力控制方案。通过对地毯簇绒机的张力控制装置进行理论研究和动态分析,得到了张力控制装置的修正欧拉公式,可作为纱线路径规划的理论依据,对实际工程的应用具有指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 地毯簇绒机研究现状
• 1.2.1 国外簇绒技术研究现状
• 1.2.2 国内簇绒技术研究现状
• 1.3 地毯簇绒机张力控制技术研究现状
• 1.4 课题研究意义
• 1.5 主要工作及章节内容
• 第二章 地毯簇绒机纱线力学问题的理论分析
• 2.1 地毯簇绒机的工艺流程
• 2.1.1 地毯簇绒机的簇绒原理
• 2.1.2 绒圈的形成原理
• 2.1.3 绒圈高度的影响因素
• 2.2 纱线张力控制装置的设计原理
• 2.3 纱线在曲面上的力学问题
• 2.4 本章小结
• 第三章 地毯簇绒机纱线力学的一般问题研究
• 3.1 地毯簇绒机的纱线路径
• 3.1.1 平圈系统纱线路径
• 3.1.2 提花系统纱线路径
• 3.2 引纱运动中的纱线力学分析
• 3.2.1 无约束情况下纱线力学分析
• 3.2.2 单辊喂纱罗拉引纱情况下纱线受力分析
• 3.2.3 多辊喂纱罗拉引纱情况下纱线受力分析
• 3.2.4 类齿轮牵引罗拉引纱情况下纱线受力分析
• 3.2.5 可调导纱板引纱情况下纱线受力分析
• 3.3 集纱箱引纱路径规划
• 3.4 绒圈高度与喂纱量之间的关系
• 3.5 纱线张力不匀率分析
• 3.5.1 倍积法工作原理
• 3.5.2 喂纱罗拉张力不匀率分析
• 3.5.3 类齿轮牵引罗拉张力不匀率分析
• 3.5.4 导纱板引纱张力不匀率分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 地毯簇绒机纱线张力控制系统的动态研究
• 4.1 地毯绒纱特性分析
• 4.1.1 地毯绒纱线密度测试
• 4.1.2 地毯绒纱强力和伸长率测试
• 4.1.3 地毯绒纱摩擦系数测试
• 4.2 纱线张力控制装置的纱线张力动态分析
• 4.2.1 单辊喂纱罗拉方式纱线张力动态分析
• 4.2.2 多辊喂纱罗拉方式纱线张力动态分析
• 4.2.3 牵引罗拉方式纱线张力动态分析
• 4.2.4 导纱板引纱方式纱线张力动态分析
• 4.3 地毯簇绒机引纱路径规划
• 4.3.1 “8+4”地毯簇绒机引纱路径分析
• 4.3.2 地毯簇绒机引纱路径规划
• 4.4 地毯簇绒机张力控制策略
• 4.4.1 常用控制算法比较
• 4.4.2 地毯簇绒机纱线张力系统的控制策略
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文