Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Thiết bị may công nghiệp do Nguyễn Thanh Tùng (Chủ biên) và Dương Văn Trình biên soạn, được xuất bản bởi Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam (tái bản lần thứ hai) theo chương trình đào tạo của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Đây là học liệu kỹ thuật chuyên ngành phục vụ cho khối ngành Công nghệ may ở bậc đại học và cao đẳng. Về vị trí trong chương trình đào tạo, môn học cung cấp khối lượng kiến thức kỹ thuật máy móc cơ sở, làm nền tảng kết nối giữa học phần nguyên lý máy, chi tiết máy với các học phần công nghệ may và quản lý bảo dưỡng thiết bị công nghiệp.

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học khả năng phân tích nguyên lý cấu tạo của máy may công nghiệp, tính toán các thông số động học của các cơ cấu truyền động cơ bản, nhận diện đặc tính công nghệ của từng dòng máy chuyên dụng, và thiết lập quy trình kiểm tra, hiệu chỉnh, khắc phục các hư hỏng kỹ thuật phát sinh trong quá trình sản xuất may mặc.

Cấu trúc giáo trình bao gồm 3 chương chính cùng danh mục tài liệu tham khảo với dung lượng 182 trang. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ việc giải thích bản chất hình học, động học của các khâu khớp cơ khí điển hình, đến khảo sát chi tiết từng cụm chức năng trên máy may một kim, hai kim, máy vắt sổ, máy móc xích và hệ thống phụ trợ toàn phân xưởng.

Điểm đặc trưng của giáo trình là tính cụ thể hóa cao: các phân tích lý thuyết đều gắn trực tiếp với sơ đồ kết cấu thực tế của các thiết bị sản xuất phổ biến như máy may JUKI-DDL5530, JUKI-LH 1182, JUKI-LH515 và JUKI-LZ1285. Mọi hướng dẫn hiệu chỉnh đều đi kèm số liệu định lượng, chỉ dẫn khoảng cách, dung sai vị trí và các vạch dấu kỹ thuật do nhà sản xuất quy định.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua 3 chương với logic phát triển từ cơ sở cơ học, kết cấu máy cụ thể đến hệ thống thiết bị phụ trợ trong dây chuyền:

  • Chương 1: Máy may công nghiệp. Cung cấp khái niệm, cấu tạo chung gồm 4 bộ phận chính: đầu máy (chứa các cơ cấu cơ khí), bàn máy (bằng gỗ giảm chấn và giảm ồn), chân máy (gang hoặc thép có thể chỉnh độ cao), mô tơ điện (1 pha hoặc 3 pha, công suất 250 - 400W). Chương này phân loại thiết bị ngành may thành 5 nhóm: thiết bị thiết kế mẫu; trải, cắt vật liệu; công nghệ may; gia công nhiệt; vận chuyển, bao gói. Trình bày chi tiết động học các cơ cấu cơ khí: bốn khâu phẳng, tay quay - con trượt (hành trình $2AB$), culit (ứng dụng trong cần giật chỉ máy 2 kim, có góc đi nhanh $\varphi_1$ và về chậm $\varphi_2$), cơ cấu cam phẳng và cam không gian, bộ truyền đai (hệ số trượt 0,985, đai răng ngựa), bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít - bánh vít ($i = z/k$), cơ cấu man quay gián đoạn, cơ cấu các đăng và các dạng ly hợp (ly hợp ma sát côn, ly hợp một chiều kiểu con lăn). Đi sâu vào 5 cụm cơ cấu chính: trụ kim, ổ máy (phân loại 5 dạng ổ A, B, C, D, E), cơ cấu đẩy nguyên liệu (răng cưa loại A cho hàng mỏng, loại B cho hàng dày), cụm đồng tiền kẹp chỉ, cơ cấu điều hoà chỉ (quỹ đạo cần giật chỉ hành trình 60mm) và hệ thống bôi trơn (bấc thấm dầu hoặc bơm dầu). Kết thúc chương là cấu tạo, phân loại kim may và 4 dạng đường may cơ bản: thắt nút, vắt sổ, móc xích, trần đè.
  • Chương 2: Các loại máy may công nghiệp. Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, 5 giai đoạn hình thành mũi may thắt nút hai chỉ (mã số 301). Phân tích chi tiết sơ đồ động học máy 1 kim thắt nút JUKI-DDL5530 (tỷ số truyền trục chính sang trục ổ $1:2$ qua 2 cặp bánh răng côn xoắn, hành trình trụ kim 30,8mm, điều chỉnh trụ kim theo các vạch dấu A, B, C, D); máy may 2 kim di động JUKI-LH 1182 (tốc độ tối đa 2.500 - 3.000 vòng/phút, mũi may tiến 6mm, lùi 4mm, cự ly kim 3,18 - 12,7mm); máy may vắt sổ; máy may móc xích kép 2 chỉ; máy thùa khuyết đầu bằng và máy thùa khuy đầu tròn. Cung cấp bảng tổng hợp nguyên nhân và biện pháp khắc phục các sự cố sùi chỉ, bỏ mũi, đứt chỉ, gãy kim, nhăn đường may, mũi may không đều.
  • Chương 3: Thiết bị phục vụ ngành công nghệ may. Trình bày cấu tạo và phạm vi ứng dụng của thiết bị cắt vải, thiết bị nhiệt hơi, thiết bị kiểm tra chất lượng sản phẩm và hệ thống đồ gá chuyên dụng trong dây chuyền may công nghiệp.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống kiến thức nền tảng dựa trên ba trụ cột:

