Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành công nghiệp dệt may giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, chiếm tỷ trọng từ 8% đến 8,8% tổng quy mô thương mại thế giới với tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 3,3%/năm trong giai đoạn 2016–2019. Tại Việt Nam, dệt may là ngành hàng xuất khẩu chủ lực, đóng góp từ 12% đến 16% tổng kim ngạch xuất khẩu cả nước. Năm 2021, chỉ số sản xuất toàn ngành dệt tăng 8,3%, trong đó chỉ số sản xuất sợi tăng trưởng tích cực. Sự phát triển của chuỗi cung ứng may mặc phụ thuộc trực tiếp vào năng lực của ngành công nghiệp kéo sợi – công đoạn chuyển hóa các loại xơ tự nhiên và hóa học thành sợi có cấu trúc, độ bền và tính chất cơ lý đồng đều để phục vụ dệt thoi, dệt kim hoặc sản xuất chỉ may công nghiệp.
Mặc dù nhu cầu tiêu thụ bông nguyên liệu của Việt Nam dao động từ 200.000 đến 250.000 tấn/năm, sản lượng bông nội địa chỉ đáp ứng được khoảng 7.000 đến 9.000 tấn/năm trên tổng nguồn cung toàn cầu xấp xỉ 21 triệu tấn/năm. Thực trạng này đòi hỏi các doanh nghiệp dệt may phải nhập khẩu phần lớn nguyên liệu bông từ nước ngoài, đồng thời phải xây dựng phương án phối trộn bông hợp lý để vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt của sản phẩm chỉ may cao cấp, vừa tối ưu hóa chi phí sản xuất.
Đề tài "Thiết kế dây chuyền kéo sợi chi số Ne 40 làm chỉ may từ 100% bông, sản lượng 3000 tấn/năm" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể sau:
- Phân tích yêu cầu chất lượng của mặt hàng chỉ may và lựa chọn tỷ lệ phối trộn hỗn hợp xơ bông phù hợp.
- Đánh giá, lựa chọn hệ thống máy móc thiết bị công nghệ kéo sợi chải kỹ đồng bộ từ công đoạn xé kiện đến hoàn tất sợi xe.
- Thiết kế các thông số công nghệ bao gồm chi số bán thành phẩm, bội số kéo dài, độ săn và vận tốc vận hành cho từng công đoạn.
- Tính toán năng suất lý thuyết, năng suất thực tế, tỷ lệ tiêu hao nguyên vật liệu và xác định số lượng máy cần lắp đặt.
- Lập bảng cân đối nguyên liệu cho quy mô sản xuất 3.000 tấn thành phẩm/năm và xây dựng quy trình kiểm tra chất lượng sản phẩm trên toàn bộ dây chuyền.
Đối tượng nghiên cứu của đồ án là dây chuyền công nghệ sản xuất sợi Ne 40 từ 100% xơ bông theo hệ chải kỹ phục vụ sản xuất chỉ may. Phạm vi nghiên cứu được xác lập tại Viện Dệt may - Da giầy và Thời trang, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, với quy mô tính toán công nghiệp hoạt động 301 ngày/năm (3 ca/ngày, 7,5 giờ/ca, tương đương 6.773 giờ làm việc/năm).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án ứng dụng hệ thống lý thuyết công nghệ kéo sợi bông và các công thức kỹ thuật chuyên ngành để tính toán cơ lý, thiết kế công nghệ và cân bằng vật chất:
- Lý thuyết chuyển đổi chi số và độ mảnh sợi: Mối quan hệ giữa chi số Anh ($Ne$), chi số mét ($Nm$) và độ mảnh hệ Tex ($T$) được tính toán qua công thức: $$Nm = Ne \times 1,693$$ $$T = \frac{1000}{Nm} \text{ (Tex)}$$
- Phương pháp dự báo chất lượng sợi của Giáo sư A.H. Xôlôviep: Sử dụng hệ thống công thức xác định hệ số săn tới hạn ($\alpha_{TK}$), dự báo độ bền tương đối của sợi ($P_o$), hệ số phân tán độ bền ($CV_p$) và chỉ tiêu chất lượng tổng hợp ($I = \frac{P_o}{CV_p}$).
