Nghiên cứu ảnh hưởng của độ đứt sợi trong quá trình quấn ống đến hiệu suất công nghệ máy ống tự động

Nghiên cứu ảnh hưởng của độ đứt sợi trong quá trình quấn ống đến hiệu suất công nghệ máy ống tự động Nghiên cứu ảnh hưởng của độ đứt sợi trong quá trình quấn ống đến hiệu suất công nghệ máy ống tự động Nghiên cứu ảnh hưởng của độ đứt sợi trong quá trình quấn ống đến hiệu suất công nghệ máy ống tự động luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

*********************

LÊ XUÂN THẮNG

ĐỘ ĐỨT SỢI TRONG QUÁ TRÌNH QUẤN ỐNG ĐẾN HIỆU SUẤT CÔNG NGHỆ MÁY ỐNG TỰ ĐỘNG

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS – TS TRẦN MINH NAM

Hà Nội – năm 2011

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

1

1

Bảng 3-1: Hiệu suất công nghệ của các đơn vị quấn máy ống tự động Muratec 21c Khi

1

Hình 3-1:Số mối nối do sợi có khuyết tật khi quấn 1 kg sợi Vitxcô thay đổi theo các đơn vị

1

Hình 3-2: Số chu kỳ nối sợi lặp lại do nối sợi không thành công khi quấn 1 kg sợi vitxcô

1

Hình 3-3: Hiệu suất công nghệ thay đổi theo các đơn vị quấn của máy ống tự động

1

Hình 3-4: Số mối nối do sợi có khuyết tật khi quấn 1 kg sợi Cotton thay đổi theo các đơn

1

CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CV – hệ số biến sai, (%)

d – đường kính sợi, (mm)

GR o R – khối lượng ống sợi con, (kg)

GR b R – khối lượng búp sợi, (kg)

L – chiều dài sợi quấn được trong thời gian lý thuyết TR 1 R (m)

LR n R – độ dài mối nối, (mm)

T – độ mảnh của sợi, (tex)

TR 1 R– thời gian lý thuyết cần thiết để quấn được 1 kg sợi, (phút)

TR z R – thời gian dừng máy cần thiết khi quấn 1 kg sợi, (phút)

tR 1 R – thời gian nối sợi một mối nối, (phút)

tR 2 R – thời gian một chu kỳ nối sợi phải thực hiện lặp lại do nối sợi không thành công, (phút)

tR o R – Thời gian dừng chờ khác như chờ nguyên liệu, chờ do mất điện….(phút)

UR 1 R – tổng số mối nối khi quấn 1 kg sợi, (lần đứt/kg)

UR 2 R – số chu kỳ mối nối sợi lặp lại do nối sợi không thành công khi quấn 1 kg sợi, (chu kỳ nối lặp lại/kg)

UR k R – số mối nối do sợi có khuyết tật khi quấn 1kg sợi, (mối nối/kg)

η - Hiệu suất trung bình của các đơn vị quấn, (%)

CP – cổ phần

D - Đường kính giới hạn cho đoạn sợi có điểm mỏng

DL – Đường kính sợi giới hạn cho đoạn sợi có điểm dầy dài

DS – Đường kính sợi giới hạn cho đoạn sợi có điểm dầy ngắn

L - Chiều dài giới hạn cho đoạn sợi có điểm mỏng

LL – Chiều dài giới hạn cho đoạn sợi có điểm dầy dài

LS – Chiều dài giới hạn cho đoạn sợi có điểm dầy ngắn

N – Đường kính giới hạn cho điểm neps

MỞ ĐẦU

Ngành Dệt – May Việt Nam có vai trò quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Bởi lẽ ngành đạt kim ngạch xuất khẩu cao nhất (11,17 tỷ USD năm 2010) trong mười mặt hàng có kim ngạch xuất khẩu trên 1 tỷ USD Ngành Dệt - May đã giải quyết được nhiều việc làm cho người lao động ( có khoảng trên hai triệu lao động trong ngành Dệt – May, chiếm 22,7 % lao động công nghiệp toàn quốc)

Do vị trí quan trọng trong nền kinh tế nên ngành Dệt – May đang được Đảng

và Nhà nước quan tâm đầu tư phát triển mạnh trong thời gian tới Mục tiêu phấn đấu của ngành Dệt – May là phát triển trở thành ngành công nghiệp trọng điểm, mũi nhọn về xuất khẩu, thỏa mãn nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước, tạo nhiều việc làm cho xã hội, nâng cao khả năng cạnh tranh, hội nhập vững chắc kinh tế khu vực và quốc tế

Để đạt được mục tiêu này, ngành đang thực hiện đồng bộ nhiều giải pháp trong đó có giải pháp đầu tư đổi mới công nghệ và thiết bị

Đối với ngành dệt, các thiết bị trong dây chuyền công nghệ sợi, dệt và xử lý

hoàn tất vải đã và sẽ được các Công ty đầu tư mới trong thời gian tới

Trong dây chuyền công nghệ kéo sợi, ở công đoạn quấn ống, các máy quấn ống tự động Autoconer, Marchconer, Muratec, Savio….đã được các Công ty Dệt, Sợi đầu tư trong thời gian gần đây

