Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành dệt may là một trong những ngành công nghiệp nhẹ giữ vị trí chủ lực trong cơ cấu kinh tế và kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam. Giai đoạn năm 2017, kim ngạch xuất khẩu của ngành đạt trên 31 tỉ USD (tăng 10,23% so với năm 2016), đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết việc làm và ổn định an sinh xã hội. Trong chuỗi cung ứng dệt may, ngành kéo sợi giữ vai trò cốt lõi khi trực tiếp cung cấp nguyên liệu sợi cho các công đoạn dệt thoi, dệt kim và sản xuất vải không dệt. Để đáp ứng nhu cầu sản xuất các mặt hàng vải cao cấp như vải Kaki phục vụ may mặc công sở, đồng phục bảo hộ lao động với yêu cầu cơ lý tính nghiêm ngặt, việc thiết kế quy trình công nghệ kéo sợi pha đạt chuẩn chất lượng và tối ưu hóa năng suất là một nhiệm vụ kỹ thuật thiết yếu.
Đề tài “Thiết kế một dây chuyền kéo sợi PeCo 83/17 Nm67 năng suất 2000 Tấn/năm để dệt vải Kaki” do sinh viên Ngô Ngọc Đức thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Minh Tuấn tập trung giải quyết 5 nhiệm vụ công nghệ trọng tâm:
- Phân tích mặt hàng vải Kaki và lựa chọn thành phần nguyên liệu phối trộn xơ bông (Cotton) cùng xơ tổng hợp (Polyester - PET).
- Lựa chọn hệ kéo sợi và cấu hình thiết bị máy móc cho toàn bộ dây chuyền.
- Thiết kế các thông số công nghệ chi tiết từ công đoạn chuẩn bị xơ đến công đoạn hoàn tất sợi.
- Tính toán năng suất lý thuyết, năng suất thực tế, xác định số lượng máy móc thiết bị và cân đối dòng nguyên liệu cho toàn nhà máy theo sản lượng yêu cầu.
- Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm và thành phẩm, kiểm soát các yếu tố vận hành, định mức lao động và tổ chức quản lý sản xuất.
- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ kéo sợi pha PeCo (83% Polyester / 17% Cotton) chi số $Nm\ 67$ theo hệ chải kỹ; tính chất cơ lý của các loại nguyên liệu xơ và hệ thống máy móc kéo sợi hiện đại.
- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế dây chuyền sản xuất đạt công suất 2000 tấn sợi/năm; chế độ làm việc gồm 3 ca/ngày, 7,5 giờ/ca, 6 ngày/tuần với 301 ngày làm việc thực tế trong năm (tương ứng 6773 giờ làm việc/năm).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế
Khung lý thuyết và mô hình tính toán
Nghiên cứu ứng dụng hệ thống công thức lý thuyết chuyên ngành công nghệ dệt sợi để dự đoán tính chất cơ lý của sợi pha và tính toán các thông số công nghệ:
- Dự đoán cơ lý sợi theo công thức Van-chi-cốp: Xác định độ bền tương đối của sợi pha ($P_p$) dựa trên độ bền tương đối trung bình của hỗn hợp ($P_{tb}$) và hệ số sử dụng độ bền ($K_p$): $$P_p = P_{tb} \times K_p$$
- Đánh giá hệ số biến sai độ bền ($CV_p$) và chỉ tiêu chất lượng sợi ($I$): $$CV_p = 1,25 \times \left[ H_0 + \frac{70,7}{\sqrt{T_s}} \right]$$ $$I = \frac{P_p}{CV_p}$$
- Tính toán bội số kéo dài ($E$):
- Máy ghép và máy cuộn cúi: $E = \frac{N_r}{N_v} \times d$
- Máy chải kỹ: $E = \frac{N_r}{N_v} \times d \times (1 - y)$ (với $y$ là tỷ lệ bông rơi)
- Máy sợi thô và sợi con: $E = \frac{N_r}{N_v}$
- Tính toán độ săn sợi ($K$): $$K = \alpha_N \times \sqrt{N_m}$$
- Tính toán năng suất và cân bằng thiết bị: Năng suất lý thuyết ($A_{lt}$), năng suất thực tế ($A_{tt} = A_{lt} \times \eta$ với $\eta = K_{ci} \times K_{cm}$), tỷ lệ chế thành gian máy ($B_i = 100 - Y_i$), tỷ lệ chế thành lũy kế ($D_i$) và tỷ lệ tiêu hao nguyên liệu ($R_i$).
