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干货ℱ真捻加捻原理

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整理 | 纺织干货

    文 |百度文库


加捻


须条一端被握持,另一端绕自身轴线回转,须条各截面间产生相对回转角位移-加捻。


广义上:

凡是在纺纱过程中,纱条(须条、纱、线、丝)绕 其轴线加以扭转搓动或轴向缠绕,使纱条获得捻 回、包缠、交缠或网络等都称为加捻。


∠θ=360°时,即须条绕本身轴线回转一周,获得一个捻回。β是捻回角。


加捻实质


由于加捻,使外层纤维向内层挤压,挤压力为q , 改变了纱条的结构,增加了纤维间的摩擦力,从而增加纱条的紧密度和强力,并改变了纱条的物理机械性质。


真捻的度量


1.捻度

单位长度纱线在截面上相对回转的角度位移。 号数制捻度:Tt=10cm长须条上的捻回数, 英制捻度:Te=每寸长度须条上的捻回数, 公制捻度:Tm=1米长须条上的捻回数。 但捻度只能比较同样粗细纱条的加捻程度,而不能直接比 较不同粗细纱条的加捻程度。 如下图,同样捻度的不同粗细纱条上的捻回角(加捻程度)是不同的。




 2.捻系数

捻回角 β反映纱条加捻后纤维的倾斜程度。但其使用不方便,故用捻系数α来表示。 α与捻回角 β的关系可推导如下:



3.捻幅

单位长度纱线加捻时, 截面任一点在该截面上 相对转动的弧长。


4.捻度矢量

根据加捻时纱条扭曲的 方向,纱条上的捻度可 分为“S”捻和“Z”捻。

真捻的形成过程


加捻区及其捻度    


一.加捻区

(1)静态:加捻器B相对握持点A转动的角位移 θL=ωt,加捻程度 BC区得到同样相反捻度。

(2)动态时:经过t时间,AB区L段纱条捻度为T 在t+dt时间,将有vdt长度的须条输入AB加捻区, AB区L段纱条捻度增加dT,同时有vdt纱条长度带 着T+dT捻度离开AB区而进入BC区。 


二、瞬时捻度及稳定捻度定理

加捻器对AB加捻区在dt时间内增加的捻回应等于加 捻器加入AB区上的捻回扣除同时从B点带走的捻回。


稳定捻度定理:当捻度达到稳定时,加捻器连续回转所加给AB区段的捻回数等于同时间从AB区段带走的捻回数。n-Tv=0    若从A点喂入的纱条有T0捻度。


真捻的获得


1、非自由端加捻

①最终纱条上没有捻度的情况(如右上图)。

②获得真捻的情况(右下图)AB区:n-vT1=0,T1=n/v。 BC区:vT1-vT2=0 , T2=T1=n/v。 获得真捻,捻度为n/v。

2.自由端加捻



捻回的传递、捻陷、阻捻


(一)捻回的传递与分布 

加捻器回转使纱条产生扭转力矩,从加捻沿轴向向握持点传递。影响捻度传递的因素: 扭转刚度、纱条粗细、转动惯性矩、纱条的圆整度、纱条紧密度、纱条长度(吸收功)、纱条捻度多少。 

捻度快速传递的方法有:纱弦振动、纱条转动、方向振动、轴向振动。

阻止传递的方法有:浸湿、热定型、附加摩擦力界。


捻度的分布主要与纱条截面的刚度有关,粗的部 分抗扭刚度大,则捻度少,细的部分抗扭刚度小, 则捻度多。最终纱条的各部分达到扭矩的平衡。


(二)捻陷 

纱条输送方向与捻回传递方向相反,摩擦 件位于加捻点与握持点间。由于摩擦件C使 纱条片段AC上的捻度比正常捻度减少的现 象。即:捻度传递效率η<1。

(三)阻捻

加捻区AB,中间摩擦件C,捻回传递与纱条输送方向相同。C件的摩擦阻力矩阻止捻回传至AC段,导致T2 捻度增多的现象。但对产品捻度无影响。



真捻的加捻结构


1.实捻

加捻须条基本上是呈圆柱体形。如长丝、股线等 单丝呈圆柱螺旋线。 


2.卷捻


向心压力Tisinθi,边缘纤维θi大,Tisinθi大,中心纤维θi→0,Tisinθi→0,故边缘纤维挤向中心,把中心纤维挤向外缘,中心纤维被挤出来,发生内、外层纤 维反复相互转移纤维在纱条中呈圆锥螺旋线。



3.层捻

纤维一边凝聚一边加捻,凝聚一层加捻一层,先凝聚多加捻,后凝聚,少加捻,成为分层加捻状 态如:摩擦纺,转杯纺。


4.缠捻

部分纤维绕纱条主体包缠起来,如:喷气纺,平行纺,包覆纺等。





5、搓捻

纱条作圆周滚动,如自捻纺、毛纺搓捻粗纱等。


加捻方式不同,成纱结构不同,不管何种方法,加捻后纤维都会产生:

(1)纤维各点作螺旋转移和位移;

(2)纤维产生应力,其间相互挤压。当纱条受到一定张力产生径向压力,纤维相互抱合紧密,不易滑脱,呈现一定强力。


来源:纺织干货 

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来源:碳纤维生产技术
振动纺织
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首次发布时间:2024-08-22
最近编辑:3月前
碳纤维生产技术
助力国内碳纤维行业发展
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人物ℱ光威复材首席科学家李书乡:讲一个关于钓鱼竿的故事

