Báo cáo Công nghệ xe sợi

N, BKN, autoconer, Machconer. Bộ giảm ba lông là một ống hở, có thể có thiết diện tam giác, đa giác, hoặc thiết diện tròn. Đường tròn nội tiếp ống giảm ba lông có đường kính khoảng 2/3 đường kính ống sợi con đầy. Hình 9.37: Một số bộ giảm ba lông trên máy ống . Vị trí của bộ giảm ba lông được điều chỉnh phù hợp với hướng xoắn S hoặc Z để khi quấn, sợi không bị bật ra ngoài. Bộ giảm ba lông đặt cách đầu ống sợi con một khoảng h= 20 á 30 cm (hình 9.38) Hình 9.38: Bộ giảm ba lông trên máy IKN, BKN, AUTOCONER, MACHCONER. 2. Giá cắm sợi con- bộ phận tự động thay ống sợi con Sơ đồ nguyên lý bộ phận tự động thay ống sợi con (xem hình 9.39) Trục trung tâm Thùng đựng ống sợi Vỏ cố định 4e. Lỗ 4c, 4d: ống sợi con 5. Đầu sợi 6. ống hút 7. Máng dẫn Cọc để cắm ống sợi Cái tiếp xúc ống sợi con đang ở vị trí làm việc Sợi Bộ giảm ba lông Khuyết dẫn sợi Bộ làm sạch phụ Bộ tiếp xúc răng lược Hình 9.39: Nguyên lý thay ống sợi con máy Autoconer, Machconer Khi hết sợi trên ống sợi con thì: - Cái tiếp xúc 9 xác định không còn sợi trên ống sợi con - Bộ tiếp xúc răng lược 15 xác định sợi không có trong bộ điều tiết sức căng. Lúc đó, bộ phận thay ống sợi con nhận được tín hiệu hoạt động. - ống sợi 10 được đẩy ra khỏi cọc 8 - Cọc 8 quay theo hướng b để nhận ống sợi mới. - Thùng đựng ống sợi quay theo hướng c , ống sợi đầy rơi qua lỗ 4e, trượt trên máng 7 , lắp vào cọc 8. - Đầu sợi mới, được giữ bởi miệng hút 6 sẽ được dẫn đến đầu nối vê tự động. Nối xong, đơn vị quấn ống hoạt động bình thường. 3. Bộ chuốt paraphin Sợi được chuốt paraphin có hệ số ma sát giữa sợi và các chi tiết máy giảm 30 á 50% nên sợi dễ dàng trượt trên các chi tiết máy. Sợi dùng dệt kim, sợi ngang cho máy dệt kiếm Gabler, sợi ngang mảnh cho máy dệt không thoi phải được chuốt paraphin. Sợi đã chuốt paraphin có hệ số ma sát giảm nên việc hãm sợi (tạo sức căng cho sợi ) gặp khó khăn. Yêu cầu paraphin có điểm nóng chảy 50 á 600C, lượng dầu 0,5%. Nếu lượng dầu trong paraphin tới 5%, các tinh thể của paraphin dễ tách khỏi nhau, paraphin sẽ giòn, làm chất lượng sợi chuốt paraphin kém. Các máy ống mà bộ chuốt paraphin (đồng tiền paraphin) nằm theo phương thẳng đứng có nhược điểm là các trục (đồng tiền) paraphin mòn không đều. Vì vậy mà lực ép của các đồng tiền paraphin lên sợi giảm dần, làm paraphin trên sợi không đều. Trên các máy mới, bộ chuốt paraphin được cải tiến, trục paraphin đặt theo hướng nằm ngang. Bộ chuốt paraphin trên máy Autoconer (hình 9.40) Hình 9.40: Sơ đồ nguyên lý bộ chuốt paraphin trên máy Autoconer. Động cơ điện Tấm thép vuông Trục paraphin Nĩa (chạc) ép Đĩa ép Trục đỡ (3 trục đỡ) Cái dẫn hướng bằng gốm Khuyên dẫn sợi bằng gốm Sợi Động cơ điện truyền động qua thép vuông 2 đến trục paraphin 3 (tốc độ n= 12,5 vg/ph). Nĩa 4 ép trục paraphin ( được dẫn bởi đĩa 5 - trên thép truyền động vuông) lên ba trục đỡ 6 của ống nối trục paraphin. Ba trục đỡ này xác định khoảng cách từ trục paraphin đến cái dẫn hướng bằng gốm 7 và khuyên dẫn sợi bằng gốm 8 nằm giữa ống nối trục. Với kết cấu như vậy, bảo đảm cho sợi 9 luôn chạy qua mặt trước của trục paraphin và tiếp xúc với nó. Lượng paraphin trên sợi sẽ đồng đều vì không phụ thuộc khối lượng của trục paraphin. 4. Bộ tự hãm (bộ dò sợi) khi đứt sợi. Bộ phận này có nhiệm vụ tự động dừng quấn sợi lên quả sợi khi đứt sợi hoặc ống sợi con hết sợi. Để dừng quấn sợi, có thể thực hiện bằng 2 cách: Tách búp sợi ra khỏi ống khía hoặc ngắt truyền động đến ống khía. Bộ tự hãm trên máy Autoconer. (hình 9.41) Khi sợi đang quấn, nam châm 1 của bộ dừng máy điện tử (EFW) được kích thích để giữ đòn 2. Khi sợi đứt, nguồn điện cấp cho nam châm 1 của EFW bị ngắt, đòn 2 được giải phóng. Dưới tác dụng của lò so, đòn 2 chuyển động về bên phải, đầu của nó đâm vào khe hở của giá đỡ 3. Đòn trung tâm 4 không tựa vào giá đỡ 3 nữa mà đi đến tỳ vào đòn 2 sớm hơn và dịch chuyển thêm về bên phải. Đòn 5 theo chuyển động này đẩy vấu kẹp 6 trên tay kéo 7 về bên trái. Tay kéo 7, đòn đảo chiều quay 8 và trục có khớp quay 9 làm dịch chuyển trục ma sát 10 (đã được tách ra nhờ tang hãm) về vị trí trung gian và giữ nó lại, truyền động đến ống sợi bị ngắt. Đồng thời vấu kẹp 6 đẩy lò so hãm 11 trên đòn 12 về bên trái và giữ nó ở trạng thái căng. Guốc hãm 13 của phanh ống khía vẫn tiếp xúc với ống khía nhờ tác dụng của phanh lò so. Khi quấn sợi, đầu của then cài 15 nằm trên bề mặt của đòn 5. Vì đòn 5 theo chuyển động của đòn trung tâm nên then cài 15 không tiếp xúc với đòn 5 nữa mà dịch chuyển xuống phía dưới. Đòn 16 tác dụng vào cần 17, núm đen 18 bật ra. Cùng lúc đó, then cài 15 chặn đòn 5 lại. Trục ma sát 10 vẫn nằm ở vị trí trung gian. Bu lông 19 trên đòn 16 làm đòn 20 chuyển động theo chiều kim đồng hồ. Vì đòn 20 nối với giá treo 21 của bộ phận khoá nên giá này chuyển động ngược chiều kim đồng hồ. Chốt cài 22 giữ trục của giá treo 21, giải phóng cam 23. Qua tác dụng của lò xo, bộ tiếp xúc răng lược 24 đóng lại, để tìm và giữ đầu sợi dưới. đơn vị quấn dừng lại trong trạng thái sợi đứt. Hình 9.41: Nguyên lý bộ tự hãm khi đứt sợi máy Autoconer. Đầu nối di động nối các đầu sợi hoặc phát tín hiệu thay ống sợi con. Cần 17 được kéo lại, các bộ phận trở về vị trí làm việc. Đầu