Máy ống tự động có nhiều bộ phận phức tạp, nhà cung cấp máy chỉ cung cấp các tài liệu hướng dẫn sử dụng mà không cung cấp các tài liệu công nghệ do vậy, các Doanh nghiệp gặp rất nhiều khó khăn khi cần khai thác có hiệu quả khả năng công nghệ của máy ống tự động

Cho đến nay, ở trong nước chưa có xuất bản nào về máy ống tự động Ở nước ngoài, đã có một số công trình nghiên cứu về máy ống, nhưng chủ yếu tập trung vào các vấn đề sức căng sợi, sự thay đổi của tốc độ quấn sợi trong quá trình quấn ống, các yếu tố ảnh hưởng đến độ đứt sợi trên máy ống cơ khí Các kết quả

nghiên cứu là các phương trình toán học rất phức tạp, chứa nhiều hệ số phụ thuộc vào nhiều thông số vì vậy, việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất

ở nước ta gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện được

Với lý do đã nêu, đề tài luận văn thạc sỹ: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của độ đứt sợi trong quá trình quấn ống đến hiệu suất công nghệ máy ống tự động” trong điều kiện hiện nay là rất cần thiết

Trên cơ sở xác định mối quan hệ giữa hiệu suất công nghệ của máy ống tự động và các thông số liên quan trong đó có độ đứt sợi trong quá trình quấn ống, đề

xuất các biện pháp nâng cao hiệu suất công nghệ của máy ống tự động Muratec 21c

3 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN

- Đã xác định được mối liên quan toán học giữa hiệu suất công nghệ của máy ống tự động và các thông số: Tốc độ quấn ống, độ nhỏ của sợi, độ đứt sợi, khối lượng búp sợi và khối lượng ống sợi con

- Đã xác định được mức độ ảnh hưởng của độ đứt sợi đến hiệu suất công nghệ của máy ống tự động

- Các biện pháp nâng cao hiệu suất công nghệ của máy ống tự động là khả thi, tạo điều kiện cho các Doanh nghiệp dệt, sợi chọn giải pháp khai thác có hiệu quả máy ống tự động đã được đầu tư

Luận văn gồm:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về máy ống tự động

Chương 2: Nội dung, đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ỐNG TỰ ĐỘNG

Công nghệ quấn ống có nhiệm vụ tạo ra búp sợi có khối lượng lớn, có hình

dạng kích thước phù hợp với quy trình công nghệ tiếp theo, đồng thời khi quấn ống

sợi còn được loại bỏ các tạp chất, các khuyết tật, tại các vị trí điểm dầy, điểm mỏng

sợi sẽ bị cắt đứt và được nối lại bằng các mối nối đúng kiểu có đủ độ bền và kích

thước nhỏ Theo thống kê thì 54 % đứt sợi ở các công đoạn tiếp theo có thể loại trừ

ở ngay công đoạn quấn ống

Công đoạn quấn ống phải đảm bảo các yêu cầu:

+ Không làm giảm tính chất cơ lý của sợi + Cấu tạo của búp sợi đảm bảo dễ tháo sợi ra trong quá trình công nghệ tiếp theo

+ Sức căng sợi phải đồng đều và hợp lý để tạo ra búp sợi có độ cứng cần thiết và giảm đứt sợi

+ Búp sợi phải chứa được dung lượng lớn khoảng từ 1,5kg đến 2,8kg

+ Phế phẩm sợi phải được giảm xuống mức thấp nhất

Trong công nghệ quấn ống có thể sử dụng máy ống cơ khí hoặc máy ống tự

động, để quấn búp sợi Trong phần tổng quan này chỉ đề cập đến máy ống tự động

đã được các Doanh nghiệp dệt Việt Nam đầu tư trong thời gian gần đây, các máy

ống có năng suất cao và quấn được các búp sợi có chất lượng tốt

Trên một đơn vị quấn sợi của máy ống tự động, các công việc tìm đầu sợi và

nối sợi, thay ống sợi con, chuẩn bị và cấp ống sợi con, thay búp sợi đã được tự động hóa

Các máy ống tự động thế hệ mới, ở mỗi đơn vị quấn còn được trang bị các

bộ phận làm sạch sợi điện tử, tự động điều chỉnh sức căng sợi và đo chiều dài sợi

trước khi sợi quấn vào búp sợi và các bộ phận tự động khác Tùy theo mức độ tự

động hóa ở mỗi đơn vị quấn, năng suất lao động ở máy ống tự động tăng từ 200% -

600% so với năng suất lao động ở máy ống cơ khí

Theo cách sắp xếp đầu nối tự động và đơn vị quấn, có thể chia máy ống tự động ra thành ba nhóm:

1 Máy ống tự động có đơn vị quấn cố định, đầu nối di động

2 Máy ống tự động có đơn vị quấn di động, đầu nối cố định

3 Máy ống tự động ở mỗi đơn vị quấn có một đầu nối

U

Nhóm 1:

Có nhiều kiểu máy ống tự động thuộc nhóm này nhưng máy ống tự động của hãng Barber – Collman (USA) được sử dụng phổ biến nhất Các máy này có thể quấn được các loại sợi có chỉ số trung bình, ống sợi con to hoặc nhỏ Sản phẩm của máy ống là những búp sợi quấn chéo hình trụ, chiều cao búp sợi đến 80 mm, đường kính tối đa của búp sợi đến 250 mm Máy có 63 đơn vị quấn nằm ở hai phía của máy

Đầu nối tự động di chuyển trên đường ray khép kín ở vào phần trên máy Đầu nối tự động chỉ nối sợi khi thay ống sợi con, không nối sợi khi sợi bị đứt Vì

vậy, lõi ống sợi và những ống sợi con chưa hết sợi ( do đứt sợi) được loại vào một băng tải chuyển đến thùng đựng ở một phía máy

Những búp sợi đã đạt được đường kính yêu cầu, đầu nối sẽ không nối sợi tiếp, búp sợi nghiêng về phía trước để người công nhân nhìn thấy và thay đổi búp sợi khác

Trên hình 1-1 là ảnh chụp máy ống tự động của Hãng Barber- Collman thế

o

P

20’ Đầu nối tự động của các máy này cũng không nối sợi khi đứt, chỉ nối sợi khi thay ống sợi con Máy ống tự động Abbot (USA) đại diện cho nhóm máy này

Hình 1-1: Máy quấn ống tự động của hãng Barber Collman

Để khắc phục nhược điểm của hai nhóm máy tự động trên, gần đây các hãng

đã chế tạo máy ống tự động có đầu nối nối sợi khi thay ống sợi con và cả khi đứt sợi

Đặc điểm chung của hai nhóm máy ống tự động trên đây là một đầu nối phục

vụ một số lượng lớn đơn vị quấn Khi đứt sợi, (kể cả khi thay ống sợi con đã tháo hết sợi) đơn vị quấn ngừng hoạt động chờ cho đến khi tiếp xúc với đầu nối mới hoạt động trở lại Vì vậy các máy ống trên chỉ dùng để gia công sợi có chất lượng cao, ngược lại hiệu suất của những máy này thấp ( 50% hoặc dưới 50%)

U

Nhóm 3:U

Nhóm máy này đạt được hiệu suất cao nhất vì mỗi đầu nối tự động chỉ phục

vụ một đơn vị quấn, thời gian dừng đơn vị quấn khi đứt sợi và khi thay ống sợi con nhỏ nhất Mỗi đơn vị quấn là một bộ phận độc lập, khi có sự cố có thể loại khỏi vị trí làm việc Đó là các máy Autoconer 338 (Hình 1-2), máy Muratec 21c (Hình 1-3)

và máy Savio (hình 1-4) Được trang bị các bộ phận điện tử - tự động hóa cao và được coi là các máy ống thông minh nhất Mọi hoạt động của các cơ cấu máy đều được máy tính điều khiển và kiểm soát trong quá trình máy hoạt động

Các vị trí chịu ma sát đều được chế tạo bằng gốm hoặc thép hợp kim có độ cứng cao, bề mặt nhẵn do đó không làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sợi Máy được trang bị bộ cắt lọc điện tử hiện đại, kiểm soát được nhiều thông số chất lượng

sợi, đưa ra các thông báo, các đồ thị giúp cho việc hiệu chỉnh bộ cắt lọc là tối ưu nhất, nâng cao chất lượng sợi

Tốc độ quấn ống có thể đạt tối đa 2000 mét/phút, hiệu suất 85 % trở lên Trong hai loại máy này, máy Autoconer 338 có độ bền chi tiết cao hơn, vận hành sử dụng thuận tiện, dễ dàng hơn, các thông báo cụ thể, chi tiết hơn (hình 1-2, hình 1-3

và hình 1-4) là những loại máy quấn ống hiện đại nhất hiện nay đang có ở Việt Nam

Hình 1-2: Máy quấn ống Autoconer 338 của hãng Schlafhorst CHLB Đức

Sau khi mở máy, công nhân đặt ống sợi con vào thùng đựng tròn ở phía dưới máy, dẫn đầu sợi vào miệng ống hút Sợi đi qua chi tiết giảm balông, bộ phận hãm sợi bằng đĩa, bộ phận lọc sợi có khe hở hoặc điện tử, ống khía rồi quấn lên búp sợi, các máy ống nhóm này có thể quấn ống tất cả các loại sợi có chi số 14 – 85

Một máy ống tự động gồm nhiều đơn vị quấn sợi Mỗi đơn vị quấn có nhiệm

vụ quấn các quả sợi ( búp sợi) có khối lượng, kích thước, hình dạng thích hợp cho các quá trình công nghệ tiếp theo như mắc sợi, quấn suốt, dệt thoi, dệt kim… Đồng thời trong quá trình quấn búp sợi, sợi còn được làm sạch, loại trừ các khuyết tật ( điểm dầy, điểm mỏng, điểm Neps….), các đầu sợi được tự động nối lại bằng các gút nối đúng kiểu có đủ độ bền và kích thước nhỏ Trong nghiên cứu này chỉ đề cập đến đơn vị quấn của các máy ống tự động điển hình đó là máy Savio, Autoconer, Autosuk và máy Muratec