- Phương pháp tính toán động học và công nghệ kéo dài: Tính toán bội số kéo dài tổng ($E$) và bội số kéo dài từng phần ($e_i$) dựa trên chi số vào ($N_v$), chi số ra ($N_r$), số mối ghép ($d$) và tỷ lệ bông rơi ($y$).
- Phương pháp cân bằng vật chất và tiêu hao nguyên liệu: Xác định tỷ lệ chế thành gian máy ($B_i$), tỷ lệ chế thành lũy kế ($D_i$), tỷ lệ tiêu hao nguyên liệu ($R_i$) dựa trên phân loại phế liệu (bông hồi, bông phế tốt, bông phế xấu và hao bay) để tính toán sản lượng danh định cho từng máy.
- Phương pháp kiểm tra chất lượng cơ lý: Phương pháp đo độ dài xơ Jucop, phương pháp xác định độ ẩm, phân tích tạp chất thủ công và kiểm tra độ không đều, khuyết tật sợi trên thiết bị đo tự động Uster 4.
Nguồn dữ liệu tham khảo chính bao gồm sổ tay Tra cứu kỹ thuật sợi, tài liệu thông số kỹ thuật chuẩn của các nhà chế tạo máy dệt may (Trützschler, Rieter, Savio, Sheng Hao, RIFA) và số liệu thống kê thương mại dệt may quốc tế.
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH MẶT HÀNG - LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU
Chương này tập trung phân tích đặc tính của chỉ may công nghiệp và cơ sở khoa học để lựa chọn thành phần phối trộn xơ bông. Chỉ may đòi hỏi các chỉ tiêu cơ lý khắt khe: độ bền kéo đứt cao, hệ số ma sát thấp, độ bền nhiệt, độ bền màu và độ bền dai cao để chịu được ứng suất cơ học trong quá trình may tốc độ cao.
Để sản xuất sợi Ne 40 ($Nm = 68$, $T = 14,7 \text{ Tex}$), tác giả lựa chọn phối trộn hỗn hợp gồm 70% Bông Mỹ cấp I và 30% Bông Tây Phi (hoặc Bông Nga) cấp I. Việc kết hợp này giúp ổn định chất lượng xơ vào, khai thác ưu thế cơ lý của từng loại bông và tối ưu hóa chi phí thu mua nguyên liệu.
| Chỉ tiêu cơ lý | Bông Mỹ cấp I | Bông Tây Phi cấp I | Hỗn hợp xơ tính toán |
|---|---|---|---|
| Tỷ lệ phối trộn (%) | 70 | 30 | 100 |
| Chiều dài phẩm chất $L_{pc}$ (mm) | 33,60 | 33,05 | 33,44 |
| Chi số xơ $N_x$ (Nm) | 6.680 | 6.276 | 6.558 |
| Độ mảnh xơ $T_x$ (Tex) | 0,150 | 0,159 | 0,153 |
| Độ bền đơn xơ $P_x$ (cN) | 4,70 | 4,46 | 4,63 |
| Tỷ lệ tạp chất $TC_x$ (%) | 2,20 | 1,73 | 2,06 |
| Độ ẩm $W_x$ (%) | 7,10 | 6,80 | 7,01 |
Kết quả đánh giá chất lượng sợi theo lý thuyết A.H. Xôlôviep:
- Hệ số săn tới hạn tính toán: $\alpha_{TK} = 36,05$ (với hệ số điều chỉnh $k = 0,99$).
- Độ bền tương đối dự báo của sợi: $P_o = 14,77 \text{ cN/tex}$.
- Hệ số phân tán độ bền: $CV_p = 14,02%$ (với hệ số không đều riêng $H_o = 4$).