nối khởi động cho đơn vị quấn hoạt động trở lại. Bộ phận chống rung giá đỡ quả sợi. Khi quấn ống tốc độ cao (trên 700 m/ph), quả sợi quay rất nhanh, giá đỡ quả sợi rung làm cho quả sợi rung theo, làm ảnh hưởng đến chất lượng quả sợi. Độ cứng quả sợi phụ thuộc sức căng của sợi khi quấn ống và phụ thuộc sức ép của quả sợi lên ống khía. Sức ép lớn, độ cứng quả sợi tăng (khối lượng riêng của quả sợi tăng). Thí dụ: sức ép quả sợi lên ống khía tăng 1 N, khối lượng riêng quả sợi tăng 0,004 g/cm3. Bộ chống rung giá đỡ quả sợi giữ cho sức ép của quả sợi lên ống khía không đổi khi đường kính quả sợi (khối lượng quả sợi) tăng dần. Bộ chống rung làm việc theo nguyên lý cơ học hoặc thuỷ lực. Nguyên lý thuỷ lực được dùng nhiều hơn. hình (9.42) Giá đỡ quả sợi được nối với cần píttông 6, cần 6 được nối với píttông 6a (có thể chuyển động lên xuống trong xi lanh dầu 6b ). Khi giá đỡ quả sợi chuyển động lên xuống, dầu được nén chậm qua không gian hẹp giữa píttông. Như vậy độ rung của giá đỡ quả sợi đã được khử. Trên cần píttông 6 có gắn đĩa 5. Đòn 4 một đầu nối với lò xo đồng hồ 3, một đầu tựa vào đĩa 5. Lò xo 3 tạo cho đòn 4 một lực chống lại sức ép của cần píttông 6. Vì số vòng xoắn của lò xo khá nhiều nên sức căng của lò xo gần như không đổi giữ cho sức ép của quả sợi lên ống khía 2 không đổi mặc dù đường kính và khối lượng của quả sợi tăng lên. Sức căng của lò xo đồng hồ 3 xác định sức ép quả sợi lên ống khía 2. Sức ép này được ghi lại trên thang chia độ 8 và có thể hiệu chỉnh bằng cách xoay ốc điều chỉnh 7 đến các vị trí. Vị trí 1…3 sức căng lò xo nhỏ, quả sợi sẽ cứng. Vị trí 4…5 sức căng lò xo lớn, quả sợi sẽ mềm. Khi hiệu chỉnh sức căng của lò xo nên nhớ để đòn 4 luôn tiễp xúc với đĩa 5. Bộ phận chống rung của giá đỡ quả sợi và tạo sức ép không đổi của quả sợi lên ống khía có vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng quả sợi, cần chú ý khi sử dụng máy ống. Hình 9.42: bộ chống rung giá đỡ quả sợi máy Autoconer. Giá đỡ quả sợi ống khía Lò xo đồng hồ đòn đĩa cần píttông 6.a. Píttông 6.b. Xi lanh dầu Bu lông Thang chia độ 9.3. Máy chập sợi Máy chập sợi hay còn gọi là máy đậu sợi được dùng trong hai trường hợp: - Thay cho máy đánh ống trong phương pháp chuẩn bị sợi để xe đơn trình. - Chập sợi đã qua máy đánh ống trong phương pháp chuẩn bị sợi để xe nhị trình. Thực chất của chập sợi là hợp nhất hai, ba hoặc nhiều sợi đơn lại với nhau rồi quấn thành búp sợi. Dùng máy chập sợi có những ưu điểm: - Tạo cho các sợi đơn thành phần có sức căng đều nhau hơn, trước khi xe. - Dùng búp sợi đã chập đưa vào máy xe, thì giá mắc búp sợi của máy xe sẽ gọn và thoáng. 9.3.1 Sơ đồ công nghệ. Quá trình công nghệ và chức năng của các bộ phận công tác trên máy chập sợi cũng tương tự như trên máy đánh ống . Hình (9.43) giới thiệu sơ đồ công nghệ của một máy chập sợi phổ thông dùng chập 2, 3 sợi đơn có độ nhỏ từ 10 – 25 tex. Cọc 1 lắp ống sợi đơn 2. Sợi đơn tháo ra qua dao kiểm tra 3, bộ phận tạo sức căng 4, đến móc dẫn sợi 5. Móc dẫn sợi lắp chặt với cơ cấu điều khiển hãm búp sợi. Sợi tiếp tục được kéo căng vòng qua dưới thanh dẫn 8 , vào rãnh trục quấn 9 để quấn lên búp sợi 10. Tay ấn 11 có tác dụng đẩy cơ cấu hãm búp sợi vào vị trí làm việc khi cần phải nâng búp sợi lên, không cho búp sợi tiếp xúc với trục quấn. Hình 9.43: Sơ đồ công nghệ máy chập sợi. Cọc ống sợi đơn cấp vào máy Dao kiểm tra Bộ tạo sức căng Móc dầu sợi 6. 7. Thanh dẫn 8. Thanh dẫn sợi Trục quấn Quả sợi (búp sợi) Tay ấn nâng búp sợi Tay ấn hạ búp sợi Thùng đựng ống sợi con Búp sợi cấp vào máy Tay ấn 12 để hạ búp sợi tiếp xúc với trục quấn. Khi sợi đứt hoặc có sự cố, búp sợi tự động nâng lên, không tiếp xúc với trục quấn. Nối sợi và xử lý sự cố xong, ấn vào tay 12 hạ búp sợi để tiếp tục chập sợi - quấn ống. Giá 13 đặt thùng đựng ống sợi con cấp vào máy (bên phải hình vẽ). Nếu cấp vào máy là búp sợi 15 từ máy ống thì dùng giá cấp như bên trái hình vẽ. Cần lưu ý: Trong phương pháp chuẩn bị sợi để xe nhị trình, sợi đã qua máy đánh ống, nên khe hở a của bộ lọc tạp có thể lấy rộng hơn để giảm số mối đứt trên máy chập. Độ nhỏ sợi đơn qua đánh ống và chập tăng lên một chút. Mức độ thay đổi độ nhỏ tuỳ theo độ nhỏ sợi đơn và số mối chập. Tham khảo bảng (9.7) Sự thay đổi độ nhỏ sợi đơn qua đánh ống và chập Bảng 9.7 Độ nhỏ sợi đơn và số mối chập Sự thay đổi độ nhỏ T (tex) Nm % 8,4 x 2 120/2 0,62 8,4 x 3 120/3 0,48 8,4 x 4 120/4 0,18 15,5 x 2 65/2 0,48 15,5 x 3 65/3 0,24 15,5 x 4 65/4 0,17 42 x 2 24/2 0,71 42 x 3 24/2 0,63 42 x 4 24/2 0,10 9.3.2. Tính toán một số thông số công nghệ máy chập sợi 1. Tính vận tốc quấn ống Vận tốc quấn ống khi dùng cam lệch tâm trải sợi dọc búp sợi. (m/ph) ở đây: Vq : Vận tốc quấn sợi trung bình (m/ph) V0 : Vận tốc trung bình của quả sợi (m/ph) Vd : Vận tốc trải sợi dọc búp sợi (m/ph) Vd = 2 nc. h ở đây: nc: tốc độ quay của cam lệch tâm (vg/ph) h: biên độ cơ cấu trải sợi (m) Hiện nay ít dùng cam lệch tâm trải sợi. Vận tốc quấn ống khi dùng trục ống khía trải sợi. (m/ph) ở đây: n0: Tốc độ quay của ống khía (vg/ph) d0: Đường kính ống khía (m) htb: Bước xoắn trung bình của ống khía (m) Vận tốc quấn ống thực tế. Vtt = Vq(1 – 0,01h) (m/ph) h: Hệ số trượt của quả sợi trên ống khía Lúc