《纺织工艺与装备概论》考试A卷含答案

东华大学2011~ 2012学年第1学期期末试题（A卷）含答案
踏实学习，弘扬正气；诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负。

课程名称纺织工艺与装备概论（2）使用专业机械工程及自动化
班级_____________________姓名________________学号__________
一、填空（每空1分，已有18+10分）
1.针织机以机号E来表明其针的粗细和针距的大小。

机号E是用针床上规定长度内所
具有的针数来表示，通常规定长度为 25.4 mm。

机号愈大，针距愈小，所用针杆愈细。

2.圆纬机主要由给纱机构、编织机构、牵拉卷取机构、传动机构、辅助机构
等组成。

3.非织造布的成网方法包括干法成网、湿法成网和聚合物挤压法成网三种。

4.机械梳理成网的主要机械是罗拉式梳理机。

5. 纺黏法非织造布生产所用气流牵伸装置按风压作用形式可分为正压牵伸、
负压牵伸和正负压相结合牵伸三种。

6、湿法成网工艺是将纤维置于水中，制成均匀分散的纤维悬浮液，再在
成网设备上脱水和沉积，形成纤维网状物。

7. 预处理包括原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白等工序。

8.烧毛机械有气体烧毛机和热板烧毛机两种。

9. 在张力条件下，用浓烧碱溶液处理纤维素纤维纺织品的加工工艺叫做丝光。

10.在印花加工中，印花按使用的设备可分为筛网印花、辊筒印花、转移印花、喷墨印花等；
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出题人(签名)__________ 室负责人(签名)
二、分析题（6+6分）
1. 下图为经编机的一种张力控制式消极送经机构，请分析其工作原理。

（6分）
2. 简要说明预缩机预缩单元的工作原理。

1-橡胶毯 2-加压辊 3-纬纱 4-经纱 5-加热承压辊 6-织物
橡胶是一种具有很强伸缩特性的弹性物体。

当橡胶带弯曲时，弯曲的外侧面变长，内侧面变短。

利用橡胶带的这种特性，如图所示，设计一条环状无缝厚橡胶毯，在加热的承压辊和加压辊之间运行的橡胶毯产生的变形使其中间的织物也随之产生变形，从而实现预缩的目的。

在加压点P 之前，橡胶毯的外侧b ′伸长，而内侧a ′收缩；出加压点P 之后，原来伸长的b ′收缩为b ′′，而原来收缩的a ′伸长为a ′′，橡胶毯的中心层c 理论上保持不变。

当加压辊在P 点加压时，PQ 弧段橡胶毯处于剧烈收缩阶段，而橡胶毯出Q 点之后，开始恢复弹性。

紧贴在橡胶毯表面上的织物在湿、热作用下，从P 点分析如下：
● 张力控制式消极送经机构利用皮带对经轴进行
摩擦制动。

● 当经纱2的张力T 增大而使张力杆（弹性后梁）
1压到一定程度时，通过杠杆作用使滑杆6向上
移动，克服拉簧5的作用力使制动轮上皮带3
放松而失去制动力，经轴4在经纱张力拉动下
送出经纱；
引入之后，随着橡胶毯的加压变形至恢复原状而被迫进行收缩，必然会缩减织物经向原有长度。

3、轧压机的主要作用是什么？简要说明微孔弹性轧辊轧水的原理。

1-硬辊 2-普通橡胶辊 3-微弹性轧辊
轧压机在染整加工过程中作为通用单元机被广泛应用，其作用主要有两方面。

（1）轧除织物中的水分，降低织物含水率。

例如，在烘燥前轧水以降低烘燥时的能量消耗，各水洗单元之间，安排多浸多轧来提高洗涤效果。

这类轧压机一般称为轧水机，特点是要求大限度地降低织物的轧余率，轧液均匀性为次要指标，有绳状和平幅两种加工形式。

（2）轧除一定量的溶液，控制织物带液量和均匀性。

例如，练漂轧碱液、染色浸渍染色时，要控制织物具有一定的轧余率并使之均匀地分布于织物中。

这类轧压机一般称为轧液机，其轧余率和轧液均匀性指标均要求较高，通常只有平幅加工形式。

由于辊体微孔的毛细管作用，当弹性轧辊与织物接触时，织物中的水分被吸到微孔中，同时，由于辊体具有较好的弹性，当织物进入轧点至轧点中点(图6-8中ao段)时，微孔中水分及空气被压出，且轧辊对织物纱线间的水分进行挤压；当织物进入轧点中点至出轧点(图中ob段)时，轧压力减小，辊体回弹，微孔扩张恢复，形成局部负压，织物中的水分被吸到微孔中。