- Chỉ số chất lượng: $I = \frac{P_o}{CV_p} = \frac{14,77}{14,02} = 1,05$. Chỉ số này chứng minh hỗn hợp bông đã chọn đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kỹ thuật để kéo sợi chỉ may chải kỹ.
CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN KÉO SỢI
Chương 2 thuyết minh nguyên lý cấu tạo, sơ đồ công nghệ và thông số kỹ thuật của 11 dòng thiết bị được lựa chọn cho dây chuyền kéo sợi chải kỹ:
- Máy xé kiện tự động Sheng Hao FA006C: Công suất xé 1.000–1.500 kg/h, chiều dài xếp kiện 20 m, trang bị bộ đập răng cưa đôi xoay tự động.
- Máy loại tạp chất đa năng SP-MF: Năng suất tối đa 2.000 kg/h, công suất thiết kế 6,3 kW, khử tạp nặng và bụi mịn bằng cảm biến quang học và quạt hút lọc bụi.
- Máy xé sơ bộ Pre-cleaner CL-C1: Năng suất 1.000 kg/h, công suất thiết kế 4 kW, xé tăng cường và tách sơ bộ tạp chất thô.
- Máy xé trộn tự động A035D: Năng suất 800 kg/h, công suất 4,6 kWh, loại trừ 35–36% tạp chất nhờ hệ thống phên đinh nghiêng và trục dao đánh đôi (tốc độ 900–960 m/phút).
- Máy chải thô TC 15: Năng suất 260 kg/h, tốc độ ra cúi 500 m/phút, đường kính thùng cúi 1.200 mm, hiệu suất làm sạch đạt 90–95%, loại bỏ điểm tật neps và xơ ngắn.
- Máy ghép sơ bộ FA 302: Năng suất 125 kg/h, tốc độ ra cúi 148–503 m/phút, bộ kéo dài 4/3, ghép 8 mối thành 2 mối ra để làm đều đoạn dài.
- Máy cuộn cúi TSL 12: Năng suất tối đa 520 kg/h, ghép 24 cúi chập, tốc độ trục cuộn 100–180 m/phút, tạo cuộn cúi trọng lượng 25 kg cho máy chải kỹ.
- Máy chải kỹ E68 (Rieter): Tốc độ hàm kẹp 400–550 vòng/phút, năng suất 90 kg/h, tỷ lệ trích loại bông ngắn từ 8% đến 25%, tích hợp hệ thống thay cuộn cúi tự động ROBOlap và xe đẩy cuộn cúi SERVOtrolley.
- Máy ghép RSB D50 (Rieter): Tốc độ ra cúi cực đại 1.200 m/phút, ghép 8 mối thành 1 mối ra, tích hợp bộ tự động điều chỉnh độ đều (Autoleveler) và cơ cấu rải cúi CLEANcoil.
- Máy sợi thô F35: Tốc độ gàng 1.200–1.500 vòng/phút, tốc độ ra sợi 50 m/phút, kéo dài cúi từ 4 đến 20 lần thành sợi thô chi số $Nm = 2$, tạo xoắn tạm thời qua hệ thống gàng – cọc.
- Máy kéo sợi con G38 (Rieter): Trang bị tối đa 1.824 cọc, tốc độ cọc 18.000–25.000 vòng/phút, bộ kéo dài công nghệ 10–80 lần, tạo sợi con chi số $Nm = 68$ với độ săn $K = 874 \text{ xoắn/m}$.