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích - tổng hợp kỹ thuật: Phân tích đặc tính cơ lý của từng loại xơ đơn lẻ để tính toán phối liệu tối ưu, đảm bảo giá trị kinh tế và khả năng gia công.
- Phương pháp tính toán thiết kế công nghệ dệt: Lập bảng cân bằng vật chất, cân bằng dòng vào - dòng ra, xác định hao phí qua từng công đoạn từ gian cung bông đến gian sợi con và đánh ống.
- Nguồn dữ liệu: Số liệu thông số máy móc từ catalogue kỹ thuật của các hãng chế tạo máy sợi Truetzschler (Đức), Rieter (Thụy Sỹ), Savio (Italia) và bảng tra cứu chuyên ngành kéo sợi bông.
Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật
Dây chuyền sản xuất được thiết kế phân chia thành hai nhánh xử lý xơ độc lập trước khi tiến hành pha trộn ở công đoạn máy ghép:
- Nhánh xử lý xơ bông (Cotton): Máy xé kiện tự động BO-A 2300 $\rightarrow$ Máy loại tạp đa năng SP-MF $\rightarrow$ Máy xé sơ bộ Pre-cleaner CL-C1 $\rightarrow$ Máy trộn MX-U 10 $\rightarrow$ Máy xé mịn CL-C3 $\rightarrow$ Máy loại xơ ngoại lai SP-FPU $\rightarrow$ Máy chải thô TC 15 $\rightarrow$ Máy ghép sơ bộ TD 9 $\rightarrow$ Máy cuộn cúi TSL 12 $\rightarrow$ Máy chải kỹ TCO 12.
- Nhánh xử lý xơ Polyester (PET): Máy xé kiện tự động BO-A 2300 $\rightarrow$ Máy trộn MX-U 10 $\rightarrow$ Máy xé mịn CL-C3 $\rightarrow$ Máy chải thô TC 15 $\rightarrow$ Máy ghép TD 9.
- Nhánh pha trộn và kéo sợi PeCo: Máy ghép trộn TD 9 (phối hợp 2 mối cúi bông và 8 mối cúi PET) $\rightarrow$ Máy ghép I TD 9 $\rightarrow$ Máy ghép II TD 9 $\rightarrow$ Máy sợi thô F35 $\rightarrow$ Máy sợi con G33 $\rightarrow$ Máy đánh ống Polar L.
| Tên thiết bị | Hãng chế tạo | Chức năng công nghệ chính |
|---|---|---|
| BO-A 2300 | Truetzschler | Xé tơi sơ bộ xơ từ trạng thái nén kiện, làm sạch ban đầu, năng suất tối đa 2000 kg/h |
| SP-MF | Truetzschler | Loại bỏ tạp nặng (đất, đá), bụi bẩn, tích hợp bộ dò tia lửa điện và chữa cháy tự động |
| CL-C1 | Truetzschler | Xé tăng cường với 2 thùng đinh quay lệch tốc, loại trừ tạp chất mịn |
| MX-U 10 | Truetzschler | Trộn đều các thành phần xơ qua hệ thống 10 buồng chứa khí động học |
| CL-C3 | Truetzschler | Xé mịn lần cuối trước khi cấp màng xơ sang công đoạn chải thô |
| TC 15 | Truetzschler | Phân chải xơ chùm thành xơ đơn, loại bông kết, xơ ngắn, định hướng duỗi thẳng xơ |
| TD 9 | Truetzschler | Ghép làm đều cúi theo đoạn dài, tăng độ song song của xơ, pha trộn tỷ lệ |
| TSL 12 | Truetzschler | Ghép và ép bẹt các dải cúi thành cuộn cúi đều định lượng cho máy chải kỹ |
| TCO 12 | Truetzschler | Chải kỹ loại trừ xơ ngắn (tỷ lệ bông rơi 14,5%), nâng cao độ đều chiều dài xơ |
| F35 | Rieter | Kéo nhỏ cúi ghép thành sợi thô ($Nm\ 2$), tạo độ săn tạm thời ($36\text{ x/m}$) để quấn búp |
| G33 | Rieter | Kéo dài sợi thô thành sợi con ($Nm\ 67$), tạo độ săn chính thức bằng hệ nồi - cọc |
| Polar L | Savio | Đánh ống búp lớn, kiểm tra và cắt bỏ khuyết tật ngoại quan, kiểm soát sức căng |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Phân tích mặt hàng – nguyên liệu
Chương 1 tiến hành khảo sát các yêu cầu kỹ thuật của mặt hàng vải Kaki dệt thoi kiểu vân chéo, phân tích tính chất của xơ thành phần và dự báo khả năng kéo sợi của hỗn hợp xơ pha PeCo 83/17 chi số $Nm\ 67$. Vải Kaki đòi hỏi sợi dọc phải có độ bền kéo cao, thân sợi nhẵn sạch để chịu được ứng suất kéo căng liên tục khi mở miệng vải trên máy dệt.