1.2.1 Máy ống tự động Savio kiểu RSA

Máy ống tự động Savio của Italia sản xuất có các đơn vị quấn nằm thành hàng ở một mặt máy Mỗi đoạn của máy có 8 đơn vị quấn, máy có ít nhất 2 đoạn trở lên Máy có thể có từ 16, 24, 32, 40 hoặc 48 đơn vị quấn tùy theo yêu cầu, mỗi đơn

vị quấn là một bộ phận độc lập kể cả truyền động (Hình 1-5)

Bộ phận hút để tìm đầu sợi trên đầu nối và bộ phận kiểm tra gút nối không nằm trong mặt phẳng quỹ đạo hoạt động của sợi Sau khi nối sợi và kiểm tra lại gút nối sợi mới được dẫn vào quỹ đạo hoạt động Các thiết bị khí nén, vận chuyển là các thiết bị chung của cả máy, sức căng sợi được điều tiết ngay trong thiết bị parafin

Máy ống tự động Savio còn có thể tự động cấp ống sợi con và thay búp sợi Máy có thể quấn sợi có phạm vi độ nhỏ từ 100 tex ( Nm10) đến độ nhỏ nhỏ nhất đối với sợi thiên nhiên, sợi hóa học, sợi xơ ngắn và sợi pha Đường kính ống sợi con từ

35 – 65 mm, độ dài ống sợi con từ 200 – 300 mm Máy Savio là máy ống tự động hóa hoàn toàn đang hoạt động ở Công ty dệt 8/3 Hà Nội

Hình 1-5: Một đơn vị quấn của máy ống Savio kiểu RSA

1 thùng đựng ống sợi con 7 Đầu nối sợi

2 Máng trượt của ống sợi con 8 Bộ phận cơ khí kiểm tra gút nối

3 Cọc cắm ống sợi con ở vị trí tháo sợi 9 Bộ phận làm sạch điện tử

4 Giảm ba lông 10 Trục ống khía

5 Bộ phận an toàn (Bản chắn) 11 Cọc cắm búp sợi

6 Thiết bị parafin

1.2 2 Máy ống tự động Autoconer

Máy ống tự động Autoconer 238, 338 là các máy ống tự động thế hệ mới của hãng Schlafhorst đã được nhập vào nước ta Máy gồm 60 đơn vị quấn độc lập nhau , bố trí ở một bên máy, có máy trái và máy phải

Mỗi đơn vị quấn của máy hoạt động độc lập, chúng được ghép lại theo chiều dài của máy tùy theo yêu cầu của khách hàng

Máy quấn ống Autoconer thế hệ mới cũng có nhiều cấu hình khác nhau tùy theo yêu cầu của người sử dụng, chẳng hạn model D,V- máy quấn sợi từ ống sợi con có băng chuyền cấp ống sợi con tự động, model E,K – máy ống có thể quấn lại sợi từ ống sợi con, model RM, RC – máy quấn sợi từ ống sợi con, búp sợi có kích thước nhỏ cấp liệu nhờ hộp chứa dự chữ tròn xoay

Trên máy Autoconer 238 và 338, các ống khía có dạng hình trụ, được chế tạo bằng thép liền khối, được mạ bóng, được gắn trực tiếp lên trục của mô tơ ống khía và được truyền động độc lập Bước của rãnh xoắn trên ống khía là 2, độ nhẵn

và độ bền của ống khía rất cao, ít gây tổn thương đến bề mặt sợi

Mô tơ truyền động cho ống khía là loại mô tơ bước, có thể quay được cả hai chiều: Chiều thuận để quấn sợi, chiều ngược để tìm đầu sợi đứt Tốc độ quấn ống tối đa là 2000 m/phút, các đơn vị quấn khác nhau có thể quấn ống với tốc độ khác nhau

Cơ cấu dịch chuyển ngang để chống xếp trùng được thiết kế độc lập trên từng đơn vị quấn, sử dụng một mô tơ điện riêng biệt, có kết cấu nhỏ gọn, làm việc nhẹ nhàng và có thể đóng, ngắt một cách dễ dàng khi không sử dụng, Hình 1-6 là ảnh chụp một đơn vị quấn của máy Autoconer 238

Máy quấn ống Autoconer thế hệ mới có thể gia công sợi tự nhiên, sợi nhân tạo hoặc sợi pha, độ nhỏ từ 667 tex đến 3,5 tex ( đối với máy Autoconer 238) và độ nhỏ từ 333 tex đến 5,9 tex ( đối với máy Autoconer 338)

Hình 1-6: Một đơn vị quấn ống của máy Autoconer 238

1 Bộ phận giảm ba lông 7 Bộ phận lọc sợi điện tử

2 Bộ phận kiểm tra đầu sợi dưới 8 Thiết bị cắt –giữ sợi

3 Kéo cắt sợi 9 Thiết bị parafin

4 Bộ phận lọc sợi sơ bộ 10 Cái kẹp sợi

5 Bộ phận điều tiết sức căng sợi 11 Ống khía

Hình 1-7 Máy quấn ống tự động Autosuk (Cộng Hòa Sec )