  1. Lý thuyết động học cơ cấu: Thiết lập mối quan hệ chuyển động giữa khâu dẫn và khâu bị dẫn trong các cơ cấu cơ sở: tính toán góc lắc $\psi$ của tay lắc cơ cấu 4 khâu; hành trình tịnh tiến của con trượt; góc quay gián đoạn của cơ cấu man $2\varphi = \pi(z-2)/z$ với số rãnh $z \ge 3$; tỷ số truyền của bộ truyền đai $n_2 = 0,985 \cdot n_1 \cdot (D_1/D_2)$ và bánh răng $i = n_1/n_2 = z_2/z_1$.
  2. Nguyên lý tương tác tạo mũi may: Phân tích chu trình phối hợp chuyển động giữa kim, mỏ ổ/móc và răng cưa; cơ chế hình thành độ phồng vòng chỉ tại lỗ kim dựa trên sự chênh lệch ma sát giữa rãnh dài và rãnh ngắn của thân kim; chu trình 17 điểm trên đồ thị quỹ đạo cần giật chỉ để cung cấp khoảng 120mm chỉ và thu hồi tạo nút thắt.
  3. Tiêu chuẩn hóa thiết bị: Định nghĩa công thức tính đường kính thân kim $d_{\text{thk}} = \text{Chỉ số kim} \times \text{đvcsk}$ trên 3 hệ thống đo lường (Quốc tế: $1,\text{đvcsk} = 0,01,\text{mm}$; Anh: $1,\text{đvcsk} = 0,0635,\text{mm}$; Mỹ: $1,\text{đvcsk} = 0,025,\text{mm}$); phân loại đầu mũi kim theo nguyên liệu (dệt thoi dùng mũi nhọn; dệt kim dùng mũi chỏm cầu FFG/SES; da, giả da dùng mũi cắt dạng thoi, quả trám PFx134LR).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Đọc và phân tích bản vẽ sơ đồ nguyên lý các dòng máy may công nghiệp; thực hiện quy trình định vị độ cao trụ kim theo các vạch khắc chuẩn (vạch A, B cho kim DB; vạch D, C cho kim DA); cân chỉnh khe hở mỏ ổ đến tâm kim đạt trị số tiêu chuẩn 0,1mm; điều chỉnh độ nhô cao của răng cưa trên mặt nguyệt từ 0,7 đến 1,0mm; nạp và kiểm soát mức dầu bôi trơn trong bể chứa từ 0,5 đến 0,6 lít (nằm giữa hai vạch High và Low).
  • Kỹ năng phân tích: Khảo sát nguyên nhân gây ra các khuyết tật đường may dựa trên tương quan công nghệ giữa chỉ số kim, chỉ số chỉ (Ne) và trọng lượng nguyên liệu ($<150,\text{g/m}^2$, $<275,\text{g/m}^2$, $>275,\text{g/m}^2$); chẩn đoán các lỗi đứt chỉ, bỏ mũi, gãy kim thông qua kiểm tra độ mòn mỏ móc, độ xước mặt nguyệt hoặc thời điểm bắt mũi.
  • Năng lực thực hành: Lựa chọn đúng chủng loại kim cho từng loại thiết bị chuyên dùng (DBx1 cho máy 1 kim, DPx5 cho máy ziczắc, DPx17 cho máy 2 kim di động, DCx1/DCx27 cho máy vắt sổ, DVx1 cho máy trần đè); thao tác điều chỉnh lực kẹp cụm đồng tiền và điều chỉnh lực ép lò xo trục bàn ép phù hợp với độ dày vật liệu may.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế theo phương pháp sư phạm kỹ thuật thực nghiệm, gắn kết chặt chẽ giữa việc mô hình hóa chuyển động học và kiểm chứng trực tiếp trên máy móc cơ khí. Bản vẽ sơ đồ phân rã của các dòng máy cụ thể (tiêu biểu như sơ đồ 56 chi tiết của máy JUKI-DDL5530) giúp người học chuyển đổi trực tiếp từ sơ đồ nguyên lý trừu tượng sang các chi tiết thực tế như trục chính rỗng dẫn dầu, cam lệch tâm, cặp bánh răng côn xoắn và tay lắc trục đẩy.