bắt đầu quấn ống h = 10% Lúc ống đầy h = 2% Thường lấy trung bình h = 5% 2. Tính thời gian đầy búp sợi (phút) (14) ở đây: t: thời gian quấn đầy búp sợi (phút). Vq: Vận tốc quấn ống (m/ph) C: số sợi chập T0: độ nhỏ sợi đơn (tex) N0: Chi số sợi đơn 3. Tính năng suất máy chập Năng suất lý thuyết. (Kg/h/máy) (15) ở đây: Plt: Năng suất lý thuyết (kg/h/máy) Vq: Vận tốc quấn ống (m/ph). C. Số sợi chập a. Số búp sợi được quấn trên máy T0: Độ nhỏ sợi đơn (tex) N0: Chi số sợi đơn. Phế liệu ở gian máy ống và máy chập Phế liệu trong quá trình quấn ống và chập sợi gồm đầu sợi khi nối, sợi giắt lại ở lõi các ống sợi con vào máy, sợi phải tháo do các sự cố công nghệ, sợi bị dính bẩn. Đánh ống và chập sợi là giai đoạn gia công thành phẩm sợi, tỷ lệ phế liệu rất có ý nghĩa về kinh tế và kỹ thuật. Do đó ở công đoạn này, phế liệu phải hạn chế thấp để tránh lãng phí sợi, đồng thời phải tạo mọi điều kiện để góp phần cải thiện hơn chất lượng sợi. Muốn giảm phế liệu, trước hết không để các bộ phận chức năng gây ra khuyết tật cho sợi và cho ống sợi. Khi thao tác đứng máy, công nhân không làm hỏng hoặc làm bẩn búp sợi. Việc giảm sợi còn giắt lại ở lõi ống sợi con cần quan tâm giải quyết ở các khâu: kéo sợi, đánh ống và chập sợi sao cho tháo hết được sợi vào máy. Ngoài ra tỷ lệ phế liệu còn phụ thuộc các yếu tố: Độ mảnh và chất lượng sợi đơn. Số mối chập và chất lượng ống sợi vào máy. Yêu cầu chất lượng của sợi xe. Chất lượng, tình trạng làm việc của máy ống và máy chập. Nhiệt ẩm độ gian máy tốt nhất là: Nhiệt độ: 24 – 260C. Độ ẩm tương đối của không khí 55% - 65%. ở kho để sợi thì độ ẩm tương đối của không khí từ 70% - 80%. 9.4 Công nghệ xe sợi. Xe sợi là một trong những quá trình công nghệ quan trọng của sản xuất sợi. 9.4.1 Nguyên lý xe sợi Xe sợi là quá trình liên kết các sợi đã chập lại với nhau bằng cách xoắn chúng lại với một độ săn thích hợp. Trên hình (9.44) trình bày sơ đồ nguyên lý xe sợi. Hình 9.44. Nguyên lý xe sợi. Vra: Vận tốc ra sản phẩm Mx: Mô men xoắn đặt vào sản phẩm và chia đoạn sản phẩm ra làm đôi: nhánh ab và cd. bc: chi tiết xe Q: Lực căng sợi Sợi đi ra với vận tốc vra . Đầu a của sợi được giữ chặt, còn các sợi thành phẩm nằm trên chi tiết xe bc quay với tốc độ n (vg/ph) bởi mô men xoắn Mx, tạo cho sợi xe có độ săn lý thuyết là: K = (x/m) Lực Q cần thiết để làm cho sợi căng và ngăn ngừa trường hợp sợi bị xoắn nút. Tuỳ theo vị trí các nhánh ab và cd so với mặt phẳng - trong đó đặt Mx. Tuỳ theo phương pháp giữ điểm d phân biệt các trường hợp cụ thể: Xe hai khu vực: trong đó có xe giả (xoắn giả) và xe thật. Xe một khu vực: Xe thật ở khu thứ nhất, xe thật ở khu thứ hai và xe khi tở sợi theo chiều trục ống sợi. + Xe một khu - Xe thật ở khu thứ nhất. Phương pháp này áp dụng rộng rãi trong kéo sợi. Nhánh thứ hai cd không đi lên trên, cũng không đi xuống dưới, mà đi ngang để quấn lên ống hoặc hộp sợi của máy kéo sợi ly tâm, (hình 9-45). Trên đoạn cd , độ săn không thay đổi nữa. Nhánh cd được quấn lên ống nên không có khu vực xe thứ hai. Phương pháp xe này bắt buộc phải kèm theo quá trình quấn ống. HìNH 9-45:xe thật ở khu thứ nhất + Xe thật ở cả hai khu vực. Nguyên lý xe thật hai khu được trình bày trên hình 9-46 HìNH 9-46: xe thật hai khu Cả hai nhánh ab và cd đều nằm về cùng một phía của mặt phẳng, trong đó có đặt mômen xoắn Mx. Giả thiết không có đoạn bc. Các đầu b và c gắn trên đĩa 1. Khi đĩa 1 quay, các đoạn ab và cd đều nhận được một số vòng xoắn như nhau và xoắn cùng chiều. Nếu sợi di chuyển với vận tốc vra, thì nhánh ab có độ săn là T1 (x/m) Sợi đã có độ săn T1 của nhánh ab, ở nhánh cd sợi lại được xoắn thêm T1 vòng nữa. Vậy độ săn của nhánh cd là: (x/m) (16) Công thức (16) cho thấy: chi tiết xe chỉ cần quay một vòng, sợi sẽ nhận được hai vòng xoắn. Trong sản xuất sợi xe, búp 2 là búp sợi chập. Sợi đi từ trong ra ngoài rồi quấn thành búp khác. Độ co của sợi xe là đáng kể, làm chiều dài sợi ngắn đi, do đó độ săn thực tế của sợi xe là: (17) Độ co y = 0,97 á 0,98 Sợi có thể được xe một lần, xe hai lần hoặc xe phức. + Xe một lần: hay còn gọi là xe đơn Các sợi thành phần là 2,3,4,…,n sợi đơn được chập lại với nhau, rồi xe ngay một lần. Ký hiệu chi số sợi xe đơn N=34/2 (nghĩa là xe hai sợi đơn có chi số N=34) Độ mảnh sợi xe đơn T= (18,5 x 2) tex- xe hai sợi đơn có độ mảnh 18,5 tex. Sợi xe đôi dùng để dệt vải. Sợi xe ba dùng để làm chỉ: N=34/3 hoặc T= (18,5 x 3) tex. Sợi xe đơn có hướng xoắn ngược hướng xoắn sợi đơn. Thí dụ: ZS - hướng xoắn sợi đơn Z, hướng xoắn sợi xe S. + Xe hai lần: còn gọi là xe kép. Các sợi thành phần là 2,3,4,…,m sợi đã xe một lần được chập lại với nhau, rồi xe lần thứ hai. Thí dụ: Sợi xe N = 34/2/3, T= (18,5 x 2 x 3) tex Sợi gốc là sợi đơn N=34 (T= 18,5 tex) được chập hai để xe lần một. Sau đó chập ba sợi đã xe lần một để xe tiếp tục thêm lần thứ hai. Khi xe hai lần, hướng xoắn lúc xe lần thứ nhất có thể cùng hoặc ngược hướng xoắn của sợi đơn. Nhưng hướng xoắn sợi xe kép phải ngược hướng xoắn sợi xe đơn. Thí dụ: ZZS hoặc ZSZ. + Xe phức: còn gọi là sợi mành hay sợi coóc (sợi kỹ thuật): là sợi xe nhiều lần. Ký hiệu: N = 34/2/3/5, T= (18,5 x 2 x 3 x 5) tex. Xe nhiều lần để tăng độ bền, độ đều cho sợi. Thường dùng số sợi thành phần để xe lần cuối là số lẻ. Như vậy sự phân bố sợi thành phần trong tiết diện ngang của sợi phức sẽ đều hơn và có sự lấp đầy khoảng trống trong sợi phức làm sợi tròn, đều. 9.4.2. Máy xe sợi phổ thông. 