三、简述题（已有16+8分）
1.简述现代自动化控制技术在纺织机械上的应用趋势。

（8分）
（1）以CPU为核心的控制器和以电力电子技术为基础的新型驱动技术，来实现复杂的控制功能，从而提高纺机的水平。

（2）专用控制器运用将不断涌现。

目前，机织、针织和部分染整设备都在使用专用控制器。

（3）多传动的运用更加普遍。

与集中驱动再通过机械机构传递并分配动力的方式相比，多传动能有效的降低设备的复杂程度，提高驱动效率，方便工艺调节，降低维护量和缩短新设备的设计开发周期。

目前，粗纱机、细纱机、络筒机以及各种化纤机械都已经使用了多传动技术、现场总线技术和共直流母线技术，其优越性已经凸显。

（4）现场总线技术为代表的网络及通讯技术将逐步应用。

一些纺织机械由多个关联紧密的工序组成，使用现场总线来协调各道工序能有效地提高生产效率。

目前短纤生产线、染整生产线和一些大型机台都在开始使用现场总线技术。

2、机械铺叠成网有哪三种主要方式？各有何特点？（8分）
机械铺叠成网主要有平行式铺叠成网、交叉式铺叠成网和组合式铺叠铺网三种。

平行式铺叠成网可以分为串联式铺叠成网和并联式铺叠成网。

平行铺网的优点是纤网外观均匀度高，缺点是纤维呈单向（即纵向）排列，纤网的纵横向强力差异大，约为10：1～12：1，同时非织造布产品的幅宽受梳理机宽度的限制，因此在实际生产中应用较少。

交叉式铺网是目前在生产中使用最为广泛的铺网方法。

将梳理机输出的纤网与成网帘输出的纤网呈直角配置，但是铺叠后纤网中的纤维排列却由纵向改变为倾斜交叉排列，使纤网纵横向强力相近，而且厚度、幅宽也能满足产品用途要求。

交叉铺网机有立式、四帘式及高速双帘夹持式等形式。

立式交叉铺网结构简单，但是成网宽度由往复摆动夹持帘的动程所决定，限制了成品的宽度，同时速度也受限制，摆动快了纤网受气流影响较大，因此实际使用也较少；四帘式交叉铺网所制成的纤网，其定量大小、铺网后的纤网宽度可由梳理机输出薄网的定量、速度、宽度和成网帘的输出速度大小来调节。

铺叠层数应不少于6～8层，因为层数越多，纤网的的均匀度越好。

但是随着成网帘速度的提高，铺网帘的速度也要提高，薄网在往复铺网运动时受到高速运动产生的气流的影响，容易发生漂移现象而导致纤网紊乱，从而影响纤网的均匀度。

高速双帘夹持式铺网由于纤网始终在双帘夹持下运动，因此不会受到意外张力和气流的干扰，既可以达到高速成网的要求，又可以改善纤网的均匀度。

组合式铺网是将平行式铺网和交叉式铺网组合起来，即在交叉式铺网的上下方各铺上一层纵向纤网，将中间交叉铺网的铺叠痕迹遮上，改善纤网的外观。

由于交叉铺网其纤维排列偏横向，复合上纵向纤网后，可提高成网的纵向强力。

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3、简述染整设备的特点。

1．设备种类多：由于染整加工的方法、工艺特点和质量要求各不相同，与之相适应的加工设备也各不相同，因此，染整设备的种类繁多。

2．通用单元机广泛应用：在染整加工过程中，多数工序要有浸轧、汽蒸、水洗、烘燥等基本加工工序，因而这些单元机可以通用。

一个完整的染整加工过程，往往采用多台通用单元机和专用机组成联合机进行连续加工。

3．设备使用的材料种类较多：在染整加工过程中，要采用多种物理和化学的方法对织物进行处理，如高速传动，酸碱处理，高温、高压、超硬、高弹处理等，设备所用材料使用的种类也就较多。

4．设备的体积较大：为了满足染整工艺所规定的作用时间，许多染整设备同时采用多种专用机械、单元机组成联合机进行加工，故生产流程较长。

为确保这些设备所需的机械强度，减轻机械震动，机架和有关部件的尺寸较大。

5.传动要求高：染整生产线或联合机往往是由多台单独传动的通用单元机和专用机组合而成，加工时要求各单元机之间的线速度能根据工艺要求自动同步稳定协调运行，以保证织物在机内、单元机之间速度、张力恒定。

6.自动化程度要求高：为了保证设备正常运转，获得良好而稳定的加工质量，合理利用能源和减轻操作人员监视、操作设备的劳动强度，自动控制技术已广泛应用于染整设备。

四、论述题（已有30分）
1.请介绍六种现代纺织机械设计的理念或方法（可举例说明）。

（18分）
答案说明：可以从以下11个方面说明，当然，还有其他的设计理念和方法。

（一）模块化设计
1.对于特定种类的纺织机械，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较
容易，可采用结构模块化方法进行设计。

2.有利于产品的组合和系列化。

（二）可靠性设计
1.对一些条件成熟或精度要求高的关键件可开展可靠性概率设计。

2.对于难以进行定量计算的零部件进行可靠性定性设计往往更加合理和有效。

3.按照传统设计方法确定零部件的材料及结构尺寸等，而后根据相应的模型进行可靠性定量计算，若不满足规定的可靠性要求，则修改结构、尺寸或更换材料，再进行可靠性校核，直至满足规定要求。