Nội dung thực hành và nghiên cứu tình huống được xây dựng từ thực tế vận hành xưởng may. Giáo trình cung cấp bảng hệ thống hóa các sai hỏng phổ biến kèm nguyên nhân và giải pháp kỹ thuật, chia thành 6 nhóm lỗi:

  1. Sùi chỉ: Do lực căng hai chỉ không cân bằng, chỉ số chỉ không tương thích, lỗ mặt nguyệt quá lớn hoặc ổ móc thiếu bôi trơn.
  2. Bỏ mũi: Do móc bị mòn, lắp sai hướng kim (rãnh ngắn không quay về phía ổ), kim quá lớn so với chỉ, kim cong, thời điểm móc lấy chỉ sai hoặc khoảng cách kim - móc quá lớn.
  3. Đứt chỉ kim: Do lắp ngược hướng kim, bề mặt ổ móc có vết xước, đường dẫn chỉ không trơn, chỉ quá căng, lỗ mặt nguyệt xước hoặc chỉ kém chất lượng.
  4. Gãy kim: Do lắp kim chưa đúng độ sâu, kim va vào mỏ móc, quan hệ kim - móc sai hoặc dùng kim nhỏ cho vật liệu dày.
  5. Nhăn đường may: Do kim cùn, sứt mũi, kim lớn may vải mỏng, răng cưa nhô quá cao hoặc lực ép bàn ép quá lớn.
  6. Mũi may không đều: Do răng cưa mòn, răng cưa nhô thấp làm giảm khả năng đẩy vải hoặc áp lực bàn ép không phù hợp.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập gồm hai phần: kiểm tra lý thuyết (khả năng tính toán tỷ số truyền, giải thích chu trình tạo mũi, phân biệt các chủng loại ổ và kim) và kiểm tra kỹ năng thực hành (thao tác tháo lắp, căn chỉnh đồng bộ kim - ổ - răng cưa theo đúng dung sai kỹ thuật).

