nghiên cứu thiết kế chế tạo máy thử tính kháng thấm nước của vải dưới áp suất thuỷ tĩnh

Đối với loại giày có dây thắt thì việc sử dụng như thế nào đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu rất kỹ về cách cột và thắt dây giày để ít bị ảnh hưởng tới các mắt cá chân, c

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

2010

1/ Cơ quan chủ trì:

Phân Viện Dệt-May Tại Thành phố Hồ Chí Minh

Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp HCM

2/ Tên đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy thử ma sát dây giày ”

Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 097.10RD/HD-KHCN ký ngày 25 tháng 02 năm

2010 giữa Bộ công thương và Phân Viện Dệt May tại TP.Hồ Chí Minh

3/ Chủ nhiệm đề tài: KS Nguyễn Văn Chất

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:

Lê Đại Hưng Kỹ sư điện –điện tử

Nguyễn Thanh Tuyến Kỹ sư cơ khí dệt

Lương Công Kiều ThS Dệt

Trịnh Thành Trung Kỹ sư cơ khí chế tạo máy

5/ TP Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2010

LỜI NÓI ĐẦU

Giày có thể được phân ra 2 loại cơ bản, đó là loại giày có dây thắt và loại giày không có dây thắt Loại giày có dây thắt chủ yếu dùng trong lĩnh vực thể thao

và thời trang, loại giày không có dây thắt chủ yếu được sử dụng trong công sở

và thời trang, ít vận động hoặc vận động nhẹ nhàng Đối với loại giày có dây thắt thì việc sử dụng như thế nào đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu rất kỹ về cách cột và thắt dây giày để ít bị ảnh hưởng tới các mắt cá chân,

cổ chân và di chuyển nhẹ nhàng thoải mái nhưng vẫn đảm bảo tính thời trang của nó Người ta đã tính toán ra rằng, có khoảng 400 triệu cách khác nhau để xâu được một sợi dây qua hai hàng lỗ (giả thiết mỗi hàng có 7 lỗ) Tuy nhiên, qua hàng trăm năm thử và rút kinh nghiệm, con người đã rút ra cách thắt dây giày chặt nhất, đó là vắt chéo và xỏ ngang Tuy nhiên mỗi cách xâu dây giày sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng của dây giày do giữa các nút tiếp xúc sẽ bị ma sát với nhau khi vận động và làm cho dây giày bị hao mài mòn đi

Khả năng chống mài mòn của dây giày ( Shoe Lace Abrasion )phụ thuộc vào nhiều yếu tố như là loại thuốc nhuộm, thành phần nguyên liệu dệt ra vải bọc, cách xâu dây giày v.v

Nguyên nhân gây ra mài mòn dây giày là gì ? Đó chính là sự ma sát tạo ra giữa dây giày với dây giày và dây giày với các lỗ xâu dây, sự kiểm tra, thử nghiệm

về chỉ tiêu này là rất quan trọng

Để kịp thời dự báo về chất lượng của dây giày cũng như sự mài mòn của dây giày, nhà sản xuất cần được trang bị thiết bị thử khả năng chống mài mòn dây giày Hiện nay, ở Việt Nam thiết bị thử khả năng chống mài mòn dây giày được nhập từ các nước trên thế giới với giá thành cao Để phục vụ và đáp ứng nhu cầu này, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu chế tạo máy thử nghiệm độ mài mòn dây giày

MỤC LỤC

TÓM TẮT NHIỆM VỤ……….……….……… …… 5

Mục tiêu đề tài……… ……… ……5

Nội dung đề tài……… ……… ………5

Phương pháp nghiên cứu……… ……….……… ………6

MỞ ĐẦU……… ……… …….….……… ………7

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU.……… ………….………7

I Tìm hiểu một số loại giày cơ bản và Ảnh hưởng của giày dép đối với con người ……… ………7