（三）绿色设计
1. 优先选择与环境友好的材料。

2. 零件的设计应“小而精”。

零件越小，所用材料越少。

3. 有利于绿色制造。

用最少的时间、劳动量、工具、设备以及最简单的工艺方法
优先采用易于拆卸的连接方式，减少紧固件用量，尽量避免破坏性拆卸方式，可采用拉锁式、按扭式安装技术取代传统的焊接、铆接技术。

4.考虑零件废弃后的回收。

5.在零件的设计过程中要重视标准化工作，减少零件的多样性。

（四）专利战略
专利情报信息量大，更新速度快，是企业研究最新技术发展方向和跟踪对手动向的有力武器，也是开展二次创新和自主创新的有效途径。

（五）集成化设计
1.现代纺机设计所涉及的领域由单一领域向多领域发展，如系统工程、人机工程、价值工程等许
多学科正不断地应用到设计领域中来。

2.承担设计的工程技术人员由单人走向小组，甚至大到群体，许多原不属于设计领域的技术人员参与到重大课题的设计中来。

3.产品更新换代的速度加快，产品设计由自由发展到有计划有组织分阶段的展开。

4.纺织工艺、机械、材料、电气电子、计算机、工业设计等学科的综合。

（六）支撑纺织机械设计的基础研究
1.机械动力学问题：传动机构的修正，织针漏针、剑头交接、精梳机钳板设计等。

2.纤维－金属、纤维－陶瓷的磨损机理。

3.纺织物理的基础理论问题
4.烘干装备的热效率设计
（七）光、机、电、气技术广泛应用
1.技术实现的可选方案增多，纺机产品的设计越来越多地考虑自动化、智能化、节能、环保、宜人性等因素。

2.图像检测、光电检测：织机的稀密路检测、光电整纬装置
3.多电机协同控制：静态同步、动态同步。

多电机群变频调速
4.气动技术的应用：织机的气动开口机构；牵伸装置的气动加压
（八）先进材料的应用
1.先进金属材料的应用
2.先进有机材料的应用
3.无机材料的应用：陶瓷材料在纺织机械中的应用
4.复合材料的应用：使现代纺织机械实现轻质、高速化发展。

（九）单机设计到（流程）系统设计
设计对象由单机趋向系统。

纺机设备的短流程趋势有：清梳联、细络联、转杯纺、非织造布工艺与设备、针织工艺与装备等。

（十）、装配定位设计
考虑装配定位，减少装配的难度和随机性，降低人为因素对装配精度的影响。

使装配水平保证产品的同一性和可靠性（尽量少用专用安装工具）。

（十一）绿色工艺与装备设计（节能环保）
LYOCELL纤维生产装备、瓶片纺丝、喷气织机的降耗、纺织机械的噪音控制、毛麻纤维改性设备、地毯回收→复合材料设备、超临界CO2流体染色技术及设备等。

2、试论述纺黏法生产的工艺流程，画出其工艺简图并论述所用各装备的主要作用。

（12分）
纺粘法非织造布工艺是利用化学纤维纺丝成型原理，在聚合物纺丝成型过程中，使连续长丝铺置成网，纤网经机械、化学或热方法固结后成非织造布。

纺粘法工艺基本流程如下：切片输送→计量混合→螺杆挤压机→熔体过滤器→计量泵→纺丝→冷却吹风→气流牵伸→铺网→热轧成布（或针刺、水刺、化学粘合等）→卷取。

纺黏法生产的工艺简图如下：
所用各装备的主要作用如下：
（1）螺杆挤压机：把固体高聚物熔融后以匀质、恒定的温度和稳定的压力输出高
聚物熔体。

（2）熔体过滤器：用于高聚物熔体的连续过滤，除去熔体中的杂质和未熔的粒子，提高熔体的纺丝性能和确保纺丝质量。

（3）计量泵：对熔体进行输送、加压、计量。

（4）纺丝箱体：对计量泵输送过来的熔体进行分配，使每个纺丝位都有相同的温度和压力降，并作为安装纺丝组件的基础。

（5）喷丝板：使高聚物变成连续的特定截面形状的细流。

（6）冷却吹风装置：对从喷丝板出来处于高温高弹的粘流状态的初生纤维进行冷却。

（7）牵伸装置：刚成形的初生纤维强力低，伸长大，结构极不稳定。

牵伸的目的在于让构成纤维的分子长链以及结晶性高聚物的片晶沿纤维轴向取向，从而提高纤维的拉伸性、耐磨性，同时得到所需的纤维细度。

（8）成网机械：包括分丝和铺网两个过程。

分丝是将经过牵伸的丝束分离成单丝状，防止成网时纤维间互相粘连或缠结。

铺网是将分丝后的长丝均匀铺在成网帘上,形成均匀纤网,并使铺置的纤网不受外界因素影响而产生飘动或丝束转移。

（9）加固机械：对经过冷却、牵伸、铺网后的长丝进行加固使其最终成布。

（10）卷绕机：实现对已定形的非织造布进行定宽、定长、分切卷绕
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