Đối với tự học, giáo trình yêu cầu người học tự đối chiếu các công thức động học với các chuyển động cơ khí thực tế tại xưởng; tự tra cứu bảng tiêu chuẩn chọn kim theo chỉ số chỉ của hãng JUKI (ví dụ: chỉ Ne 80/3 tương ứng kim #60 cho sợi bông, Ne 200/3 cho sợi nhân tạo); và nghiên cứu cơ chế giải nhiệt kim bằng dầu silicon hoặc thổi khí nén khi may các loại chỉ tổng hợp ở tốc độ cao.


Điểm nổi bật và cập nhật

Trong lần tái bản thứ hai, giáo trình Thiết bị may công nghiệp chuẩn hóa toàn bộ hệ thống ký hiệu cơ cấu máy may theo các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế và quy phạm công nghiệp hiện hành:

  • Hệ thống hóa phân loại thiết bị: Giáo trình phân định rõ ràng 5 nhóm thiết bị trong dây chuyền may hoàn chỉnh: thiết bị thiết kế mẫu; trải - cắt vật liệu; công nghệ may; gia công nhiệt; vận chuyển - bao gói. Trong nhóm thiết bị công nghệ may, cách phân loại được chuẩn hóa theo dạng mũi may, dạng đầu máy (đế phẳng, đế ống dọc, đế ống ngang), khả năng công nghệ và trọng lượng vật liệu may.
  • Cập nhật công nghệ bôi trơn và tốc độ cao: Phân tích chi tiết phương pháp bôi trơn bằng bơm dầu áp suất cao (sử dụng dầu JUKI New Defrix No 1) với hệ thống phin lọc, van điều chỉnh, cửa phân phối, đường dầu đẩy và hồi, giải quyết vấn đề ma sát sinh nhiệt khi máy hoạt động ở dải tốc độ 2.500 - 3.000 vòng/phút, thay thế dần phương pháp bấc thấm dầu truyền thống chỉ áp dụng cho máy tốc độ thấp.
  • Tích hợp các dòng máy công nghiệp thực tế: Đưa vào phân tích chuyên sâu các dòng máy hiện đại được sử dụng tại các doanh nghiệp may: máy 1 kim thắt nút JUKI-DDL5530, máy 2 kim di động JUKI-LH 1182 (có cơ cấu culit điều khiển cần giật chỉ, cơ cấu tách trụ kim khi may góc), máy may ziczắc JUKI-LZ1285 (cơ cấu trụ kim vừa tịnh tiến vừa lắc ngang) và máy may 2 kim JUKI-LH515 (trụ kim chuyển động đẩy cùng với vải).
  • Phân loại chuyên sâu các dạng ổ máy và kim may: Khảo sát chi tiết 5 loại ổ máy (A, B, C, D, E) với các đặc tính thích ứng theo độ dày nguyên liệu và độ nhuyễn của chỉ; phân tích hiện tượng sinh nhiệt tại kim và các giải pháp kỹ thuật như thiết kế vẹt thoát ổ, tăng đường kính đốc kim để tản nhiệt, mở rộng lỗ kim hoặc làm mát chủ động bằng khí nén và dầu silicon.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong đào tạo học thuật và ứng dụng sản xuất:

  • Sinh viên đại học và cao đẳng ngành Công nghệ may: Sử dụng làm tài liệu học tập chính thức cho học phần Thiết bị may công nghiệp trong chương trình đào tạo kỹ sư, cử nhân công nghệ may tại các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật.
  • Điều kiện tiên quyết: Người học cần hoàn thành các học phần cơ sở kỹ thuật gồm Vẽ kỹ thuật cơ khí (để đọc các bản vẽ phân rã chi tiết), Nguyên lý máy - Chi tiết máy (để nắm vững các khớp động học, cơ cấu thanh truyền, cơ cấu cam, bánh răng) và Vật liệu may (để hiểu đặc tính cơ lý của sợi dệt thoi, dệt kim, da và các yếu tố ma sát sinh nhiệt).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm khung tài liệu chuẩn để xây dựng đề cương chi tiết môn học, biên soạn giáo án lý thuyết, thiết kế bài tập tính toán động học và tổ chức các bài thực hành cân chỉnh máy may trong xưởng thực nghiệm.
  • Kỹ sư bảo trì và kỹ thuật viên ngành may: Dùng làm tài liệu tra cứu kỹ thuật tại các nhà máy, xí nghiệp may mặc; hỗ trợ xác định thông số căn chỉnh đồng bộ (độ cao trụ kim, quan hệ kim - mỏ ổ, bước răng cưa), lựa chọn quy cách kim - chỉ và chẩn đoán, xử lý các sự cố kỹ thuật trong dây chuyền may công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho sinh viên hệ cao đẳng, đại học chuyên ngành Công nghệ may, các giảng viên cơ khí dệt may, cùng các kỹ sư, kỹ thuật viên bảo trì và quản lý thiết bị tại các doanh nghiệp sản xuất may mặc.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học giáo trình này?

