簇绒提花地毯纱线束动态张力分析

 为控制纱线张力波动,提高毯面质量,有必要研究提花罗拉控制下纱线张力波动的形成及影响因素。本文假设地毯纱线束为线性弹性,且截面为圆形。在离合器吸合和释放瞬间,以作用在提花罗拉上的阻力矩作为输入,纱线的动态张力为输出,对提花罗拉与牵引罗拉间纱线束的动态张力进行理论分析。根据动量矩定理和纱线束质量守恒定律,建立了提花罗拉作用下纱线束动态张力模型。假设输入为阶跃信号,应用拉普拉斯变换,求出纱线张力波动的幅度、频率及阻尼比,并进行仿真。结果显示,阻力矩对纱线束张力波动有很重要的影响。因此为降低纱线张力的波动,有必要对提花罗拉的结构、离合器摩擦片进行精密设计。同时,分析了纱线束长度对张力波动固有频率和系统阻尼系数的影响。     

地毯簇绒系统纱线张力建模与分析

为提高簇绒地毯分辨率,提升地毯的品质,建立正确的纱线张力模型是精确控制地毯绒高的关键。首先介绍了簇绒装备系统的组成及纱线的导向路径,然后将米纳科夫的拓展欧拉公式引入纱线张力系统,考虑纱线束为黏弹性负载,分阶段对张力系统进行建模。其中,纱线张力系统模型包括提花罗拉、恒张力导纱罗拉和多层导纱器。通过对比仿真与实验所得的纱线张力变化曲线,验证了模型的准确性,为下一步张力控制器的设计提供了参考。     

牵引罗拉稳定纱线张力的作用机制

由于地毯簇绒机簇绒过程中纱线张力的波动将影响簇绒地毯毯面质量,所以纱线张力的稳定十分重要。本文推导出纱线进出牵引罗拉的张力公式,得出牵引罗拉调节张力的作用机制为：牵引罗拉运动可以看成是由多个圆柱形罗拉的转动与平动的复合,其在转动过程中与纱线接触的齿数会发生变化,进而会引起纱线包角的变化,从而导致纱线张力的变化。应用三角几何方法,推导出纱线总包角与牵引罗拉中心距的关系式,应用MathCAD软件计算各个参量变化时的包角。通过计算分析,找出牵引罗拉调节张力的理论依据,为工程实践提供了参考。     

纱线束横向动态振动特性仿真与实验

纱线束振动噪声是簇绒地毯织机噪声源之一,为了识别纱线束振动噪声信号,实现地毯生产空间的噪声控制,研究了簇绒地毯织机纱线束横向动态振动特性。应用Burger四元件本构模型建立粘弹性纱线束轴向运动的横向振动方程。采用Galerkin方法离散横向振动偏微分方程,然后使用Runge-Kutta法对该方程数值求解。设置不同的提花轮转速,分别求解振动方程得到不同的纱线束横向振动频率。设置与仿真求解相同的条件下,采用激光测振仪测试纱线束横向振动特性。测试结果显示仿真结果和实验结果存在倍频关系且频率较低。结果表明：该振动方程适用于研究纱线束横向动态振动特性,且仿真信号为纱线束振动的基频信号;同时,纱线束横向动态振动特性属于低频振动。     

三圈高地毯簇绒机提花控制系统

为了在毯面上形成花型图案,设计和开发了三圈高地毯簇绒机提花控制系统。该系统采用计算机控制的伺服电磁离合器相结合的提花装置,利用工控机把工艺人员设计提花织物的花型信息转化为数字化控制信息,根据工艺参数设定,控制伺服电机按一定关系实时跟踪主轴转速,通过工控机板卡输出信号到离合器功率驱动板来控制电磁离合器的状态切换,实现送纱量的控制,进而控制每次簇绒过程中的纱线张力,并最终在毯面上形成三圈高地毯图案。     

轴向运动纱线束的非线性横向振动特性

为控制纱线张力波动,提高毯面质量,研究了建立地毯织造过程中粘弹性纱线束振动模型及其影响因素。为此,应用三参数本构关系表征纱线束粘弹性,结合轴向几何非线性变形和材料非线性因素,应用牛顿第二定律建立纱线束横向振动方程。经无量纲化和一阶Galerkin截断,应用四阶Runge-Kutta法求解常微分方程,可得纱线束喂入速度、张力波动幅度以及阻尼系数对振动特性的影响。结果显示,在纱线束材料确定下,降低纱线束振动振幅从而减少张力波动的方法主要是增加阻尼系数,如增加提花罗拉表面摩擦系数。     

生产无条纹绒头地毯过程中的问题

在BCF纱变形、热定型及簇绒的过程中,浓色体计量的波动在单色割绒地毯中会产生可见的经向条纹,而多色割绒地毯、起圈地毯及割绒地毯的毛圈来源于短纤维,对其波动不是很敏感,造成割绒地毯的条纹有多种原因,簇绒作为最后一道工序,毫无疑问是最重要的,但问题也可能出自绒头纱的生产厂,纺丝染色过程,甚至浓色体的生产厂,造成割绒地毯条纹的两个根本原因,是在不同纱线生产过程和簇绒工序中,绒头纱的色差和纱线张力过大。     