1 Tìm hiểu một số loại giày cơ bản ……… ……7

2 Ảnh hưởng của giày dép đối với con người ……….……….……9

II Dây giày và tầm quan trọng của dây giày……….….9

1 Dây giày……….……….……….………9

2 Tầm quan trọng của dây giày ……….………,,…………11

III Lỗ xâu dây và các dạng xâu dây giày……… ……….……… …………12

1 Lỗ xâu……….……… ……….……… ………12

2 Các dạng xâu ……….……… ……… ………12

IV Các chỉ tiêu thử nghiệm về dây giày ……….……….……13

1 Thử độ chống trơn trượt của dây giày ……….………… 13

2 Thử nghiệm kéo lỗ xỏ dây giày ……….……… ………14

3 Thử độ mài mòn dây giày……….……….………14

V Tìm hiểu về Tiêu chuẩn và phương pháp thử ISO 22774.……… 17

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM……… ………23

I Các dạng thiết bị thử ma sát dây giày ……….……….23

II Lựa chọn dạng máy thiết kế……… ……….………24

III Triển khai thiết kế……….……… ….……26

1 Thiết kế hệ thống cơ khí ……….… …………26

2 Thiết kế hệ thống điều khiển ………….……….……… …………27

IV Lắp ráp kiểm tra hiệu chỉnh thiết bị ……….….………30

1 Lắp ráp hướng dẫn sử dụng thiết bị……….………… …………30

2 Kiểm tra hiệu chỉnh thiết bị ………….……… ……… ….…31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN……… ……… ………….………36

1 So sánh với thiết bị ngoại ………36

2 Thử nghiệm mẫu so sánh ……… ……… …… ……37

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……….……….………41

PHỤ LỤC……….……… ……….……… …42

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….……….….……….……….43

+ Tạo sức căng bằng quả tạ

+ Kiểm soát chu kỳ mài

3 Trang bị cho Trung tâm giám định dệt may - Phân viện dệt may Mở

ra chỉ tiêu thử nghiệm về lĩnh vực da giày

4 Thích hợp cho các phòng thử nghiệm vật liệu dệt may và phòng thử nghiệm da giày

Nội dung đề tài:

1 Nghiên cứu lý thuyết

 Tìm hiểu một số loại giầy cơ bản

 Dây giày và tầm quan trọng của dây giày

 Lỗ xâu dây giầy và các dạng xâu dây

 Các chỉ tiêu thử nghiệm về dây giày

 Tiêu chuẩn và phương pháp thử ma sát dây giày

2 Các bước triển khai và thực hiện

 Tìm hiểu các dạng máy thử ma sát dây giày hiện có

 Lựa chọn máy dạng thiết kế

 Thiết kế máy thử ma sát dây giày

 Lắp ráp, kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị

3 Chạy thử và đánh giá thiết bị

 Đánh giá so sánh thiết bị

 Chạy thử mẫu đối chứng

 Nhận xét và đánh giá

Phương pháp nghiên cứu:

1 Tiếp cận thông tin trên mạng, các tài liệu từ các hãng cung cấp thiết bị và những tiêu chuẩn cần thiết về thiết bị thử ma sát dây giày

2 Lựa chọn nguyên lý hoạt động và thông số kỹ thuật cần thiết cho việc thiết

kế máy thử ma sát dây giày

3 Tiến hành thiết kế dựa trên các thông số đã được lựa chọn

MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I Tìm hiểu một số loại giày cơ bản và ảnh hưởng giày dép đối với con người

1 Một số loại giày cơ bản

1.1 Giày cao gót: phù hợp bàn chân có ngón chân dài và không thích hợp với cử động mạnh (chạy, nhảy)

1.4 Giày mọi: dễ mang, nhanh và không cần cúi xuống hay cột dây

Hình 4 : Giày mọi

1.5 Giày đế thấp thông thường: phù hợp với hầu hết các loại bàn chân

Hình 5 : Giày đế thấp

1.6 Giày cao cổ: cổ giày vượt qua mắt cá chân, gót thấp, có tác dụng giữ

chắc cổ chân và bảo vệ da, tiện cho người mang chi giả

Hình 6 : Giày cao cổ

1.7 Giày thể thao: bền chắc nhưng mềm mại và co giãn tốt, ôm sát bàn chân, đặc biệt là cổ chân, có thể giảm xóc khi vận động mạnh Thích hợp với hầu hết các hoạt động