9.4.2.1 Sơ đồ công nghệ Để tổng quát, xem xét sơ đồ công nghệ chung của một máy xe ướt trên hình (9-47). Sợi từ búp sợi 1 đi qua thanh dẫn 2, qua dưới thanh thuỷ tinh 3 trong máng nước 4. Sợi tiếp tục qua ống dẫn 5, vòng qua bộ ép sợi 6 để tới móc dẫn sợi 7 và khuyên 8. Cọc sợi 10 nhận truyền động từ thùng quay 9. Khi cọc quay, nhờ sức căng sợi mà khuyên chuyển động trên vành nồi, tạo độ săn và quấn sợi vào lõi ống sợi lắp chặt trên cọc. Khi có sự cố hoặc nối sợi, dùng phanh riêng cho từng cọc để hãm ống sợi rồi mới thao tác công nghệ. Việc làm sạch máy và làm sạch khu vực xung quanh máy được tự động hoá. Mỗi máy xe có thiết bị làm sạch riêng dùng khí nén. Các máy xe được chế tạo sau này, hầu hết dùng hệ thống đĩa quay độc lập truyền động cho từng nhóm 4 cọc sợi. Dùng hệ thống xích và dây kéo nâng cầu, tăng hiệu quả làm việc, tạo điều kiện tu sửa máy thuận lợi, máy gọn và thoáng hơn. Hình 9-47 Sơ đồ công nghệ máy xe ướt phổ thông Búp sợi cấp vào máy Thanh dẫn sợi Thanh thuỷ tinh dẫn sợi trong máng nước Máng nước ống dẫn sợi Bộ ép sợi- (cặp trục ra sợi) Móc dẫn sợi Khuyên Thùng quay Cọc sợi Bụng máy Cầu Bản cách sợi Giới thiệu đặc tính kỹ thuật một số máy xe khô và ướt: Bảng 9-8 Các thông số máy Loại máy xe K-66-1 KM-66 K-83-1TM KM-83 K-100-1T KM-100 RYG (Toyoda) Số cọc trên máy 96; 512 132; 384 80; 300 364 Số cọc trên mỗi đoạn 16 12 20 - Độ nâng cầu (mm) 120; 200 260 300 255; 280 Đường kính nồi (mm) 32; 35; (38; 42; 44,5) 57; 62 (58; 63) 75 (76) 55; 57 (60) Đ/K puly cọc (mm) 25 - 28 32 38 30 Đ/K suốt ra (mm) 35 45 45 45 Đ/K suốt ép (mm) 50 50 60 60 Khối lượng suốt ép (g) 500-600 Đ/K thùng quay (mm) 200 200 200 200 Kích thước búp sợi vào (mm) 150 x 160 150 x 210 190 x 250 150 Tốc độ cọc (vg/ph) 12.000 11.000 10.000 7.500 Dạng ống sợi chập Côn ; trụ Côn, không có lớp phụ Côn, không có lớp phụ Côn, không có lớp phụ Bề rộng dây xăng (mm) 12 12 12 19 Độ nhỏ sợi vào (tex) 30 á 10 100 á 20 200 á 59 20x2 á80x2 Độ săn sợi xe (x/m) 450 á 2300 100 á 1430 100 á 900 - Kiểu nồi K K K KP KP KB - 1 KB - 1 KB - 2 Kiểu cọc BYT-25-1 BHT-32-12 BHT-38-12 NSK-HA-35A BYT-28 BHT-32-14 BHT-38-24 Cơ cấu xe săn - quấn ống ở máy xe có nguyên lý làm việc tương tự như trên máy kéo sợi con kiểu nồi – cọc – khuyên. Một số máy xe có cơ cấu quấn ống khác một vài điểm thể hiện qua những đặc điểm về cấu trúc ống sơị (Hình 9-48). ống sợi xe thường ứng dụng quấn hai lớp như quấn ống trên máy sợi con: lớp chính và lớp ngăn (lớp phụ), hình 9-48b. Sợi xe có độ nhỏ cao (chi số thấp), nên sợi bền, chắc, gọn. ở nhiều máy sợi xe, để tăng mật độ quấn sợi, tăng khối lượng sợi trên ống, hai lớp quấn ứng với khi cầu đi lên và đi xuống là như nhau, đều là hai lớp chính – sợi vẫn không giắt vào nhau. Cam điều khiển nâng hạ cầu có kết cấu dạng đối xứng, hình (9.48c) Hình 9.48: Các dạng kết cấu của ống sợi xe a: Quấn chân ống và thân ống như nhau b: Quấn ống có lớp chính và lớp ngăn c: Quấn ống có các lớp đều là lớp chính d: Quấn ống trên lõi gỗ, có phần côn ở chân lõi h: Quấn ống hình trụ, chiều cao phía trên lớp giảm dần g: Quấn ống hình trụ, hai đầu côn. ống sợi xe cũng phân biệt quấn phần chân ống khác phần thân ống. Song ở nhiều máy xe, đã bỏ phần khác biệt đó, mà quấn chân ống và thân ống như nhau, hình (9.48a.) Cơ cấu nâng- hạ cầu không cần thêm chi tiết tạo phần cong lồi ở chân ống sợi để tăng dung lượng ống sợi. Một số máy xe sản xuất sợi có độ nhỏ cao (chi số thấp), sợi to, kích thước ống sợi xe lớn, do đó cơ cấu quấn ống phải tạo ra ống sợi có dạng hình trụ ở giữa và có hình côn ở một đầu hoặc ở cả hai đầu ống sợi, (hình 9.48d, h, g). Hình 9.48d: Quấn ống trên lõi gỗ, có phần côn ở chân lõi. Hình 9.48h: Quấn ống theo lớp hình trụ. Một lớp sợi được rải theo chiều cao ống. Số lớp sợi tăng dần theo đường kính quấn ống tăng lên. Sau mỗi lớp quấn, chiều cao phía trên của lớp sợi (hay ống sợi) giảm dần, để ống sợi có hình côn ở đầu trên. Hình 9.48g: Quấn ống từng lớp theo đường kính ống sợi. Trong suốt quá trình quấn ống, chiều cao nâng cầu không đổi, nhưng sau mỗi lớp quấn, cầu lại được nâng dần lên trên để ống sợi có độ côn ở hai đầu. Cơ cấu xe săn- quấn ống Cơ cấu xe săn- quấn ống ở máy xe gồm : Bộ ép sợi ; Cọc, nồi, khuyên 1. Cấu tạo bộ ép sợi. Trên máy xe không thực hiện kéo dài sản phẩm, vì vậy không có bộ kéo dài. Để giữ một đầu sợi (như đường nén cặp suốt trước bộ kéo dài máy kéo sợi), dùng bộ ép sợi, hình (9.49) Bộ ép sợi gồm: - Suốt dưới ra sợi. - Suốt trên để ép (nén) sợi gọi là suốt ép. Suốt dưới ra sợi bằng thép, bề mặt nhẵn, hình (9.46b). Suốt dưới ra sợi là suốt quay chủ động, gồm nhiều đoạn ngắn 1 – 1,4 mét nối lại với nhau bằng ren ở hai đầu. Suốt ép là suốt khống chế sức căng sợi, hình (9.49a). Suốt ép sợi bằng gang hoặc đồng. ở máy xe ướt, suốt ép là vật liệu có khẳ năng chống mòn. Mỗi bộ ép sợi khống chế sức căng cho một mối ra sợi. Phía hai đầu của suốt ép, mỗi bên có một rãnh sâu vòng kín theo chu vi suốt, để tiếp nhận sợi khi sợi đứt. Suốt ép đặt lỏng vào giá dỡ, khối lượng mỗi