1. Cơ cấu phối trộn nguyên liệu:
- Thành phần xơ bông (chiếm 17%): Phối trộn từ 70% Bông Mỹ cấp I và 30% Bông Nga cấp I.
- Thành phần xơ tổng hợp (chiếm 83%): Sử dụng xơ Polyester (PET) có độ mảnh $1,3\text{ D}$ ($Nm\ 6923$).
| Chỉ tiêu cơ lý | Bông Mỹ cấp I | Bông Nga cấp I | Hỗn hợp bông (17%) | Xơ PET (83%) | Hỗn hợp PeCo (100%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Tỷ lệ (%) | 70 | 30 | 100 | 83 | 100 |
| Chiều dài phẩm chất $L_{PC}$ (mm) | 33,60 | 33,05 | 33,44 | 38,00 | 37,22 |
| Chi số xơ $N_x$ (Nm) | 6680 | 6276 | 6558 | 6923 | 6620 |
| Độ bền xơ $P_x$ (cN) | 4,70 | 4,46 | 4,63 | 8,14 | — |
| Tỷ lệ tạp chất $TC_x$ (%) | 2,20 | 1,73 | 2,06 | 0,00 | — |
| Độ ẩm $W_x$ (%) | 7,10 | 6,80 | 7,01 | 0,40 | — |
2. Kết quả dự đoán chất lượng sợi pha:
- Độ mảnh sợi thành phẩm: $T_s = 14,92\text{ tex}$; độ mảnh hỗn hợp xơ: $T_x = 0,145\text{ tex}$.
- Hệ số sử dụng độ bền xơ bông: $K_1 = 0,46$; hệ số tương tác: $a = b = 0,51$.
- Độ bền tương đối của sợi pha tính theo công thức Van-chi-cốp: $P_p = 19,81\text{ cN/tex}$.
- Hệ số biến sai độ bền: $CV_p = 13,08%$.
- Chỉ tiêu chất lượng sợi tổng hợp: $I = \frac{P_p}{CV_p} = \frac{19,81}{13,08} = 1,51$.
- Kết luận: Với chỉ số chất lượng $I = 1,51$, hỗn hợp nguyên liệu đảm bảo đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật để sản xuất sợi $Nm\ 67$ phục vụ dệt vải Kaki.
Chương 2: Chọn thiết bị dây chuyền kéo sợi
Chương này trình bày chi tiết về cấu hình công nghệ, nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý và đặc tính kỹ thuật của từng thiết bị trong dây chuyền. Tác giả lựa chọn giải pháp kết hợp thiết bị từ các nhà sản xuất hàng đầu: gian chuẩn bị chải của hãng Truetzschler, gian kéo sợi thô và sợi con của hãng Rieter, và gian đánh ống tự động của hãng Savio.
1. Đặc tính gian cung bông và chải thô:
- Máy xé kiện BO-A 2300: Bề rộng làm việc 2300 mm, công suất thiết kế 12,7 kW, năng suất tối đa 2000 kg/h, độ ồn dưới 70 dB.