Hình 7 : Giày thể thao

2 Ảnh hưởng của giày dép đối với con người

Giày dép là phần trang phục bao bọc và bảo vệ bàn chân Không như da trên thân, bàn chân cần được bảo vệ đặc biệt trước những tác nhân bên ngoài như nhiệt độ, nắng, gió, mặt đất gồ ghề, đá sỏi, gai góc v.v… Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu về thẩm mỹ trong trang phục ngày càng được quan tâm, tính thời trang trong trang phục nói chung và giày dép nói riêng hiện đang được đặt nặng đến mức người ta quên đi chức năng ban đầu của nó Nhiều nhà tạo mẫu đôi khi xem nhẹ hay bỏ quên một số quy tắc bắt buộc và đặc điểm sinh lý của bàn chân con người, làm cho giày dép không những mất đi chức năng bảo vệ mà thậm chí còn trở thành tác nhân gây hại cho người sử dụng

II/ Dây giày và tầm quan trọng của dây giày

Dây giày truyền thống được làm bằng da, bông vải, đay, gai, hoặc vật liệu khác Dây giày hiện đại thường kết hợp nhiều sợi tổng hợp, thường là trơn trượt hơn so với làm từ sợi truyền thống Mặt khác, dây giày từ sợi tổng hợp thường ít bị ma sát,

và ít bị mục nát do ảnh hưởng của độ ẩm

Các dây giày có thể bọc các đầu khác nhau: đồng, nhựa, tại mỗi đầu của dây giày, các đầu này giữ cho dây bện không bị tở xoắn và dễ dàng xâu qua lỗ xâu (eyelets)

Dây giầy thường dệt kiểu jacquard hoặc từ các sợi đã nhuộm, có các dạng dây Dây tròn ( round shape )

Dây dẹt ( flat shape )

Dây ovan ( Oval shape )

1.1 Dây giày dệt từ sợi 100% polyester

 Độ bền, độ trơn trượt cao

 Loại dây dẹt có kích thước rộng 8 mm

 Loại dây tròn có đường kính từ 4 mm đến 6 mm

Hình 8 : Các loại dây giày 100% polyester

1.2 Dây giày dệt từ sợi Nylon

 Loại dây này có độ bền kém, chủ yếu dùng trong thời trang

 Chủ yếu là dây tròn có đường kính 2,0 mm đế 6,0 mm

Hình 9 : Các loại dây giày Nylon

1.3 Dây giày dệt từ sợi cotton

 Có độ bền không cao và không bị trơn trượt

 Dây dẹt, có kích thước rộng 8 mm

 Dây tròn, có đường kính từ 4,0 mm đến 6,0 mm

Hình 10 : Các loại dây giày Cotton Fabric

1.4 Ngoài ra dây giày còn có thể được làm bằng vật liệu khác, như da, sợi tổng

hợp… Đối với các loại dây này độ bền không cao, trơn trượt chủ yếu được sử dụng trong thời trang

2 Tầm quan trọng của dây giày

Mọi người thường đánh giá thấp tầm quan trọng của dây giày trong giày dép Trong thực tế, với nhiều sự lựa chọn các loại giày, có thể có loại giày không có dây giày Tuy nhiên, nếu muốn có đôi giày tốt cho chạy, đi bộ, đi bộ đường dài, hoặc trong thực tế, kể cả về mặt thời trang, đại đa số giày đi kèm với dây

giày.Về lý thuyết, dây giày là một loại đơn giản, thanh lịch, chỉ cần thắt chặt và cột một nút Trong thực tế, có rất nhiều lĩnh vực cần phải sử dụng loại giày có dây giày, đặc biệt là cho những người hoạt động trong lĩnh vực thể thao

Dây giày là một yếu tố rất quan trọng, trong quá trình vận động khi thi đấu hay leo núi dây bị tuột ra có thể gây chấn thương cho một vận động viên, nghiêm trọng hơn có thể gây tử vong đối với vận động viên leo núi!