suốt khoảng 500 – 600 g. Khối lượng này tạo ra lực ép suốt dưới, để tạo ra lực ma sát dẫn sợi khi máy làm việc. Cấu tạo và quá trình công nghệ của một bộ ép sợi được mô tả trên hình (9.48) 1. Cần 2.Tấm để lắp cần 1 a, Suốt ép b, Suốt ra sợi c, Trạng thái làm việc d, Trạng thái đứt sợi Hình 9.49: Bộ ép sợi Cần 1 lắp trên tấm 2, hai đầu cần 1 ở về hai phía của suốt ép sợi và được uốn tạo dạng không gian thích hợp với quá trình làm việc. Sợi trước khi vào suốt nén và sau khi ra khỏi suốt ra sợi dưới đều đi qua cần 1. Hình (9.49c) là trạng thái mối xe đang làm việc: Sợi kéo căng đầu dưới cần 1 nên đầu trên của cần 1 không tác dụng đến sợi. Khi mối xe làm việc, vị trí sợi ở khoảng giữa bộ ép sợi. Hình (9.49d) là trạng thái sợi đứt: Sợi đứt, không có sức căng phía đầu dưới cần 1, làm nó xoay đi do trọng lượng bản thân. Hình dạng phía trên của cần 1 sẽ gạt sợi vào một trong hai rãnh ở hai đầu suốt ép. Như vậy, sợi bị mất tác dụng ma sát, nên sợi không đi ra, mối xe không làm việc. Nhờ đó mà công nhân dễ thao tác để mối xe làm việc trở lại, hơn nữa giảm lượng sợi phế. 2. Cọc – nồi – khuyên Cọc của máy xe phổ thông có cấu tạo và chức năng tương tự cọc của máy kéo sợi con kiểu nồi – cọc – khuyên. Sợi xe bền, ống sợi xe to hơn ống sợi con. ở mỗi cọc sợi xe phải có phanh hãm riêng để hãm sự quay của ống sợi khi cần thao tác công nghệ. * Nồi và khuyên. Nồi dùng trên máy xe có hai kiểu, hình (9.50) là: nồi có mép nằm ngang và nồi có mép thẳng đứng. Khuyên dùng với mép nồi nằm ngang là khuyên thép, có dạng như khuyên dùng trên máy kéo sợi con, hình (9.50a). Trọng lượng khuyên ở máy xe nặng hơn trọng lượng khuyên máy kéo sợi con. Khuyên dùng với nồi có mép thẳng đứng là khuyên đồng hoặc chất dẻo tổng hợp (chủ yếu là poliamid), có dạng hình vành tai. Trên máy xe thường dùng khuyên có dạng hình vành tai, kiểu nồi KB, xe khô và xe ướt, hình (9.50b) Hình 9.50: Cấu tạo nồi – khuyên. a.Khuyên với mép nồi nằm ngang. b.Khuyên với mép nồi thẳng đứng. Máy xe sợi nhẹ của Liên Xô dùng khuyên thép với các kiểu nồi KPG và KD trên các máy xe khô. Bằng nhiều thực nghiệm người ta rút ra kết quả: dùng khuyên Poliamid hệ số ma sát giữa khuyên với thành nồi giảm so với khuyên đồng, hệ số ma sát m = 0,15 á 0,18, thời gian làm việc của khuyên tăng từ 2,5 – 3 lần, tiêu hao dầu bôi trơn giảm hai lần, trong khi đó sợi xe giảm đứt đến 20 – 30%, khả năng gây bẩn cho sợi giảm hai lần. Số hiệu khuyên thép là khối lượng tính bằng gram của 1000 khuyên. Thí dụ: Số hiệu khuyên Khối lượng 1000 khuyên (gram) 24 24 32 32 40 40 52 52 100 100 400 400 Số hiệu khuyên đồng và khuyên poliamid và khối lượng tính bằng gram của 100 khuyên. Thí dụ: Số hiệu khuyên Khối lượng 100 khuyên (gram) 4 4 10 10 25 25 100 100 150 150 500 500 Tuỳ thuộc độ nhỏ của sợi, tốc độ cọc để chọn khuyên có hình dạng và khối lượng thích hợp. Sợi càng mảnh, tốc độ cọc càng lớn, chọn khuyên càng nhẹ. Khi tăng khối lượng khuyên, độ chặt quấn ống tăng lên, mật độ quấn ống tăng lên, nghĩa là khối lượng sợi trên ống sợi tăng. Nhưng mật độ quấn ống giới hạn bởi độ bền của sợi. Với độ bền nhất định sợi bị kéo căng lớn sẽ đứt. Như vậy chọn khuyên còn phải dựa vào độ bền của sợi. Tóm lại chọn hình dạng và khối lượng khuyên phải đảm bảo ít đứt sợi, đảm bảo mật độ quấn ống cho ống sợi có khối lượng lớn nhất và đảm bảo lực căng sợi ổn định trong quá trình xe sợi. Khi tăng đường kính nồi, tăng tốc độ cọc và tăng ma sát giữa nồi và khuyên, lực kéo căng sợi sẽ tăng. Muốn hạn chế đứt sợi, độ lớn lực kéo căng không cho phép vượt quá 8 – 10% độ bền sợi. Công thức biểu thị điều kiện đó như sau: K = ³ 12 (18) Trong đó: Q: độ bền đứt sợi xe (CN) P: lực kéo căng cho phép (CN) K: hệ số dự trữ độ bền. Dựa vào những mối quan hệ đã phân tích trên, ta chọn khuyên theo công thức sau: - Công thức chọn khối lượng khuyên thép vành cung nhỏ: M = (g) (19) - Công thức chọn khối lượng khuyên đồng, mép nồi thẳng đứng, có bấc dầu bôi trơn M = (g) (20) M: khối lượng khuyên.(g) Q: độ bền đứt của sợi xe (CN) Rn: bán kính nồi (mm) nk: tốc độ quay của khuyên (1000vg/ph). Trong thực tế người ta dựa vào độ nhỏ sợi và đường kính nồi để chọn khuyên. Nhưng cũng xem xét điều chỉnh cho thích hợp theo các yếu tố đã nêu ở trên và cả các yếu tố khác nữa như hình dạng khuyên, chất lượng mép nồi. Bảng chọn khuyên thép cho máy xe khô theo độ nhỏ sợi và đường kính nồi. Bảng 9.9 Độ nhỏ sợi (Tex) (chi số) Đường kính nồi (mm) 35 38 45 51 57 62 75 100 (10) 400 380 360 340 320 300 280 84 (12 ) 340 320 300 280 260 240 220 68 (15) 280 260 240 220 210 200 190 60 (17) 240 220 210 200 190 180 170 50 (20) 210 200 180 170 160 150 140 40 (25) 170 160 150 140 130 120 110 34 (30) 140 130 120 110 100 95 90 28 (35) 120 110 100 95 90 85 80 25 (40) 100 95 90 85 80 75 70 22 (45) 95 90 85 80 75 70 65 20 (50) 80 75 70 65 60 55 52 18 (55) 70 65 60 55 50 49 46 16,5 (60) 60 55 52 49 45 43 40 15,5 (65) 49 46 43 40 35 - - 14 (70) 43 40 38 36 - - - 13 (75) 36 34 32 30 - - - 12,5 (80) 34 32 - - - - - 11,5 (85) 30 28 - - - - - 11 (90) 26 24 - - - - - 10 (100) 20 18 - - - - - Bảng chọn khuyên đồng với mép nồi thẳng đứng (chiều cao mép nồi 16,5 mm) Bảng 9.10 Độ nhỏ sợi (Tex) (chi số) Đường kính nồi (mm) 45 52 56 62 