- Máy loại tạp đa năng SP-MF: Khả năng loại bỏ tạp nặng và lọc bụi mịn, tích hợp cảm biến nhiệt và thiết bị dập lửa tự động, công suất thiết kế 6,3 kW.
- Máy xé sơ bộ CL-C1 và xé mịn CL-C3: Sử dụng cơ cấu trục đinh và trục xé có thanh ghi giúp loại bỏ triệt để tạp chất mà không gây tổn thương xơ.
- Máy chải thô TC 15: Tốc độ ra cúi 500 m/phút, kích thước thùng cúi $\varnothing 1200 \times 1600\text{ mm}$, năng suất máy đạt 260 kg/h, công suất thiết kế 15 kW.
2. Đặc tính gian chải kỹ, kéo sợi và hoàn tất:
- Máy cuộn cúi TSL 12: Tốc độ trục cuộn 180 m/phút, cuộn cúi đường kính ngoài 650 mm, khối lượng cuộn 25 kg, năng suất tối đa 520 kg/h.
- Máy chải kỹ TCO 12: Tốc độ thùng kim 600 vòng/phút, tốc độ hàm kẹp 500 vòng/phút, tỷ lệ bông rơi $y = 14,5%$, định lượng cuộn cúi cấp vào 80 g/m, năng suất tối đa 683 kg/h.
- Máy sợi thô F35: Bộ kéo dài 4 cặp trục, tốc độ gàng 1500 vòng/phút, tốc độ ra sợi 50 m/phút, trang bị 144 búp sợi thô trên mỗi máy.
- Máy sợi con G33: Số cọc sợi 1200 cọc/máy, cỡ cọc 70–75 mm, tốc độ cọc lên đến 25.000 vòng/phút, hệ thống hút ẩm công suất 12,6 kW.
- Máy đánh ống tự động Polar L: Quy mô 80 cọc/máy, tốc độ quấn ống đạt từ 400 đến 2200 m/phút, đường kính búp sợi thành phẩm 320 mm, trang bị cảm biến sức căng và cảm biến ngoại quan cắt bỏ tạp chất.
Chương 3: Thiết kế công nghệ và chọn số lượng máy
Chương 3 tập trung tính toán các thông số công nghệ cốt lõi, xác định năng suất lý thuyết - thực tế của từng thiết bị, lập bảng tiêu hao nguyên liệu, tính toán số máy cần lắp đặt và thiết lập bảng cân đối nguyên liệu cho kế hoạch sản xuất 2000 tấn/năm.
1. Bảng thông số thiết kế công nghệ:
| 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 làm việc |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dây bông | |||||||
| 1 | Máy chải thô TC15 | — | 0,2 Nm | — | — | — | 380 m/ph |
| 2 | Máy ghép sơ bộ TD9T | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 8 | 8,0 | — | 1000 m/ph |
| 3 | Máy cuộn cúi TSL12 | 0,2 Nm | 0,015 Nm | 24 | 1,8 | — | 100 m/ph |
| 4 | Máy chải kỹ TCO12 | 0,015 Nm | 0,2 Nm | 8 | 91,2 | — | 380 vg/ph |
| Dây PET | |||||||
| 1 | Máy chải thô TC15 | — | 0,2 Nm | — | — | — | 350 m/ph |
| 2 | Máy ghép sơ bộ TD9T | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 8 | 8,0 | — | 1000 m/ph |
| Dây PeCo | |||||||
| 1 | Máy ghép trộn TD9T | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 10 | 10,0 | — | 1000 m/ph |
| 2 | Máy ghép I TD9T | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 8 | 8,0 | — | 1000 m/ph |
| 3 | Máy ghép II TD9T | 0,2 Nm | 0,2 Nm | 8 | 8,0 | — | 1000 m/ph |
| 4 | Máy sợi thô F35 | 0,2 Nm | 2,0 Nm | 1 | 10,0 | 36 | 1100 vg/ph |
| 5a | Máy sợi con G33 (sợi dọc) | 2,0 Nm | 67,0 Nm | 1 | 33,5 | 941 | 16.000 vg/ph |
| 5b | Máy sợi con G33 (sợi ngang) | 2,0 Nm | 67,0 Nm | 1 | 33,5 | 900 | 15.500 vg/ph |
| 6 | Máy đánh ống Polar L | 67,0 Nm | 67,0 Nm | 1 | 1,0 | — | 1400 m/ph |
2. Cân bằng năng suất và tính toán số lượng máy:
- Tổng thời gian làm việc hàng năm: $T = 301\text{ ngày} \times 3\text{ ca} \times 7,5\text{ giờ} = 6773\text{ giờ/năm}$.