III Lỗ xâu và các dạng xâu dây:

1 Lỗ xâu

Lỗ xâu có rất nhiều hình dáng khác nhau Lỗ xâu có thể được làm từ các vật liệu khác nhau như : Đồng thau, nhôm, sứ, nhựa v.v…

Hình 11 : Các loại mắt xâu dây giày

2 Các kiểu xâu dây giày

Trên thế giới người ta đã tính toán ra rằng, có khoảng 400 triệu cách khác nhau để xâu được một sợi dây qua hai hàng lỗ (giả thiết mỗi hàng có 7 lỗ) trên một chiếc giày

Hình 12: Các kiểu xâu dây giày

Tuy nhiên, "qua hàng trăm năm thử và rút kinh nghiệm, con người đã rút ra cách thắt dây giày chặt nhất, đó là vắt chéo và xỏ ngang"

Hình 13 : Hai kiểu xâu dây giày thường sử dụng

Theo cách đầu tiên, dây được lồng theo đường chéo, từ lỗ xâu ở hàng bên nọ sang

lỗ xâu ở hàng bên kia Còn theo kiểu xỏ ngang, người ta xuyên một đầu dây qua lỗ dưới cùng của một hàng, kéo xiên lên lỗ trên cùng của hàng kia, và từ đó, dây được vắt ngang sang hàng còn lại Cả hai cách này đều giúp tạo ra lực căng ngang tối đa trên cả hai hàng giày, khi người buộc cầm hai đầu dây kéo mạnh

Tuy nhiên, hiệu quả nhất về phương diện sử dụng dây phải kể đến kiểu “thắt nơ bướm", thường chỉ xuất hiện trong các shop trưng bày Theo đó, dây được xỏ qua tất cả các lỗ, với chiều dài ngắn nhất

Nhưng trong thực tế, sự khác biệt về hiệu quả sử dụng dây giày và độ chắc chắn giữa các phương pháp buộc dây khác nhau chỉ là rất nhỏ Và đối với nhiều người, phép buộc chéo được chọn nhiều nhất chỉ là vì nó tiện lợi, dễ dàng nhất, và đảm bảo rằng sẽ không bị thừa ra một lỗ

IV Các chỉ tiêu thử nghiệm về dây giây

1 Thử độ chống trơn trượt của dây giày – Slip Resistance of laces

Phương pháp này xác định lực cần để có thể mở 1 nút thắt

Trong thực tế chỉ tiêu này ít được thử nghiệm

Yêu cầu thiết bị thử là máy thử kéo đứt

Hình 14 : Phương pháp thử độ trơn trượt của dây giày

2 Thử nghiệm kéo lỗ xỏ dây giày – Eyelet pull test

Phương pháp này mô phỏng cách chịu lực của lỗ xâu dây giày

Trong thực tế chỉ tiêu này ít được thử nghiệm

Yêu cầu thiết bị thử là máy thử kéo đứt

3 Thử độ mài mòn dây giày ( Shoe Laces Abrasion)

Phương pháp này xác định độ chống mài mòn của dây giày

3.1 Mài mòn của dây giày với chất liệu khác do khách hàng yêu cầu

Hình 15 : Phương pháp thử độ mài mòn của dây giày với vật liệu khác

3.2 Mài mòn của dây giày với dây giày

 Phương pháp mài ma sát này được xác định cho đến khi phát hiện dây giây bị

đứt lớp “ xơ “ bên ngoài và kết qủa được tính trung bình của 6 mẫu thử

 Yêu cầu thiết bị

3.3 Mài mòn của dây giày với mắt cắt ra ở giày

3.3.1 Phương pháp mài vuông góc

 Phương pháp này do Hiệp hội thương mại nghiên cứu về giày ( SATRA ) -

Satra Shoe and Allied Trade Research Association của nước Anh yêu cầu :

 Dây được mài ma sát với mắt cắt ra ở giày cho đến khi dây giây bị đứt hẳn và

kết qủa được tính trung bình của 6 mẫu thử

 Yêu cầu thiết bị

2 : Thanh gắn lỗ xâu dây giày

3 : Lỗ xâu dây giày

3.3.2 Phương pháp mài trên mặt phẳng

Hình 18 : Phương pháp mài ma sát giữa dây giày với mắt xâu

3.4 Mài mòn của dây giày với mắt chuẩn

Phương pháp mài này cũng giống như phương pháp mài ma sát giữa dây giày và

mắt xâu, chỉ thay mắt xâu bằng mắt chuẩn - Standard Eyelets Đây là phương dùng

làm trọng tài, phương pháp này cũng ít được thực hiện

V Tìm hiểu về Tiêu chuẩn và phương pháp thử ISO 22774 :