76 620 (1,6) - - - - 310 500 (2) - - - - 270 400 (2,5) - - - - 230 300 (3,3) - 200 170 160 150 200 (5) 200 170 150 130 110 150 (6,6) 170 150 130 110 86 100 (10) 130 110 86 76 56 74 (13,5) 110 86 76 56 - 60 (17) 86 76 56 45 - 50 (20) 76 56 45 40 - 40 (25) 56 45 40 35 - 29 (34) 35 26 - - - 20 (50) 19 16 - - - 12 (84) 12 11 - - - 10 (100) 11 10 - - - 9.4.2.3 Sợi phế gian máy xe Sợi phế trong gian máy xe gồm các gút nối, đầu sợi, sợi dính bẩn và hao bay. Tỷ lệ sợi phế ở đây rất thấp, chỉ khoảng 0,2 – 0,7% có thể đến 1,2% tuỳ thuộc độ nhỏ sợi đơn , độ nhỏ sợi xe, chất lượng sợi, chất lượng thiết bị và tay nghề của công nhân. Bảng tiêu chuẩn sợi phế gian máy xe khô. Bảng 9.11 Độ nhỏ sợi tex (chi số) Tỷ lệ sợi phế % Tổng số (%) Đầu sợi Gút nối 58 (34/2) 0,63 0,05 0,68 50 (40/2) 0,54 0,04 0,58 37 (54/2) 0,40 0,03 0,43 31 (65/2) 0,33 0,03 0,36 23 (85/2) 0,30 0,02 0,32 20 (100/2) 0,25 0,02 0,27 16,8 (120/2) 0,23 0,02 0,25 14,8 (133/2) 0,22 0,02 0,24 11,6 (170/2) 0,21 0,02 0,23 9.4.2.4 Tính và chọn các thông số công nghệ máy xe a.Tính năng suất máy xe. Năng suất máy xe tính theo công thức: Năng suất cho 1000 cọc trong 1 giờ (Kg/h) (21) hoặc: (Kg/h) (22) trong đó: nc: tốc độ cọc (vg/ph) Tk: độ nhỏ sợi xe (tex) T0: độ nhỏ sợi đơn (tex) m: số mối chập K: độ săn sợi xe (x/m) Ky: hệ số co khi xe Ky = 0,97 á 0,985. b.Tính độ săn sợi xe theo công thức: Trong đó: T, N: độ nhỏ, chi số sợi xe. : hệ số săn theo độ nhỏ, hệ số săn theo chi số. Ta cũng có thể tính độ săn của sợi xe theo các thông số chạy máy: (x/m) (23) nc : tốc độ cọc (vg/ph) Ky : hệ số co sợi xe Ds : đường kính mối ra sợi (mm) Vs : tốc độ mối ra sợi (m/ph) ns : tốc độ mối ra sợi (vg/ph) p = 3,14 c, tốc độ cọc. Tốc độ cọc là thông số công nghệ biểu thị năng lực làm việc của máy xe về cả hai phương diện kinh tế và kỹ thuật. Nếu tốc độ máy quá lớn độ đứt tăng, tăng mức bận rộn của công nhân, giảm tuổi thọ của máy. Cho nên phải chọn tốc độ máy hợp lý tuỳ thuộc chất lượng thiết bị, độ mảnh và chất lượng sợi đơn, và cần chú ý đến yếu tố sau: Tốc độ cọc khi xe ướt nên giảm 10 – 15% so với xe khô. Đường kính nồi lớn, tốc độ cọc nên giảm. Xe sợi dùng cho dệt kim nên giảm tốc độ cọc khoảng 6 + 10% so với sợi xe cho dệt thoi. Khuyên nhẹ nên giảm tốc độ cọc. Tốc độ cọc liên quan trực tiếp đến tốc độ khuyên, nghĩa là liên quan đến khả năng làm việc của khuyên. Cho nên chọn tốc độ phải dựa vào hai yếu tố chính là độ nhỏ sợi và đường kính nồi, đồng thời xem xét các yếu tố khác nhau điều chỉnh cho phù hợp. Bảng chọn tốc độ cọc máy xe khô, xe sợi dùng cho dệt kim. Bảng 9.12 Độ nhỏ sợi tex (chi số) Đường kính nồi (mm) 35 45 51 57 62 75 X 1000 170 (6) 9,5 8,5 7,9 7,5 7,2 6,5 100 (10) 10,0 8,9 8,3 7,8 7,5 6,8 68 (15) 10,5 9,3 8,7 8,2 7,9 7,2 50 (20) 10,9 9,7 9,0 8,5 8,2 7,5 40 (25) 11,3 10,0 9,4 8,8 8,5 7,7 34 (30) 11,5 10,3 9,6 9,1 8,7 7,9 28 (35) 11,8 10,5 9,8 9,3 8,9 - 25 (40) 12,0 10,6 9,9 9,4 9,0 - 20 (50) 12,2 10,8 10,0 9,5 - - 16,5 (60) 12,0 10,6 9,9 - - - 14,0 (70) 11,5 10,3 - - - - 12,5 (80) - - - - - - 10,0 (100) 8,9 - - - - - 9.4.3 Giới thiệu một số máy vừa chập vừa xe. Máy đậu xe kiểu nồi khuyên DTAR 346 Ưu điểm: Chập 2 hoặc 3 sợi đơn với sức căng đều nhau. Quấn ống và tạo săn trên khung tròn trong ống sợi có thể điều chỉnh tự động. Các thông số công nghệ Số cọc sợi Xe sợi 120 Xe 2 sợi đơn 60 Xe 3 sợi đơn 40 - Số nhóm máy 10 - Số cọc 1 nhóm Xe sợi 12 Xe 2 sợi 6 Xe 3 sợi 4 - Khoảng cách cọc (mm) Xe sợi 260 Xe 2 sợi 520 Chiều dài nhóm máy (mm) 1560 Chiều dài máy (mm) 16960 Chiều rộng máy(mm) 1000 Trọng lượng (kg) 5000 Kích thước búp sợi: dài (mm) 305 Hình 340 9- 51 420 Đường kính lớn nhất (mm) 135 Trọng lượng (kg) 1,6 2,0 2,7 - Tốc độ cọc lớn nhất Của lần xe đầu (vg/ph) 14.000 Khi chập xe (vg/ph) 6.000 Tốc độ suốt ra sợi (m/ph) 100 Độ săn (x/m) Xe sợi đơn 92 – 2400 Xe sợi chập 30 – 600 Công suất (Kw) 26 Máy đậu xe DT 354 Bảng 9.13 Thông số DT90 DT 110 Số cọc 280 280 Số nhóm máy 10 10 Số tầng 2 2 Khoảng cách cọc (mm) 223 223 ống sợi vào: dài(mm) 250 - 270 300 – 320 Đường kính lớn nhất 90 110 Trọng lượng (Kg) 0,7 ; 0,9 1,2; 1,4 Tốc độ cọc (vg/ph) 16.000 15.000 + Suốt trên vào Tỷ số tốc độ 1,2 – 1,4 1,2 – 1,4 + Quấn ống Tốc độ (m/ph) 70 70 Độ săn (x/m) 700 - 3000 700 – 3000 + ống sợi có vành gờ kép Đường kính gờ (mm) 126 - 136 165 – 172 Đường kính ống (mm) 81 - 81 110 – 110 Chuyển động ngang (mm) 162 - 162 162 – 162 Trọng lượng (kg) 0,7 – 0,9 1,2 - 1,4 + ống sợi chóp (côn) Chiều dài (mm) 180 180 Đường kính (mm) 56/44,5 56/44,5 Chuyển động ngang (mm) 150 150 Đường kính lớn nhất (mm) 200 200 Kích thước máy Chiều dài nhóm máy 1560 1560 Dài máy (mm) 16907 16907 Rộng máy (mm) 750 750 Trọng lượng (kg) 4500 4500 Công suất (kw) 22 29,5 * Máy đậu xe DWTO – 5 Tính năng: Có thể sản xuất ống sợi xe Philamăng 1,5kg chất lượng cao. Giảm sức lao động, giá thành cùng số lượng máy Dae – won bởi vì dung lượng sợi xe lớn. Độ chính xác thiết kế cao, có thể tăng tốc độ và thời gian làm việc. Có thể dùng cho ống có gờ và không có gờ. Có hệ thống tạo sợi đặc biệt, loại trừ những nhược điểm trong quá trình quấn ống như nối sợi Tính toán. Tốc độ quay cọc sợi x 2 Tốc độ sợi = (m/sec) Xoắn trên mét Tốc độ sợi x 60 x giờ làm việc x đường kính x số cọc Công suất = (kg) 9.000 . 