- Năng suất yêu cầu của toàn dây chuyền ở công đoạn cuối: $q = \frac{2000 \times 1000}{6773} = 295,29\text{ kg/giờ}$.
| STT | Công đoạn / Tên máy | Năng suất lý thuyết (kg/h) | Hiệu suất máy ($\eta$) | Năng suất thực tế (kg/h) | Sản lượng yêu cầu ($Q_i$, kg/h) | Số máy tính toán | Số máy lắp đặt |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dây bông | |||||||
| 1 | Chải thô TC15 | 116,28 | 0,90 | 104,65 | 62,84 | 0,60 | 1 |
| 2 | Ghép sơ bộ TD9T | 306,00 | 0,95 | 290,70 | 62,60 | 0,22 | 1 |
| 3 | Cuộn cúi TSL12 | 408,00 | 0,87 | 354,96 | 62,34 | 0,18 | 1 |
| 4 | Chải kỹ TCO12 | 56,14 | 0,93 | 52,21 | 51,20 | 0,98 | 1 |
| Dây PET | |||||||
| 1 | Chải thô TC15 | 107,10 | 0,90 | 96,39 | 250,91 | 2,60 | 3 |
| 2 | Ghép sơ bộ TD9T | 306,00 | 0,95 | 290,70 | 249,96 | 0,86 | 1 |
| Dây PeCo | |||||||
| 1 | Ghép trộn TD9T | 306,00 | 0,95 | 290,70 | 300,10 | 1,03 | 1 |
| 2 | Ghép I TD9T | 306,00 | 0,95 | 290,70 | 299,04 | 1,03 | 1 |
| 3 | Ghép II TD9T | 306,00 | 0,95 | 290,70 | 298,01 | 1,03 | 1 |
| 4 | Sợi thô F35 | 132,48 | 0,88 | 116,58 | 296,86 | 2,55 | 3 |
| 5a | Sợi con G33 (sợi dọc) | 18,24 | 0,92 | 16,78 | 177,55 | 10,58 | 11 |
| 5b | Sợi con G33 (sợi ngang) | 18,48 | 0,92 | 17,00 | 118,36 | 6,96 | 7 |
| 6 | Đánh ống Polar L | 100,00 | 0,96 | 96,00 | 295,29 | 1,16 | 2 |
3. Cân đối nguyên liệu hàng năm:
- Nguyên liệu Bông: Tổng nhu cầu nguyên liệu đưa vào là $451,6\text{ tấn/năm}$. Tỷ lệ bông hồi là $2,27%$ ($10,25\text{ tấn/năm}$ được tái sử dụng), tỷ lệ phế tốt là $17,72%$ ($80,02\text{ tấn/năm}$), phế xấu và hao bay là $3,23%$ ($14,59\text{ tấn/năm}$). Lượng bông cần nhập khẩu thực tế là $441,35\text{ tấn/năm}$ (gồm $316,12\text{ tấn}$ Bông Mỹ cấp I và $125,23\text{ tấn}$ Bông Nga cấp I).
- Nguyên liệu Polyester (PET): Tổng nhu cầu nguyên liệu đưa vào là $1803\text{ tấn/năm}$. Lượng PET hồi là $0,77%$ ($13,88\text{ tấn/năm}$), phế tốt là $2,12%$ ($38,22\text{ tấn/năm}$), phế xấu và hao bay là $3,21%$ ($57,88\text{ tấn/năm}$). Lượng xơ PET cần nhập khẩu thực tế là $1789,12\text{ tấn/năm}$.