小鱼竿钓起大市场 1987年,一家濒临破产的镇办企业被一位步入中年的镇工办干部接手,开始了二次创业,这在当时宏观经济形势紧张,小型集体企业纷纷倒闭的大背景下并不引入注意。奇怪的是这位新掌门并不急于生产,而是埋头两年,领导研发并建设了一条玻纤钓鱼竿生产线,还申请了多项发明专利。这条不过是比普通钓鱼竿更结实点的钓鱼竿生产线竟然让这家企业拿到了新的订单,起死回生。在他的领导下,企业以超常规的速度快速发展。到1992年9月,原来的小渔具厂已经成为集团公司。成立十年,这家企业已经成为全球重要的渔具生产基地,被认定为中国驰名商标,并主持起草了行业标准。在它的引导下,企业所在地逐渐发展成为著名的渔具制造集散地,大批与渔具制造相关的企业和十几万产业大军受益于此。1998年,这位中年人提出“跳出院墙、围着院墙转”的战略,不再满足于钓鱼竿的生产,决定向产业链上游延伸,继成功建设了国内首条宽幅碳纤维预浸料生产线、开启了国产碳纤维复合材料制造和应用的先河之后,又向当时国外技术封锁严密的碳纤维材料发起挑战。小小的钓鱼竿竟然挑起了国产高新材料技术的发展重任。这家企业就是国内第一家上市的碳纤维生产企业——威海光威复合材料股份有限公司(以下简称“光威复材”),而那位中年创业的镇工办干部便是在中国渔具行业和碳纤维行业享有盛誉的陈光威先生。 小鱼竿进入“国家队” 从历史故事拉回现实,由寻材问料®碳纤维研习社主办的“2018第四届碳纤维及其复合材料技术与应用研讨会”上,光威复材首席科学家李书乡接受新材料在线®《对话》栏目专访,作为光威复材从生产钓鱼竿一步步发展壮大的经历者和见证人,他将带来怎样的企业发展故事呢?钓鱼竿又如何跟863计划扯上关系呢?(右二为光威集团创始人陈光威,右一为光威集团首席科学家李书乡,左一为光威集团董事长陈亮)公司当时出于什么动力决定要引进和研发碳纤维生产技术?李书乡(以下简称“李”):我们开始是一家生产钓鱼竿的企业,从1987年成立以后,开始是做玻纤的钓鱼竿,后来发展到做碳纤维的钓鱼竿,碳纤维需要从日本进口。当时进口碳纤维是受限制的,价格完全由供应商掌控,且限 量供给,我们戏称为通知性涨价和赏赐性供给。除此之外,每个订单及合同都要签发最终用户承诺书,说明买来碳纤维的用途,还要由国家商务部盖章背书,保证使用符合要求,从国家角度担保,然后日本方面才放行供货,签发出口许可证,商家凭这个许可证办理出国手续才能发货,程序非常麻烦。我们经过测算认为,如果引进一条生产线自己生产,一方面能解决预浸料冷冻运输不方便的问题,而且我们公司本身碳纤维预浸料用量很大,再加上其他企业的需求,销售不成问题。另一方面,自己生产能不再受国外供应商牵制,具有相应的社会效益。1998年,光威引进国内首条宽幅预浸料生产线碳纤维预浸料生产线引进的过程顺利吗?李:不顺利,国外出口到中国预浸料设备是受严格限制的,倒不是完全禁运,而是有条件的。日本卖方了解到我们的用途是做钓鱼杆,而且是民营企业,非军工。另外,恰好当时上海已经有一家从美国引进小型生产线的成功案例。基于这样的条件,日本卖方跟日本政府方面打报告,说明其出口的设备,中国已经有了。另外,他们委托邓白氏公司对光威集团进行了调查,作为第三方评估出具报告,证明我们当时没有军方背景。简单地说,就是这样引进来的。从技术引进到自主研发,碳纤维产品真正取得重大进展是什么时候?李:有两个关键节点,一是2003年,碳纤维研发项目和国家863攻关的方向契合,我们进入科技部863项目,走上了产学研结合的道路,得到了科研院所的技术支持,我们称之为进入国家队。二是2005年,我们863项目验收,航空部门来到我们企业调研,开始了国产碳纤维在航空国产化应用验证的历程,之后的项目就开始奔着航空应用的目的,研发更高级别的碳纤维品种,我们称之为参军。2017年9月1日,光威复材在创业板上市您经历了光威复材的碳纤维研发从无到有的全过程,有哪些经验可以与新材料创新企业分享呢? 李:第一点是做事情就得坚持。我们的创始人陈光威先生具有战略眼光,能够身先士卒,有他独特的人格魅力,把我们这个团队团结在一起。我们公司的决策机制灵活,决策效率很高。决策定了以后,大家就开始干,如果有所偏差,我们也能及时纠正,不会出现久议不决,决后难改的状况。另外就是要跟着市场走。市场需要什么,我们就干什么,而不是我们干出来再去推销。引进碳纤维预浸料生产线时,我们自身就有四五百吨的预浸料需求。所以我们在试生产研发过程中,所有生产的产品都能消化掉,不会出现浪费。我们用一部分就少进口一部分,把生产出来的东西及时消化掉,从而形成良性联系。要不然做出来以后还得考虑如何卖出去,需要跟市场竞争,而刚开始生产的产品往往竞争力差,很难卖出去,或者卖不到合适的价格,我们不用担心这点,这是一个优势。 结语普普通通的钓鱼竿撬起了被列入《中国制造2025》的重点材料——碳纤维的技术发展,高新材料技术的发展就是如此,它们看似高不可攀,却常常隐藏在我们触手可及的日用品当中,在日复一日默默耕耘的材料人手心里, 诸如力挽狂澜的光威复材创始人陈光威先生,诸如依然奋斗在碳纤维技术创新一线的李书乡先生。来源:新材料在线特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

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