1 Thùng đựng ống sợi con 5 Búp sợi quấn chéo

2 Các bộ phận tự động của máy 6 Tủ có quạt gió để tạo dòng khí

3 Ống hút để dẫn đầu sợi trên đến đầu nối 7 Thùng đựng ống sợi con dự trữ

4 Trục ống khía

Các bộ phận tự động 2 của máy gồm bộ phận an toàn, điều tiết sức căng, làm sạch sợi, đầu nối và thiết bị parafin nếu có yêu cầu

Máy Autosuk được dùng để quấn sợi bông, len và sợi pha có độ nhỏ từ 62,5 đến 10 tex Mỗi đơn vị quấn sợi là một bộ phận độc lập có truyền động riêng, thùng đựng ống sợi con chứa tối đa là 4 ống sợi con, bộ phận làm sạch sợi cơ khí hoặc điện tử, sợi đứt được nối theo kiểu gút nối thuyền chài

Máy Autosuk cũng có nhiều kiểu, ký hiệu:

- A,B,C,DC,E – quấn sợi từ ống sợi con

- AX,BX,CX,DAX – Quấn sợi từ búp sợi quấn chéo có đường kính nhỏ

Khi qua khe lọc sơ bộ các điểm tật lớn bị loại trừ Sau đó sợi được dẫn qua

bộ điều tiết sức căng, rồi dẫn qua bộ cắt lọc điện tử USTER, khi qua bộ cắt lọc này các khuyết tật của sợi như điểm dầy, điểm mỏng, mối to, sẽ được cắt lọc để loại bỏ Sợi lại tiếp tục được dẫn qua bộ tự động điều chỉnh sức căng, giữ cho sức căng sợi

ổn định trong suốt quá trình quấn ống, sau đó sợi được dẫn qua ống khía và được quấn lên búp sợi quấn chéo

Bộ điều chỉnh sức căng bằng răng lược Sức căng được hiệu chỉnh dựa trên các yếu tố: chất lượng sợi trên ống sợi con, tỷ lệ cắt sợi vì lỗi sức căng, hình dáng

và chất lượng búp sợi khi quấn Khi sức căng sợi nhỏ thì hai má sức căng được đan sâu vào với nhau Do đó đường đi của sợi qua hai má sức căng sẽ gấp khúc hơn, góc

ôm của sợi trên các răng lược cũng lớn hơn, làm tăng sức căng của sợi Khi sức căng của sợi tăng thì hai má sức căng sẽ tách xa nhau, làm giảm sức căng của sợi

Sự dịch chuyển ra vào của hai má sức căng là do sự cân bằng lực giữa từ trường của nam châm và lực do sức căng của sợi tạo ra

Bộ phận cắt lọc của máy quấn ống Muratec 21c hoạt động dựa trên nguyên

lý phát hiện các khuyết tật bằng quang điện Khi sợi có khuyết tật đi qua làm thay đổi cường độ ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện, tín hiệu này được khuyếch đại kích thích nam châm điện hút dao cắt đứt sợi lỗi

Mỗi khi sợi đứt hay thay ống sợi con, bộ nối sợi sẽ tự động thực hiện việc nối sợi Lúc này tay nối sợi tìm đầu mối trên quả sợi đồng thời ống hút sẽ hút đầu sợi dưới để giữ sợi khi nối, hai đầu sợi được đưa về bộ nối và nối lại với nhau theo phương pháp nối vê Đây là phương pháp nối hiện đại, bằng cách sử dụng khí nén tạo cho mối nối có độ bền chắc Khi quả sợi đạt được đường kính yêu cầu , đèn tín hiệu sẽ báo sáng đơn vị quấn ống ngừng hoạt động và công nhân sẽ thay quả sợi mới vào, đơn vị quấn ống lại làm việc bình thường

Nguyên lý hoạt động của một đơn vị quấn ống Muratec 21C cũng tương tự như máy AC338 Điểm khác nhau cơ bản là trên máy Muratec 21C sử dụng bộ phận giảm balông sợi gồm có phần cố định và phần di động, cơ cấu điều tiết sức căng răng lược, không có bộ cảm biến sức căng trước khi quấn lên quả sợi Máy Muratec 21C sử dụng mô tơ bước để truyền chuyển động cho ống khía Khi ống sợi con hết sợi, có nghĩa bộ dò sợi dưới không dò được sợi thì cơ cấu cam sẽ vận hành đẩy lõi ống sợi con ra để thực hiện việc đổi ống sợi con khác Hệ thống cam này hoạt động nhờ mô tơ thông qua các bánh răng