- Hỗn hợp pha PeCo: Tổng lượng nguyên liệu đưa vào công đoạn ghép trộn là $2039,8\text{ tấn/năm}$, tạo ra đúng $2000\text{ tấn}$ sợi thành phẩm/năm sau khi trừ hồi ($1,26% \approx 25,70\text{ tấn}$), phế tốt ($0,43% \approx 8,77\text{ tấn}$) và hao bay ($0,26% \approx 5,30\text{ tấn}$).
Kết quả và đóng góp
Kết quả chính
- Xác lập quy trình công nghệ hoàn chỉnh: Đã thiết lập thành công quy trình công nghệ sản xuất sợi PeCo 83/17 chi số $Nm\ 67$ đạt tiêu chuẩn dệt vải Kaki thông qua việc ứng dụng hệ kéo sợi chải kỹ đối với thành phần bông.
- Xác định cơ cấu máy móc thiết bị chuẩn xác: Tính toán và lựa chọn cụ thể số lượng máy lắp đặt cho từng công đoạn nhằm đảm bảo mục tiêu sản lượng 2000 tấn/năm:
- Dây chải và chuẩn bị xơ bông: 1 máy chải thô TC15, 1 máy ghép sơ bộ TD9T, 1 máy cuộn cúi TSL12, 1 máy chải kỹ TCO12.
- Dây chải và chuẩn bị xơ PET: 3 máy chải thô TC15, 1 máy ghép sơ bộ TD9T.
- Dây kéo sợi pha PeCo: 3 máy ghép (1 ghép trộn, 1 ghép I, 1 ghép II) TD9T, 3 máy sợi thô F35 (144 cọc/máy), 18 máy sợi con G33 (gồm 11 máy dệt sợi dọc và 7 máy dệt sợi ngang, mỗi máy 1200 cọc), 2 máy đánh ống Polar L (80 cọc/máy).
- Cân bằng nguyên liệu chi tiết: Xác định tổng khối lượng nguyên liệu nhập khẩu cần thiết mỗi năm là $441,35\text{ tấn}$ bông (Bông Mỹ và Bông Nga) cùng $1789,12\text{ tấn}$ xơ PET, tính toán chi tiết tỷ lệ và khối lượng phế hồi thu hồi nhằm hạ giá thành sản xuất.
Đóng góp kỹ thuật
- Cung cấp phương pháp phối trộn xơ bông 2 nguồn gốc (Mỹ và Nga) kết hợp xơ tổng hợp PET để giải quyết bài toán thiếu hụt nguồn cung nguyên liệu bông nội địa mà vẫn duy trì được độ bền và độ đồng đều của sợi.
- Thiết lập hệ thống bảng tính chi tiết về bội số kéo dài, phân bổ mối ghép, độ săn và tốc độ công nghệ tương thích với các dòng máy kéo sợi công nghiệp thế hệ mới.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Nội dung văn bản tập trung chủ yếu vào tính toán công nghệ, cân bằng năng suất thiết bị và cân đối nguyên liệu; chưa trình bày bản vẽ bố trí mặt bằng phân xưởng (layout), thiết kế hệ thống điều không công nghiệp (nhiệt ẩm độ cho từng phòng máy) và chưa phân tích bài toán kinh tế - tài chính chi tiết (vốn đầu tư, thời gian hoàn vốn, chi phí điện năng).
- Hướng phát triển: Mở rộng nghiên cứu sang các tỷ lệ pha trộn khác nhau (như PeCo 65/35, 50/50), tính toán quy hoạch hệ thống phụ trợ (hút bụi trung tâm, khí nén, điều hòa không khí) và khảo sát thực nghiệm các chỉ tiêu ngoại quan Uster trên sợi thành phẩm.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng thụ hưởng: Sinh viên, học viên ngành Công nghệ Dệt - Sợi, Kỹ thuật Vật liệu Dệt May làm đồ án công nghệ hoặc đồ án tốt nghiệp; các kỹ sư công nghệ và cán bộ quản lý kỹ thuật tại các nhà máy kéo sợi dệt thoi.