- Cụm thiết bị hoàn tất: Máy đánh ống Polar M (tốc độ quấn 1.600 m/phút, 80 cọc), Máy đậu sợi RIFA RF231C (300 cọc, tốc độ 8.000 vòng/phút, chập 3 sợi), Máy xe sợi KC250B (100 cọc, tốc độ 6.500 vòng/phút) và máy đánh ống thành phẩm.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ CHỌN SỐ LƯỢNG MÁY
Chương này trình bày toàn bộ quá trình tính toán công nghệ, năng suất và lập bảng cân bằng vật chất:
- Xác lập chi số bán thành phẩm qua các bước:
- Cúi chải thô: $N_r = 0,2 \text{ Nm}$
- Cuộn cúi: $N_v = 0,2 \text{ Nm}$; $N_r = 0,015 \text{ Nm}$
- Cúi chải kỹ: $N_v = 0,015 \text{ Nm}$; $N_r = 0,2 \text{ Nm}$
- Cúi ghép sơ bộ, ghép I, ghép II: $N_v = N_r = 0,2 \text{ Nm}$
- Sợi thô: $N_r = 2 \text{ Nm}$ (độ săn $K = 44 \text{ xoắn/m}$)
- Sợi con: $N_r = 68 \text{ Nm}$ (độ săn $K = 874 \text{ xoắn/m}$)
- Sợi đậu và xe: $N_r = 68/3 \text{ Nm}$
- Tính toán bội số kéo dài thành phần ($e_i$):
- Ghép sơ bộ: $e_1 = \frac{0,2}{0,2} \times 8 = 8$
- Cuộn cúi: $e_2 = \frac{0,015}{0,2} \times 24 = 1,8$
- Chải kỹ ($y = 10%$): $e_3 = \frac{0,2}{0,015} \times 8 \times (1 - 0,1) = 96$
- Ghép I và Ghép II: $e_4 = e_5 = 8$
- Sợi thô: $e_6 = \frac{2}{0,2} = 10$
- Sợi con: $e_7 = \frac{68}{2} = 34$
- Bội số kéo dài tổng thể: $E = 8 \times 1,8 \times 96 \times 8 \times 8 \times 10 \times 34 = 30.048.256$.
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
Chương 4 thiết lập hệ thống kiểm soát chất lượng từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến hoàn tất đóng gói:
- Phương pháp kiểm tra xơ nguyên liệu: Lấy mẫu đại diện theo lô kiện, xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy sấy khô cân vi lượng, phân tích tỷ lệ tạp chất cơ học bằng phương pháp gắp tay và xác định chiều dài phẩm chất xơ $L_{pc}$ bằng máy lược chải Jucop.
- Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm: Đo định lượng cúi chải, cúi ghép, sợi thô và sợi con theo chu kỳ ca làm việc; kiểm tra số lượng điểm kết tạp neps trên màng chải thô; kiểm tra độ săn thực tế của sợi thô và sợi con trên máy đo độ xoắn chuyên dụng.
- Kiểm nghiệm chất lượng sợi thành phẩm: Ứng dụng hệ thống thiết bị Uster 4 để phân tích liên tục các chỉ tiêu: độ không đều khối lượng ($CV_m%$), số lỗi đoạn mỏng (-50%), đoạn dày (+50%), điểm kết tạp (+200%), độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt, đối chiếu trực tiếp với thang chuẩn quốc tế Uster Statistics.