1000 * Máy đậu xe DW TO – 6 Tính năng Sợi xe có chất lượng cao. Tốc độ cọc và sức căng sợi không đổi. Ngăn ngừa sợi hư hỏng, xù lông và tạo gút. Giảm giá thành lắp đặt và sản xuất. Diện tích lắp đặt bằng 1/3 máy thông thường. Giá thành sản xuất thấp vì ống sợi lớn, giảm thao tác. Thao tác dễ dàng. Đổ sợi dễ dàng. Chiều cao máy thấp, dễ thao tác. Đặc tính kỹ thuật Bảng 9.14 Thông số DW TO - 5 DW TO - 6 Số cọc sợi 192 – 224 - 256 192 – 224 - 256 Tốc độ cọc (vg/ph) 10.000 – 15.000 10.000 – 15.000 Độ săn (x/m) 325 - 4466 350 - 3969 Hướng xoắn Có thể thay đổi Z/S hoặc Z Có thể thay đổi Z/S hoặc Z Kết cấu ống sợi Gờbôbin 165mm trụ côn152mm Gờbôbin 165mm đường kính lớn nhất (mm) Gờbôbin 160mm trụ côn 200 mm 145 Trọng lượng ống sợi (kg) 1,25 – 1,5 1 độ căng Nhiều bước Nhiều bước Hệ thống bắt đầu Chậm Chậm Góc ngang 30 15’ 30 42’ Khởi động mô tơ 7,5 kw hoặc 11 kw x 2 bộ 5,5 kw hoặc 7,5 kw x 2 bộ 9.5. Tính chất của sợi xe. Độ săn, số mối chập và công nghệ xe sợi làm ảnh hưởng đến tính chất của sợi xe. Phải chọn các thông số đó như thế nào để chất lượng sợi xe đạt các yêu cầu sử dụng và chất lượng sợi xe tốt hơn chất lượng của các sợi đơn gộp lại. Những công thức lý thuyết để tính độ bền đứt của sợi cho biết những trị số gần giống kết quả thực nghiệm, đồng thời nó giải thích những hiện tượng xẩy ra trong sản phẩm được xe và vạch ra những yếu tố ảnh hưởng đến độ bền sợi. Trước khi nghiên cứu tính chất của sợi xe, chúng ta xét hai vấn đề: Biến dạng kéo dài và ứng suất của sản phẩm lý tưởng. Độ săn của sợi khi xe. 1. Biến dạng kéo và ứng suất của sản phẩm lý tưởng. Xét sản phẩm lý tưởng có cấu trúc đơn giản: gồm những xơ song song, có chiều dài xơ bằng chiều dài sản phẩm và xoắn với nhau, hình (9.52) Khi xe, các xơ nằm theo đường xoắn ốc và giãn dài ra. Nếu chùm xơ không co, thì các tiết diện ngang của chùm vẫn giữ khoảng cách giữa chúng. Góc xe Trong đó: dx: chiều dài xơ, bằng chiều dài đoạn sản phẩm ab = dx Hình 9.52: Xoắn chùm xơ. a, sự thay đổi độ dài đoạn xơ khi xoắn chùm xơ không co. b, sự phân bố độ giãn tương đối () và ứng suất () tuỳ theo Rx khi xoắn chùm xơ không co. Dây cung bc = Rdj R: bán kính chùm xơ dj: góc được chắn bởi dây cung bc tp = là góc xe tính ra radian trên một đơn vị chiều dài: tp = 2pT T: số vòng xoắn trên một đơn vị chiều dài Vậy b = 2pRT Trong tam giác abc, thì ac = Mặt khác, theo dãy Maclôranh: vậy ac = ab (1 +) Độ giãn tương đối được tính như sau: = (25) Đối với bất kỳ một đoạn xơ nào ở cách trục sản phẩm một khoảng Rx, công thức biến dạng cũng có dạng tương tự. (26) tương ứng với góc xe bx = (27) Với độ săn T là hằng số thì đây là phương trình đường Parabon, trục hoành Rx, trục tung . Biến dạng kéo và ứng suất của xơ tỷ lệ với nhau cho tới khi đứt. Sự phân bố ứng suất cũng tương tự sự phân bố độ giãn, nhưng tỷ lệ khác nhau. ứng suất = E = (kgl/mm2) (28) Trong đó E là mô đun đàn hồi. Trong quá trình tính toán, để có được những công thức đơn giản, chúng ta đã thay và Sai số khi thay như vậy chỉ có 1,36%. Sai số này là không có nghĩa. 2. Độ săn của sợi khi xe Độ săn sợi xe ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc, độ bền, đường kính và độ giãn của sợi, đồng thời ảnh hưởng đến các tính chất khác của sợi. Độ săn là số vòng xoắn trên đoạn sợi xe dài 1 mét. Công thức tính độ săn theo hệ số săn và độ mảnh sợi xe. (xoắn/m). Trong đó: K: độ săn của sợi xe (xoắn/m) TK: độ nhỏ sợi xe (tex) aT: hệ số săn theo hệ tex của sợi xe. Hệ số săn aT của sợi xe được chọn theo công dụng của sợi, độ nhỏ sợi và số mối chập. Với các loại sợi xe có kiểu cấu trúc khác nhau (số mối chập khác nhau), muốn sợi có cùng bước xoắn, phải chọn hệ số săn aT khác nhau. Thí dụ: Đối với sợi xe 15,4 x 2 (tex) chọn aT = 48 Đối với sợi xe 10 x 3 (tex) chọn aT = 41 Như vậy đối với các sợi xe có độ nhỏ tương đương nhau, khi tăng số mối chập, phải giảm hệ số săn aT Độ săn sợi xe phụ thuộc quan hệ giữa hệ số săn sợi xe và hệ số săn sợi đơn. Đối với sợi xe có hướng xoắn ZS hoặc SZ , khi tăng hệ số săn của sợi xe a1 hoặc giảm hệ số săn của sợi đơn a0 thì độ săn của sợi xe tăng. Đối với sợi xe có hướng xoắn ZZ hoặc SS thì khi tăng hệ số săn của sợi xe à1 và tăng hệ số săn của sợi đơn à0, độ săn của sợi xe đều tăng lên Muốn sợi xe có cấu trúc thích hợp với yêu cầu sử dụng sợi khác nhau, phải chọn tỷ số các hệ số săn đối với sợi xe 1 lần và đối với sợi xe 2 lần thích hợp, xem bảng (9.15) Quan hệ giữa các hệ số săn đối với sợi bông có công dụng khác nhau. Bảng 9.15 Công dụng sợi xe Cấu trúc sợi Hướng xoắn Tỷ số a1/a0 a2/a1 Dệt tất và sản phẩm dệt kim Sợi đơn x 2 ZS 0,8 – 0,9 Chế phẩm đăng ten, tuyn Sợi đơn x 2 ZS 1,4 – 1,7 Dệt thoi Sợi ngang Sợi đơn x 2 ZS 1,0 – 1,1 Sợi dọc Sợi đơn x 2 ZS 1,2 – 1,4 Chỉ khâu Sợi đơn x 3 ZS 1,7 – 1,8 Dệt vải công nghiệp Nhiều sợi ZS 0,8 – 0,9 Chỉ khâu Xe kép ZZS 1,0 – 1,1 1,7 - 1,8 Lưới Xe kép ZZS 1,2 – 1,3 1,4– 15 Sợi mành Xe kép ZZS 2,5 – 2,7 0,85–0,9 Dây Xe kép ZZS 1,2 0,85 Ghi chú ở bảng (9.15) a0: hệ số săn sợi đơn (lấy bằng 0,80 – 0,85 hệ số săn tới hạn của chính sợi đơn đó) a1: hệ số săn sợi se lần thứ nhất a2: hệ số săn sợi se lần thứ hai Tỷ số giữa các hệ số săn trong bảng lấy theo hệ Nm