- Phần giá trị điển hình:
- Phương pháp luận dự đoán độ bền sợi pha theo công thức Van-chi-cốp.
- Chuỗi công thức tính toán bội số kéo dài qua từng công đoạn chải thô, cuộn cúi, chải kỹ và ghép trộn.
- Bảng tổng hợp định mức tiêu hao nguyên liệu, tỷ lệ bông hồi và phế liệu phục vụ công tác lập kế hoạch sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao dây chuyền sản xuất sợi PeCo 83/17 lại áp dụng công đoạn chải kỹ cho xơ bông?
Trả lời: Xơ bông tự nhiên có độ không đều về chiều dài và chứa nhiều xơ ngắn cùng tạp chất mịn. Quá trình chải kỹ giúp loại bỏ $14,5%$ xơ ngắn và tạp chất, nâng cao độ duỗi thẳng song song của xơ bông, từ đó giúp sợi pha đạt độ nhẵn, độ bền cao và hạn chế tối đa hiện tượng đứt sợi dọc trong quá trình dệt thoi vải Kaki.
2. Chỉ tiêu chất lượng $I$ của hỗn hợp xơ được xác định bằng bao nhiêu và có ý nghĩa gì?
Trả lời: Chỉ tiêu chất lượng được tính theo công thức $I = \frac{P_p}{CV_p} = \frac{19,81}{13,08} = 1,51$. Giá trị $I = 1,51$ chứng minh độ bền và độ biến sai của sợi pha hoàn toàn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật để làm sợi dọc và sợi ngang cho dệt vải Kaki.
3. Tại sao ở công đoạn máy sợi con lại phân chia thành máy kéo sợi dọc và máy kéo sợi ngang?
Trả lời: Sợi dọc chịu ứng suất kéo căng lớn hơn nhiều so với sợi ngang trong quá trình dệt thoi, do đó sợi dọc được thiết kế độ săn cao hơn ($K_d = 941\text{ x/m}$, tốc độ cọc 16.000 vg/ph), trong khi sợi ngang có độ săn thấp hơn ($K_n = 900\text{ x/m}$, tốc độ cọc 15.500 vg/ph). Sự khác biệt về độ săn dẫn đến năng suất khác nhau, đòi hỏi phân chia thành 11 máy sợi dọc và 7 máy sợi ngang.
4. Cơ cấu phối trộn tại máy ghép trộn TD9 diễn ra theo tỷ lệ nào?
Trả lời: Máy ghép trộn sử dụng tổng cộng 10 mối ghép đầu vào, trong đó gồm 2 mối cúi bông (đã qua chải kỹ) và 8 mối cúi PET (đã qua chải thô và ghép sơ bộ) để tạo ra tỷ lệ phối trộn tương đương PeCo 83/17 ở đầu ra.
5. Tổng thời gian làm việc trong năm của nhà máy được tính toán dựa trên những cơ sở nào?
Trả lời: Nhà máy làm việc 301 ngày/năm (sau khi trừ 52 ngày Chủ nhật và 12 ngày nghỉ lễ, Tết), mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca 7,5 giờ. Tổng số giờ làm việc trong năm là $301 \times 3 \times 7,5 = 6773\text{ giờ/năm}$, tương ứng sản lượng đòi hỏi $295,29\text{ kg/giờ}$ để đạt 2000 tấn/năm.
Kết luận
Đồ án công nghệ của sinh viên Ngô Ngọc Đức đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật dây chuyền kéo sợi pha PeCo 83/17 chi số $Nm\ 67$ đạt năng suất 2000 tấn/năm phục vụ dệt vải Kaki. Tác giả đã xây dựng được giải pháp công nghệ hợp lý thông qua việc lựa chọn thiết bị chải kỹ hiện đại từ Truetzschler, Rieter và Savio, đồng thời tối ưu hóa phối liệu xơ bông nhập khẩu kết hợp xơ Polyester. Toàn bộ các thông số kéo dài, độ săn, cân bằng năng suất thiết bị và cân đối nguyên vật liệu được tính toán có hệ thống, mang lại độ tin cậy kỹ thuật cao cho việc triển khai mô hình sản xuất sợi công nghiệp.