Thiết kế và triển khai dây chuyền công nghệ
1. Thông số công nghệ và động học các công đoạn
Dây chuyền kéo sợi Ne 40 hệ chải kỹ được thiết kế đồng bộ với các thông số vận hành như sau:
| STT | Tên máy | Chi số vào ($N_v$) | Chi số ra ($N_r$) | Số mối ghép ($d$) | Bội số kéo dài ($e$) | Độ săn $K$ (x/m) | Tốc độ chọn |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Máy chải thô TC 15 | - | 0,2 Nm | - | - | - | 380 m/ph |
| 2 | Máy ghép sơ bộ FA 302 | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 8 | 8 | - | 503 m/ph |
| 3 | Máy cuộn cúi TSL 12 | 0,2 Nm | 0,015 Nm | 24 | 1,8 | - | 100 m/ph |
| 4 | Máy chải kỹ E68 | 0,015 Nm | 0,2 Nm | 8 | 96 | - | 450 vg/ph |
| 5 | Máy ghép I FA 302 | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 8 | 8 | - | 503 m/ph |
| 6 | Máy ghép II RSB D50 | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 8 | 8 | - | 1.200 m/ph |
| 7 | Máy sợi thô F35 | 0,2 Nm | 2,0 Nm | 1 | 10 | 44 | 1.200 vg/ph |
| 8 | Máy kéo sợi con G38 | 2,0 Nm | 68 Nm | 1 | 34 | 874 | 18.000 vg/ph |
| 9 | Máy đánh ống Polar M (1) | 68 Nm | 68 Nm | 1 | 1 | - | 1.600 m/ph |
| 10 | Máy đậu sợi RF 231C | 68 Nm | 68/3 Nm | 3 | 1 | - | 8.000 vg/ph |
| 11 | Máy xe sợi KC250B | 68/3 Nm | 68/3 Nm | 1 | 1 | 874 | 6.500 vg/ph |
| 12 | Máy đánh ống Polar M (2) | 68/3 Nm | 68/3 Nm | 1 | 1 | - | 1.600 m/ph |
2. Tính toán tiêu hao nguyên liệu và sản lượng các công đoạn
Cơ cấu hồi phế trên toàn bộ dây chuyền: Bông hồi đạt 3,75%; Bông phế tốt đạt 17,09%; Bông phế xấu và hao bay đạt 2,36%. Tổng tỷ lệ hồi, phế và hao bay toàn dây chuyền là 23,20%. Tỷ lệ chế thành lũy kế cuối cùng đạt 76,80%, tương ứng với tỷ lệ tiêu hao nguyên liệu tổng thể là 130,21%.
Để đạt sản lượng 3.000 tấn thành phẩm chỉ may/năm ($442,94 \text{ kg/h}$), nhu cầu sản lượng và tiêu hao tại từng công đoạn được xác định:
| Công đoạn | Sản lượng yêu cầu (kg/h) | Năng suất lý thuyết $A_{lt}$ (kg/h.máy) | Hiệu suất máy $\eta$ | Năng suất thực tế $A_{tt}$ (kg/h.máy) | Số máy thiết kế | Số máy lắp đặt |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Máy chải thô TC 15 | 549,33 | 116,28 | 0,90 | 104,65 | 5,20 | 6 |
| Máy ghép sơ bộ FA 302 | 546,36 | 154,00 | 0,92 | 141,68 | 3,90 | 4 |
| Máy cuộn cúi TSL 12 | 543,75 | 408,00 | 0,88 | 359,04 | 1,50 | 2 |
| Máy chải kỹ E68 | 459,94 | 62,00 | 0,93 | 57,66 | 7,90 | 8 |
| Máy ghép I FA 302 | 456,80 | 154,00 | 0,92 | 141,68 | 3,20 | 4 |
| Máy ghép II RSB D50 | 453,61 | 367,20 | 0,95 | 348,84 | 1,30 | 2 |
| Máy sợi thô F35 (140 cọc) | 449,58 | 115,00 | 0,88 | 101,20 | 4,40 | 5 |
| Máy sợi con G38 (1200 cọc) | 445,24 | 21,60 | 0,92 | 19,87 | 22,40 | 23 |
| Máy đánh ống Polar M (80 cọc) | 444,40 | 112,00 | 0,85 | 95,20 | 4,70 | 5 |
| Máy đậu sợi RF 231C (300 cọc) | 443,82 | 18,00 | 0,95 | 17,10 | 25,95 | 26 |
| Máy xe sợi KC250B (100 cọc) | 443,51 | 31,00 | 0,90 | 27,90 | 15,89 | 16 |
| Máy đánh ống hoàn tất Polar M | 442,94 | 112,00 | 0,85 | 95,20 | 4,70 | 5 |