簇绒地毯的过渡圈高现象及其补偿

过渡圈高现象一直存在于各类簇绒地毯提花系统中,严重影响了多圈高提花效果。在步进伺服提花系统中,步进电动机的动特性响应时间是产生过渡圈高的根本原因。为解决这一问题,通过电动机调速数学模型解释其成因,建立电动机动特性方程,求解得到速度曲线的解析方程,由此精确计算出补偿量。通过对S形和指数形控制曲线的比较,选取指数形曲线设计补偿方案,并提出一套单片机控制方案。补偿方案充分体现了步进伺服在提花控制中的灵活性,并对步进电动机加速曲线的设计提出了一套完整的思路。     

给纱系统

本专利介绍了一种新型给纱装置,此装置包括一个回转的输出罗拉(10)和一传动带(20)、纱线(30)出导纱器(40)引入至输出罗拉和传动带之间。为了使输出罗拉(10)的回转速度和传动带(20)的速度同步,从而输出控制速度和纱线(30)的张力一致这样圆形针织机上的每个系统在相同的给     

基于统计能量分析的簇绒地毯织机高频噪声抑制

为有效抑制簇绒地毯织机高频噪声,提出了基于统计能量分析(SEA)的簇绒地毯织机高频噪声降噪方法,并运用三聚氰胺多孔吸声材料实现了高频噪声的抑制。首先建立了包含13个结构子系统和10个声腔的簇绒地毯织机高频噪声SEA模型,随后采用理论计算方法确定了各子系统的模态密度、内损耗因子以及耦合损耗因子。实验测量了簇绒地毯织机工作时振动加速度信号从而获取SEA模型高频噪声声压级,并通过与簇绒地毯织机工作时实际声压级情况对比验证了SEA模型的有效性。最后在簇绒地毯织机表面粘附了不同厚度的三聚氰胺多孔吸声泡沫板实现降噪。结果表明:该方法能够满足工程上对簇绒地毯织机高频噪声抑制的要求,且噪声频率和三聚氰胺多孔吸声材料的厚度均对结果有影响。     

On the dynamic model of yarn with time-dependent tension

In order to control yarn vibration and improve carpet quality, it is essential to research the fluctuation of yarn tension and its influences during tufting process. Assuming the polypropylene yarn has linear elasticity with a circular cross-section, we take the dynamic tension as the output and the friction acted on yarn by Jacquard roller as the input. At the moment of clutch operation and release, the tension fluctuation of polypropylene yarn during transmission from pulling roller to Jacquard roller was theoretically analyzed. A mathematical model describing yarn tension fluctuation was derived based on the moment of momentum theorem and mass conservation. The dynamic tension was obtained by applying Laplace’s transformation, providing the input-breaking moment as a step response. The result shows that tension fluctuation has an important influence on the carpet quality; therefore, it is necessary to carefully design the Jacquard roller and the control friction plate of clutch. Moreover, the effects of the yarn length between Jacquard rollers and pulling rollers on natural frequency and damping coefficient of yarn tension fluctuation were analyzed.     

An improved viscoelastic model for tufted carpet yarn

To overcome the problem that the existing mathematical model cannot characterize the viscoelastic properties of tufted carpet yarn completely and accurately, an improved viscoelastic model is built using the semi-empirical method. Using the test data of creep and stress relaxation, the parameters of the improved model are determined. Through the evaluation of fitting effect, the optimal mechanical model to characterize the viscoelastic properties of tufted carpet yarn is obtained. The results show that compared with the standard linear model, the improved model is more suitable to characterize viscoelastic mechanical properties of tufted carpet yarns, such as the creep and stress relaxation properties, which provides a solid theoretical foundation for analysis of vibration characteristics and dynamic tension control of tufted carpet yarn.     

动态恒张力氨纶输送控制研究

针对针织生产过程中氨纶与导纱嘴摩擦力及编织成圈喂纱量变化导致氨纶输送张力不均匀的问题,深入分析摩擦机制及氨纶输送流程特性,提出了一种基于速度和张力双闭环方式的恒张力氨纶输送控制方案。分析了氨纶输送相关工艺,构建了氨纶张力模型和混合式步进电动机数学模型,提出了张力模糊PID控制策略,进行了Simulink仿真及Recurdyn/Colink机电联合仿真,阐述了恒张力氨纶输纱控制算法实现。仿真结果表明,采用该控制方案可提高氨纶纱线输送的抗扰动能力、抑制纱线的振动以及减小氨纶输送张力的波动,同时模糊PID进行氨纶张力控制拥有更好的性能,响应时间更快,抗干扰能力更强。实验验证了本控制策略的适应性和优越性,动态恒张力氨纶输送控制方案具有工程应用价值。     

基于Rhino-Python的多圈高簇绒地毯三维仿真

为解决空间结构复杂的多圈高簇绒地毯在实现其外观三维仿真时缺乏真实感的问题,利用Rhino环境下的PythonScript实现了簇绒地毯外观的三维仿真。将绒圈中心线及截面曲线分段后局部求解相关控制点坐标,再由B样条曲线对二者进行拟合。同时考虑到地毯绒圈之间的相互挤压导致绒圈发生了随机偏转变形,通过设计算法模拟了绒圈产生形变后的状态。在此基础上添加绒圈表面纹理及光照模型,进一步渲染输出仿真结果。测试结果表明:利用B样条曲线拟合原理并借助于Rhino-Python平台的簇绒地毯三维仿真方法是可行的,且易于实现;与实际地毯样品相比,能够较为真实地模拟不同排纱规律下多种花型图案、绒圈高度变化的簇绒地毯。