Người học cần có kiến thức cơ sở về Cơ học kỹ thuật, Nguyên lý máy (các cơ cấu 4 khâu phẳng, cam, culit, bánh răng, truyền động đai), Vẽ kỹ thuật để đọc sơ đồ động học máy may, và kiến thức về Vật liệu dệt may để hiểu tương tác ma sát giữa kim, chỉ và các cấu trúc sợi vải.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các tài liệu cơ khí thông thường?

Tài liệu gắn kết lý thuyết cơ cấu động học trực tiếp với cấu tạo của các dòng máy may công nghiệp thực tế (như JUKI-DDL5530, JUKI-LH 1182, JUKI-LH515). Giáo trình định lượng hóa các thông số kỹ thuật (hành trình trụ kim 30,8mm, khe hở kim - móc 0,1mm, độ nhô răng cưa 0,7 - 1,0mm, dung tích dầu 0,5 - 0,6 lít) và cung cấp bảng đối sánh quy đổi kim theo 3 hệ thống đo lường quốc tế.

4. Phương pháp tự học giáo trình này như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học cần kết hợp việc nghiên cứu lý thuyết động học ở Chương 1 với việc khảo sát các sơ đồ cấu tạo và bảng chẩn đoán lỗi ở Chương 2. Khi học các cơ cấu căn chỉnh, cần đối chiếu với các vạch khắc chuẩn (A, B, C, D) và các điểm định vị thực tế trên máy may tại phòng thực hành hoặc xưởng sản xuất.

5. Có những tài liệu bổ trợ nào đi kèm với giáo trình?

Giáo trình đi kèm danh mục Tài liệu tham khảo chuyên ngành (trang 182), các bảng tra cứu thông số kim may (hệ số kim quốc tế, Anh, Mỹ), bảng tiêu chuẩn ghép cặp kim - chỉ theo chuẩn công nghiệp JUKI và các sơ đồ phân rã chi tiết cơ khí của từng chủng loại máy.


Kết luận

Giáo trình Thiết bị may công nghiệp của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội là tài liệu học thuật kỹ thuật phản ánh đầy đủ cấu tạo, nguyên lý vận hành và quy trình bảo dưỡng các dòng thiết bị may công nghiệp. Giá trị cốt lõi của giáo trình thể hiện ở việc hệ thống hóa toàn diện các cơ cấu cơ học nền tảng, chuẩn hóa phương pháp căn chỉnh theo thông số định lượng và cung cấp giải pháp xử lý sự cố công nghệ trong sản xuất thực tế.

Lộ trình học tập đề xuất:

  1. Tiếp cận lý thuyết cơ học các khâu khớp truyền động, phân loại thiết bị và nguyên lý cấu tạo kim - ổ máy tại Chương 1.
  2. Ứng dụng phân tích động học, chu trình tạo mũi 301 và thực hành căn chỉnh trên các dòng máy 1 kim, 2 kim, máy chuyên dùng cùng quy trình chẩn đoán sự cố tại Chương 2.
  3. Nghiên cứu hệ thống thiết bị phụ trợ (cắt vải, nhiệt hơi, kiểm tra, đồ gá) tại Chương 3 để làm chủ công nghệ thiết bị trong toàn bộ dây chuyền sản xuất may công nghiệp.