3. Cân đối nguyên liệu toàn nhà máy
Dựa trên quỹ thời gian làm việc $T = 6.773 \text{ giờ/năm}$, tổng lượng nguyên liệu đưa vào sản xuất là $3.906,33 \text{ tấn/năm}$ ($576,75 \text{ kg/h}$). Cơ cấu cân đối vật chất xuất - nhập trong năm như sau:
| Hạng mục nhập | Khối lượng (tấn/năm) | Tỷ lệ (%) | Hạng mục xuất | Khối lượng (tấn/năm) | Tỷ lệ (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Bông Mỹ cấp I nhập khẩu | 2.734,43 | 70,00 | Sợi thành phẩm Ne 40 | 3.000,00 | 76,80 |
| Bông Tây Phi cấp I nhập khẩu | 1.025,41 | 26,25 | Bông phế tốt (tái sử dụng/bán) | 667,59 | 17,09 |
| Bông hồi quay vòng nội bộ | 146,49 | 3,75 | Bông hồi tái cấp liệu | 146,49 | 3,75 |
| - | - | - | Bông phế xấu và hao bay | 92,19 | 2,36 |
| Tổng nhập | 3.906,33 | 100,00 | Tổng xuất | 3.906,27 | 100,00 |
Lượng bông xơ thực tế cần thu mua từ bên ngoài trong năm sau khi đã trừ lượng bông hồi tái sử dụng ($146,49 \text{ tấn/năm}$) là $3.759,84 \text{ tấn/năm}$.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã hoàn thành các kết quả kỹ thuật định lượng và giải pháp công nghệ:
- Xác lập thành công công thức phối liệu tối ưu: Kết hợp 70% Bông Mỹ cấp I và 30% Bông Tây Phi cấp I, cho hỗn hợp xơ có chiều dài phẩm chất $L_{pc} = 33,44 \text{ mm}$, độ bền $P_x = 4,63 \text{ cN}$, đáp ứng chỉ số chất lượng lý thuyết $I = 1,05$.
- Xây dựng hoàn chỉnh sơ đồ dây chuyền thiết bị: Lựa chọn đồng bộ 102 đơn vị máy móc hiện đại thuộc các thương hiệu Rieter, Trützschler, Savio, Sheng Hao, RIFA, bảo đảm tính liên tục và độ ổn định cao.
- Hoàn thiện bộ thông số công nghệ chi tiết: Tính toán chính xác bội số kéo dài qua từng máy ($e_1 \dots e_7$), độ săn sợi thô ($44 \text{ xoắn/m}$), độ săn sợi con ($874 \text{ xoắn/m}$) và tốc độ quay cọc sợi con ($18.000 \text{ vòng/phút}$).
- Cân bằng vật chất chính xác: Định lượng rõ ràng tỷ lệ tiêu hao nguyên liệu ($130,21%$) và phân tách rành mạch khối lượng các dòng phế liệu ($667,59 \text{ tấn}$ phế tốt; $92,19 \text{ tấn}$ phế xấu/hao bay; $146,49 \text{ tấn}$ bông hồi), tạo cơ sở thiết lập kế hoạch cung ứng và định mức chi phí sản xuất cho doanh nghiệp.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Tính toán công nghệ và cân bằng thiết bị mới dừng lại ở mức độ thiết kế lý thuyết dựa trên các công thức chuẩn và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, chưa có dữ liệu đo đạc thực tế từ quá trình vận hành dây chuyền trong điều kiện nhà xưởng cụ thể tại Việt Nam.
- Mức độ tự động hóa giữa một số công đoạn trung gian (như vận chuyển bán thành phẩm giữa máy sợi thô và máy sợi con) chưa được tự động hóa hoàn toàn.
- Chi phí bảo dưỡng và tuổi thọ linh kiện điện tử trên các dòng máy nhập khẩu thế hệ mới còn cao, đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật có tay nghề chuyên sâu.
- Hướng mở rộng:
- Nghiên cứu khảo sát sự biến thiên của chất lượng sợi khi thay đổi tỷ lệ phối trộn các nguồn bông khác (như bông Ấn Độ, bông Brazil) nhằm hạ giá thành nguyên liệu.