Hình 1-8: Một đơn vị quấn của máy ống Muratec 21C

1 Cọc cắm ống sợi con, 2 Máng dẫn, 3 Bal con, 4 Hộp ống sợi con

5 Đầu dò sợi quang học, 6 Ống hút dưới, 7 Nút đổ sợi, 8 Miệng hút trên

9 Bộ nối vê, 10 Công tắc khởi động , 11 Đầu cắt lọc sợi

12 Thiết bị chuốt sáp, 13 Ống hút giữ đầu mối, 14 Ống khía, 15 Búp sợi

1.3 N GUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRÊN MỘT ĐƠN VỊ QUẤN

1.3.1 Bộ phận truyền động cho búp sợi

Truyền động đến ống khía và quả sợi trên máy ống tự động Autoconer được

thể hiện trên hình 1-9

Quả sợi nhận được chuyển động gián tiếp nhờ ma sát với ống khía Truyền động từ trục chính 5 (trục truyền động) qua puli 4 đến trục ma sát 1, ống khía 2 đến quả sợi S

Trục ma sát 1 (được điều khiển bởi trục có khớp xoay 3) có thể ở một trong bốn trường hợp sau

U

1 Quấn sợi vào quả sợi

Trục ma sát 1 tiếp xúc với puli 4 và ống khía 2 Truyền động từ trục 5 qua puli 4, trục 1, ống khía 2 rồi đến quả sợi S để quấn sợi

U

2 Chống xếp trùng

Trục ma sát 1 được tách ra khỏi puli 4 và cách puli 4 một khoảng 2mm- Truyền động đến quả sợi bị ngắt Sau một khoảng thời gian rất ngắn, trục ma sát 1 lại tiếp xúc với pu li 4 – Truyền động được nối lại Hiện tượng ngắt nối truyền động này diễn ra theo chu kỳ để tránh hiện tượng các vòng sợi trên quả sợi xếp chồng lên nhau (xếp trùng) Khi quả sợi đã quấn đầy cũng xuất hiện trường hợp 2

U

3 Vị trí trung gian

Trục ma sát 1 cách puli 4 một khoảng lớn hơn 2mm, truyền động đến quả sợi

bị ngắt Vị trí trung gian xuất hiện khi đứt sợi

U

4 Vị trí đảo chiều quay của quả sợi

Khi đứt sợi, đầu sợi đứt được quấn vào quả sợi Để tìm đầu sợi đứt, quả sợi phải quay ngược lại Muốn vậy, trục ma sát 1 phải tiếp xúc với trục quay đảo chiều

số 6

Truyền động từ trục 6, qua trục ma sát 1 đến ống khía 2 rồi đến quả sợi S Vị trí của trục ma sát được xác định bởi cữ trên 7 và cữ dưới 8

Hình 1-9 Truyền động cho quả sợi trên máy ống Autoconer

1 Trục ma sát 5 Trục chính S Quả sợi

2 Ống khía 6 Trục quay đảo chiều

3 Trục có khớp xoay 7 Cữ trên

Mỗi đơn vị quấn của máy Autoconer được truyền động độc lập và hoạt động như đã mô tả Vì vậy mỗi đơn vị quấn của máy có thể quấn ống với tốc độ khác nhau hoặc quấn sợi có độ nhỏ khác nhau

1.3 2 Bộ phận điều tiết sức căng sợi

Hình 1-10 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều chỉnh sức căng trên máy quấn ống Autoconer

1 Máy tính 3 Cảm biến vị trí đo sức căng sợi

2 Hệ thống điều khiển động cơ 4 Bộ tạo sức căng kiểu đĩa dùng lực ép điện từ

Mục đích nhằm đảm bảo cho sợi có một lực căng nằm trong phạm vi cho phép để đạt được búp sợi có độ cứng cần thiết, thuận lợi cho quá trình công nghệ tiếp theo Nếu lực căng sợi được điều chỉnh tốt, tốc độ quấn có thể đạt tối đa, năng suất máy cao

Bộ phận tự động điều chỉnh sức căng sợi điển hình hiện nay là hệ thống Autotense trên máy Autoconer 338 của hãng Schlafhorst Sơ đồ nguyên lý làm việc của chúng được mô tả trên hình 1-10

Giá trị sức căng sợi được người lập trình trên máy tính đặt ở đầu máy quấn ống và được giám sát bởi cảm biến vi sai điện từ đo chuyển vị của piston khi tiếp xúc với sợi chạy qua

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ cảm biến sức căng và bộ tạo sức

căng điện từ được mô tả ở hình 1-11

Hình 1-11 Cảm biến sức căng sợi 1,4 Mắt sứ dẫn sợi 2 Màng đàn hồi 3 Đầu cảm biến 5 Cuộn dây

6 Lõi sắt 7 Piston 8 Chặn điều chỉnh vị trí piston

Máy tính nhận tín hiệu từ bộ cảm biến dưới dạng điện thế, đưa tín hiệu cần thiết đến cuộn dây nam châm của bộ tạo sức căng dạng đĩa, gây lực ép cần thiết lên sợi Đồng thời máy tính truyền tín hiệu đến bộ điều khiển động cơ servo truyền chuyển động quay cho các đĩa ma sát và ống khía, để có những điều chỉnh tốc độ thích hợp giữ cho sức căng ổn định trong quá trình quấn ống