 Chống mài mòn của dây giày

Khả năng chống lại sự mài qua mài lại của dây giày với một dây giày tương tự hoặc một mắt giày

 Số chu kỳ mài hỏng mẫu

Trung bình cộng số chu kỳ mài phá hỏng của mẫu gửi thử và mẫu thử

 Loại phá hỏng mẫu

Thể hiện phá hỏng dây ngắn hay dây dài, cùng với sự mô tả tương ứng khi phá hủy lớp vỏ ngoài và lõi bên trong mỗi dây

3 Nguyên tắc :

 Method 1 : Sự ma sát giữa dây giày và dây giày

Hình19 : Phương pháp mài ma sát giữa dây giày với dây giày-ISO

 Method 2 : Sự ma sát giữa dây giày và mắt chuẩn

Hình 20 : Phương pháp mài ma sát giữa dây giày với lỗ xâu

 Standard Eyelets ( Phương pháp thử 2) :

+ Cấu trúc : lọai rõ ràng + Vật liệu : Đồng thau + Đường kính bên trong : 4,5 mm +Chiều dài tổng thể 5,5 mm

Mẫu dây giày và lỗ xâu phải để trong môi trường chuẩn với nhiệt độ 20 ± 2o C và

độ ẩm 65±4 %rh trong vòng 48 giờ trước khi đem ra thử mẫu

* Cắt 6 mẫu thử với chiều dài 500  10 mm ( Có khi thử ở chiều dài 100 mm)( gọi

( 250 3g) ở đầu sợi dây giày còn lại

- Một vòng đệm được gắn chặt trên sợi dây giày l1 và tạo ra một góc 52,550

- Reset Counter (s) bắt đầu chạy máy

- Dừng thử mẫu khi một trong hai sợi dây giầy bị rách hoặc đứt

- Mỗi mẫu dây giày thử đều ghi lại số chu kỳ phá hỏng và lọai chu kỳ phá hỏng

- Thử tiếp tục 5 mẫu còn lại

6.2 Method 2 : Thử 6 mẫu

Chuẩn bị mẫu :

* Cắt 6 mẫu thử với chiều dài 300  10 mm

Thử mẫu :

- Gắn chặt 1 mắt thử ( Mắt chuẩn ) từ đầu cuối của 1 mảnh kim lọai

- Đầu kia của mảnh kim lọai được gắn vô ngàm kẹp di động, khỏang cách từ ngàm kẹp di động đến vật mang Mắt thử khỏang chừng D-60 mm.( D= 280 50 mm )

- Thực hiện các bước tiếp theo giống như ở phương pháp 1

- Mỗi mẫu dây giày thử đều ghi lại số chu kỳ phá hỏng , lọai chu kỳ phá hỏng và bất kỳ sự phá hỏng nào của Mắt thử

- Thực hiện tiếp các bước giống như phương pháp 2

-Mỗi mẫu dây giày thử đều ghi lại số chu kỳ phá hỏng , lọai chu kỳ phá hỏng và

bất kỳ sự phá hỏng nào của Mắt thử

7 Tính toán kết quả

Số chu kỳ mài phá hủy của mẫu thử là bình quân của 6 mẫu thử

8 Báo cáo kết quả

+ Tên tiêu chuẩn thử nghiệm

+ Phương pháp thử ( ma sát giữa dây giày với dây giày hoặc giữa dây giày với mắt chuẩn hoặc giữa dây giày với mắt cắt ra ở giày)

+Mô tả đầy đủ

+Số chu kỳ mài chà bị phá hủy

+Phạm vi chu kỳ mài chà phá hủy

+Loại phá hủy

+Một vài thông tin từ phương pháp thử

+ Ngày thử mẫu

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM

I Các dạng thiết bị thử nghiệm mài mòn dây giày

1 Thiết bị thử nghiệm mài mòn dây giày do Đài loan sản xuất

 Tiêu chuẩn thử nghiệm của Adidas

Hình 22 : Máy thử mài mòn dây giày do Taiwan sản xuất

2 Thiết bị thử nghiệm mài mòn dây giày do châu âu sản xuất