- Thiết kế chi tiết hệ thống điều không (nhiệt ẩm nhà xưởng) và hệ thống hút bụi lọc khí trung tâm cho toàn bộ các gian máy để tối ưu hóa hiệu suất thiết bị.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu chuyên môn có giá trị thực tiễn cao cho:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Dệt may / Công nghệ Sợi: Dùng làm tài liệu tham khảo mẫu về phương pháp tính toán đồ án công nghệ kéo sợi, thiết kế bội số kéo dài, phân bổ độ săn và tính toán số lượng máy.
- Kỹ sư công nghệ và cán bộ kỹ thuật nhà máy sợi: Tham khảo cấu hình dây chuyền kéo sợi chải kỹ Ne 40 làm chỉ may, định mức tiêu hao nguyên liệu và các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng sợi bằng hệ thống máy Uster 4.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án lại lựa chọn phối trộn 70% Bông Mỹ cấp I và 30% Bông Tây Phi cấp I?
Việc phối trộn hai nguồn bông cấp I nhằm chủ động nguồn cung, ổn định chất lượng xơ đầu vào và giảm chi phí mua nguyên liệu. Hỗn hợp này đạt chiều dài phẩm chất $33,44 \text{ mm}$, độ mảnh $0,153 \text{ Tex}$ và độ bền $4,63 \text{ cN}$, bảo đảm yêu cầu kỹ thuật để kéo sợi Ne 40 hệ chải kỹ làm chỉ may với chỉ tiêu chất lượng $I = 1,05$.
2. Bội số kéo dài tổng của toàn bộ dây chuyền từ cúi chải đến sợi con là bao nhiêu?
Bội số kéo dài tổng thể qua các công đoạn kéo sợi chải kỹ là $E = 30.048.256$, được tích hợp từ các bội số kéo dài từng phần: ghép sơ bộ ($e_1 = 8$), cuộn cúi ($e_2 = 1,8$), chải kỹ ($e_3 = 96$), ghép I ($e_4 = 8$), ghép II ($e_5 = 8$), sợi thô ($e_6 = 10$) và sợi con ($e_7 = 34$).
3. Cần bao nhiêu máy kéo sợi con G38 để đáp ứng sản lượng 3.000 tấn sợi/năm?
Qua tính toán, với năng suất thực tế $19,87 \text{ kg/h.máy}$ (mỗi máy 1.200 cọc, tốc độ cọc $18.000 \text{ vòng/phút}$, hiệu suất $\eta = 0,92$), số lượng máy tính toán thiết kế là $22,4$ máy, do đó số lượng máy kéo sợi con G38 cần lắp đặt thực tế là 23 máy.
4. Tổng khối lượng bông nguyên liệu cần nhập khẩu trong một năm là bao nhiêu?
Tổng lượng nguyên liệu đưa vào sản xuất là $3.906,33 \text{ tấn/năm}$. Sau khi khấu trừ lượng bông hồi tuần hoàn nội bộ là $146,49 \text{ tấn/năm}$ ($3,75%$), khối lượng bông xơ nguyên liệu thực tế cần nhập khẩu từ bên ngoài là $3.759,84 \text{ tấn/năm}$ (gồm $2.734,43 \text{ tấn}$ Bông Mỹ và $1.025,41 \text{ tấn}$ Bông Tây Phi).
Kết luận
Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế kỹ thuật dây chuyền sản xuất sợi Ne 40 làm chỉ may từ 100% bông chải kỹ với quy mô 3.000 tấn/năm tại Viện Dệt may - Da giầy và Thời trang, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Hệ thống tính toán từ phối liệu, động học kéo dài, phân bổ độ săn đến lựa chọn 102 thiết bị chuyên dụng đã chứng minh tính khả thi cao về mặt công nghệ. Bảng cân đối nguyên liệu và quy trình kiểm soát chất lượng bằng thiết bị Uster 4 cung cấp cơ sở dữ liệu kỹ thuật đầy đủ cho việc vận hành nhà máy kéo sợi công nghiệp.