Trong quá trình quấn ống, sợi được dẫn qua hai mắt sứ 1 và 4 ép lên đầu cảm biến 3 Đầu cảm biến được lắp chung với piston 7, cuộn dây 5 và cặp màng đàn hồi 2 Chúng chuyển động trong thân lõi sắt có từ trường không đổi 6 Vị trí cân

bằng của piston, khi không có sợi chạy qua được điều chỉnh bởi một nắp chặn dạng nĩa 8 Áp lực tác động vào đầu cảm biến thể hiện sức căng sợi sẽ tỉ lệ với độ sâu của piston ép vào nĩa Một dòng điện xuất hiện trong cuộn dây nhằm đưa piston về vị trí cân bằng Mặt khác, trong quá trình làm việc cảm biến luôn ở vị trí cân bằng nên điện thế đòi hỏi trên cuộn dây tỉ lệ với lực căng của sợi, điện thế này chính là tín hiệu cảm biến đưa về máy tính trung tâm để xử lý

Cấu tạo của bộ sức căng trên máy quấn ống Autoconer được thể hiện trên hình 1-12

Hình 1-12 Bộ sức căng kiểu đĩa ma sát có lực ép điện từ

1 Cuộn dây cảm ứng 2, 3 Đĩa ma sát M Động cơ

Cặp đĩa ma sát 2, 3 ép sợi được dẫn động quay ngược chiều với chuyển động của sợi bởi động cơ M và các nam châm vĩnh cửu lắp trên đó Đĩa 2 lắp chung với một piston có gắn cuộn dây cảm ứng điện từ 1 và nằm trong hộp có từ trường không thay đổi Sức căng của sợi tỉ lệ với lực ép của đĩa 2 lên đĩa 3, do đó tỉ lệ với điện thế

cung cấp cho cuộn dây từ bộ điều khiển Các bộ điều tiết sức căng của một số máy ống tự động khác cũng có nguyên lý tương tự

1 Tụ điện 2 Dao cắt sợi 3 Nam châm điện 4 Sợi

Sợi 4 đi qua tụ điện 1 Nếu trên sợi xuất hiện sự không đều về khối lượng nghĩa là tiết diện sợi và đường kính sợi đã thay đổi, dẫn đến điện dung của tụ điện 1 cũng thay đổi

Tín hiệu thay đổi điện dung được khuyếch đại, kích thích nam châm điện 3 hút dao 2 để cắt đứt sợi 4 Với kiểu cắt lọc sợi bằng tụ điện, độ nhạy của tụ điện không phụ thuộc vào vi trí sợi dẫn qua tụ điện nên không cần dẫn sợi thật chính xác qua tụ điện Tuy nhiên, độ ẩm của sợi và độ sạch giữa hai bản tụ điện lại có ảnh hưởng đến hoạt động của bộ cắt lọc sợi áp dụng nguyên lý này Để nâng cao hiệu suất cần làm vệ sinh môi trường, giữ sạch không gian giữa hai bản tụ điện và giữ ổn định độ ẩm của gian máy

* Ki ểu cắt lọc quang điện được mô tả trên hình 1-14

Hình 1-14 Sơ đồ nguyên lý bộ cắt lọc kiểu quang điện

1 Tế bào quang điện 4 Sợi

2 Dao cắt sợi 5 Bóng đèn (nguồn sang)

3 Nam châm điện 6.Thấu kính

Nguồn sáng (bóng đèn) 5 chiếu các tia sáng qua thấu kính 6 đến tế bào quang điện 1 Sợi 4 đi qua miền giữa thấu kính 6 và tế bào quang điện 1 Nếu trên sợi xuất hiện sự không đều về đường kính sợi, cường độ ánh sáng trên tế bào quang điện sẽ thay đổi Sự thay đổi tín hiệu trên tế bào quang điện được khuyếch đại, kích thích nam châm điện 3 hút dao 2 để cắt đứt sợi 4

* Ưu điểm của bộ cắt lọc quang điện

- Độ ẩm của sợi và độ ẩm của môi trường không ảnh hưởng đến chức năng của bộ cắt lọc

- Đường kính sợi đo được bằng phương pháp quang học nên không cần chú

ý đến thành phần và khối lượng riêng của sợi Có thể cài đặt thay đổi các chế độ làm việc của bộ cắt lọc để kiểm soát chất lượng sợi quấn ống

* Nhược điểm của bộ cắt lọc quang điện

- Màu của sợi, ánh sáng môi trường, độ sạch môi trường ảnh hưởng đến độ nhạy của bộ cắt lọc

- Cường đô ánh sáng từ bóng đèn phát ra giảm theo thời gian nên độ nhạy của bộ cắt lọc cũng giảm theo

Máy quấn ống Muratec 21c sử dụng bộ cắt lọc điện tử LOEPFE – TK 840F

và TK 940F, hoạt động dựa trên nguyên lý phát hiện các khuyết tật bằng quang điện Khi sợi có khuyết tật đi qua sẽ làm thay đổi cường độ ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện, tín hiệu này được khuyếch đại kích thích nam châm điện hút dao cắt đứt sợi lỗi Ảnh chụp một số dạng khuyết tật của sợi trên hình 1 -15

Hình 1-15: Một số dạng khuyết tật của sợi

1 Bông kết, 2 Lỗi ngắn, 3 lỗi dài, 4 Điểm mỏng, 5 Lỗi nối sợi, 6 Lỗi chi số

Hình 1-16 Bộ cắt lọc LOEPFE – TK 940F của máy quấn ống Muratec 21c

1.3.4 Bộ phận nối vê

Nối sợi bằng một mối nối, tiết diện của sợi tại vị trí nối lớn gấp 3 đến 4 lần tiết diện sợi, gây khó khăn cho quá trình công nghệ tiếp theo và giảm chất lượng các bán thành phẩm

Để khắc phục nhược điểm này, các máy ống tự động đã được trang bị bộ phận nối vê, nối sợi không có mối nối như máy Autoconer và máy Muratec 21C…

Hình 1-17: Mối nối vê và mối nối thắt nút

Bộ nối vê được lắp riêng biệt trên từng đơn vị quấn, việc nối sợi được thực hiện ngay sau khi đứt sợi hoặc ống sợi con hết sợi, chuyển động của các tay nối được tăng tốc rút ngắn được thời gian chờ và nối sợi Trên máy Autoconer 338, hai tay nối sử dụng chung một môtơ điện và được điều khiển thông qua 1 hệ thống bánh lệch tâm (cam) Nhờ các cảm biến gắn trên giá đỡ quả sợi, ống khía, trong hộp cam, trên tay nối, tay nối chỉ làm việc khi đảm bảo rằng ống khía và quả sợi đã được dừng lại, bộ nối sợi chỉ làm việc khi các tay nối đảm bảo đã lấy được sợi và đưa sợi vào buồng nối

Hình 1-18: Đầu nối vê máy quấn ống Muratec 21C

Cơ cấu cảm nhận đầu sợi dưới được thiết kế theo nguyên lý điện tử - quang học nên không gây kẹt rối sợi, độ chính xác cao

Hình 1-19: Đầu nối vê máy quấn ống Autoconer 338

Bảng 1-1: Bảng thông số kê kỹ thuật của một số đầu nối vê [1,2,3]

Loại máy ống Loại sợi và

độnhỏ(tex)

Độ bền nối vê (%)

Áp suất khí nén(Mpa)

Độ dài đoạn vê(mm)

Thời gian nối vê(giây) (Autoconer)

Schlafhorst

Bông, len,sợi pha 40-140(tex)

75 - 85 0,75– 0,85 15 - 25 1,3 – 1,85

(Muratec21C)

Murata

Sợi mảnh,sợi thô có độ nhỏ trung bình

80 - 85 0,5– 0,70 20 - 25 1,18 – 1,70

(Savio)

ITALIA

Sợi từ 12,5 – 50(tex)

85 0,5 11 - 20 1,45 – 1,95

Tại vị trí vê, đường kính sợi là 1,2d, (d là đường kính trung bình của sợi) Độ dài đoạn hai đầu sợi được nối vê lại bằng 10 đến 25 mm

Hình 1-20 Kích thước mối nối vê Quá trình nối vê của máy ống tự động Autoconer 338 được phân tích thành các

bước như sau:

U

Bước 1:UTay nối 1 và 2 đưa đầu sợi trên và đầu sợi đưới vào buồng nối 4 của

cơ cấu nối vê (Hình 1-21)

vê đưa khí nén vào buồng nối 4, dòng khí nén xoắn các đầu sợi với nhau tạo ra một mối nối vê (Hình 1-24)

Hình 1-24:

U

Bước 5U: Nắp, các kẹp, kéo và các bộ phận cấp – nhả sợi (đã được nối) quay trở về vị trí trung gian (Hình 1-25)

Hình 1-27

Việc kiểm soát mối nối vê được tự động thực hiện khi bộ quấn sợi khởi động, khi mối nối vê đi qua khe đo của bộ phận cắt lọc sợi ( khe lọc tạp điện tử USTER)

Tùy theo từng loại sợi mà ta cài đặt các thông số cho bộ cắt lọc

+ Áp lực khí nén để thực hiện nối vê: Từ 0,5 đến 0,7 Mpa + Đường kính nối vê: Khoảng 1,2d (d đường kính trung bình thân sợi) + Chiều dài mối nối : Từ 15 đến 30 mm

+ Độ bền mối nối: Từ 80 đến 85 % độ bền trung bình của sợi Trên máy quấn ống AC 338 và máy Muratec 21c, việc nối sợi được thực hiện ngay sau khi đứt sợi hoặc thay ống sợi con nên không tốn thời gian chờ đợi bộ nối di động như máy AC 138 Các hoạt động của bộ nối làm việc với tốc độ nhanh,

do vậy thời gian nối sợi ngắn Hai loại máy này sử dụng bộ phận kiểm tra đầu sợi dưới bằng cảm biến điện tử nên tay nối nhỏ lấy đầu sợi dưới được dễ dàng hơn Thông qua các cảm biến lắp trên giá đỡ quả sợi và trên tay nối to, chỉ khi nào quả sợi dừng hẳn, việc lấy đầu sợi trên mới được thực hiện và khi đảm bảo rằng tay nối

đã lấy được đầu sợi trên (đủ độ dài sợi được cài đặt trên máy tính cho mỗi lần lấy đầu sợi), thì công việc nối sợi mới được thực hiện