Một đặc điểm tốt của sợi xe là có tính cân bằng xoắn. Sợi đơn bao giờ cũng mở xoắn và tạo nút. Sợi xe thường có hướng xoắn ngược với hướng xoắn của sợi đơn, nên được cân bằng xoắn. Sự cân bằng xoắn của sợi thuận lợi cho các quá trình công nghệ tiếp theo, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động và năng suất thiết bị. Trong thực tế thường thực hiện cho sợi xe đạt độ cân bằng xoắn không toàn phần, nghĩa là ở điều kiện tự do, một mét sợi xe không mở xoắn quá 6 vòng. GS. TS. K.U. KORISKI xác lập công thức tính độ săn sợi xe để đạt độ cân bằng xoắn không toàn phần như sau: (xoắn/m) (30) Trong đó: K1: độ săn sợi xe (x/m) K0: độ săn sợi đơn (x/m) m: số sợi chập. Công thức thực nghiệm để tính độ săn sợi xe đạt độ cân bằng xoắn không toàn phần: K1 = (1,2 á1,4) (x/m) (31) Trong đó : K1: độ săn sợi xe (x/m) : hệ số săn sợi đơn N0: chi số sợi đơn m: số sợi chập Độ cân bằng xoắn toàn phần tính theo công thức sau: = (32) ở đây: : hệ số săn sợi xe. : hệ số săn sợi đơn m: số mối chập. Công thức (32) có thể viết theo tỷ số hệ số săn sợi xe/hệ số săn sợi đơn 3. Độ bền Độ bền của sợi xe phụ thuộc độ bền, số mối chập, độ nhỏ, độ săn và hướng xoắn của sợi đơn, sợi xe. Độ bền sợi xe còn phụ thuộc vào phương pháp xe và quan hệ giữa hệ số săn của sợi xe với hệ số săn của sợi đơn. Công thức tính độ bền sợi xe theo độ bền sợi đơn: P1 = K . P0 . m (cN) (33) Trong đó: P1: độ bền đứt sợi xe (cN) P0: độ bền đứt sợi đơn (cN) m: số mối chập K: hệ số tăng bền sợi xe. Hệ số tăng độ bền của sợi xe không tỷ lệ với số sợi chập mà phụ thuộc hệ số săn của các lần xe. Bảng (9.16) cho biết hệ số tăng bền thực nghiệm của sợi xe đơn, hướng xoắn ZS, chi số sợi đơn Nm = 15 á 150. Bảng (9.16) Chi số sợi đơn Nm Tỷ số Hệ số tăng bền K 15 1,12 1,06 45 1,28 1,24 55 1,3 1,28 67 1,33 1,35 86 1,41 1,32 150 2,0 1,43 Khi tăng độ săn, độ bền sợi xe tăng. Đến một giới hạn độ săn nhất định, thì độ bền sợi xe đạt giá trị lớn nhất. Sau đó, nếu tiếp tục tăng độ săn, độ bền sợi xe sẽ giảm dần. Độ săn ứng với độ bền sợi cao nhất gọi là độ săn tới hạn. Độ săn tới hạn của sợi xe được tính theo công thức: aK = a0 (34) aK: hệ số săn tới hạn sợi xe đơn a0: hệ số săn tới hạn sợi đơn m: số sợi chập Ky: hệ số co của sợi xe đơn. Thông thường hướng xoắn sợi xe ngược hướng xoắn sợi đơn. Do đó khi mới xe, sợi đơn có xu hướng mở xoắn, sau đó các sợi đơn liên kết với nhau và xoắn lại theo hướng xoắn của sợi xe. Mức độ xoắn càng lớn, sợi xe càng co ngắn lại. Xác định độ co sợi xe theo công thức. (35) Trong đó: Ttk: độ nhỏ thiết kế của sợi xe. Ttt: độ nhỏ thực tế của sợi xe. Độ đều về độ bền và độ nhỏ của sợi xe phụ thuộc độ đều sợi đơn, số sợi chập, quá trình chập sợi và xe sợi. Đối với sợi xe đơn K = 1,15 á 1,5 xem bảng (9.17) Đặc trưng của sợi đơn ZS bông dệt thoi. độ săn ban đầu a1 = 40 á 47 Bảng (9.17) Độ nhỏ sợi T (tex) (chi số sợi) (N) độ nhỏ sợi xe T (tex) độ co do xe y (%) Hệ số Tăng bền sợi xe K Giảm độ không đều độ bền Bông xơ mảnh chải kỹ 5,8 x 2 (170/2) 12,3 4,0 1,5 0,65 7,2 x 2 (140/2) 14,5 1,5 1,37 0,7 7,4 x 2 (134/2) 15,0 1,5 1,35 0,7 10,0 x 2 (100/2) 20,2 1,5 1,32 0,7 11,5 x 2 (85/2) 23,7 1,5 1,28 0,72 15,5 x 2 (65/2) 31,2 1,5 1,27 0,72 10,0 x 4 (100/4) 41,0 3,0 1,52 0,50 Bông xơ trung bình chải thô 18,5 x 2 (54/2) 37,6 1,5 1,21 0,75 25,0 x 2 (40/2) 51,0 1,5 1,20 0,75 29,0 x 2 (30/2) 59,8 2,0 1,20 0,78 50 x 2 (20/2) 10,2 2,0 1,13 0,78 11,5 x 3 (85/3) 36,0 3,0 1,36 0,51 24 x 3 (11/3) 75,0 2,5 1,28 0,58 29 x 3 (34/3) 91,0 3,0 2,26 0,60 50 x 3 (20/3) 154,0 4,0 1,21 0,60 4. Đường kính sợi xe Ta hãy xét sự thay đổi độ nhỏ của sợi xe. Độ nhỏ sợi xe giảm tuỳ theo số sợi chập. Nếu độ nhỏ các sợi đơn giống nhau, thì độ nhỏ (chưa kể đến độ co) của sợi xe là: TK = T0 .m (tex) (36) NK = (37) Trong đó: TK, T0 : độ nhỏ sợi xe và sợi đơn (tex) theo danh nghĩa NK, N0: chi số sợi xe và sợi đơn theo danh nghĩa m: số sợi chập. Nếu độ nhỏ các sợi đơn khác nhau, thì độ nhỏ sợi xe TK được biểu thị : TK = T1 + T2 + T3 +…+ Tm (tex) (38) ở đây T1 , T2 , T3 … Tm độ nhỏ các sợi đơn thành phần(tex) Khi xe, các xơ nằm theo đường xoắn ốc, nên sợi bị co ngắn lại, hình (9.53). Độ co sợi xe phụ thuộc độ săn của các sợi thành phần, số sợi chập và hướng xoắn. Độ co sợi xe rất cao, xe hai lần độ co là 6 á 10% Hệ số co Ky = (39) Tỷ lệ co hay độ co y = 100% y = (1 – Ky)100% (40) (41) Hệ số Vậy (42) Trong đó: a0: hệ số săn sợi đơn tính trên 1 cm N0: chi số sợi đơn Hình 9-53. Sự giảm khoảng cách giữa các đầu xơ và giảm chiều dài sợi khi xoắn Đối với sợi xe đơn, hướng xoắn ZS Hệ số co: (43) Độ co: (44) Trong đó a1: hệ số săn sợi xe tính trên 1cm. Tổng độ co y của sợi xe đơn gồm có độ co y0 trong kéo sợi và độ co y1 của lần xe cuối. (45) Hệ số co tổng cộng của sợi xe đơn là: (46) Trong đó: : là hệ số co của sợi trong kéo sợi :là hệ số co của sợi xe lần cuối. Cần biết độ co của sợi để khi thiết kế sợi, vải tính toán cho chính xác, nhất là trường hợp sợi xe kép. Tuỳ theo chi số, độ săn và hướng xoắn của sơi: Sợi đơn có hệ số co từ 0,91 á 0,99 Sợi xe đơn ZS có hệ số co từ 0,91 á 1,022 Sợi xe đơn ZZ có hệ số co từ 0,89 á 0,97 Tính chi số (độ nhỏ) sợi Đối với sợi đơn (47) Trong đó: N0: là chi số thật của sợi đơn Nm: là chi số lớp xơ chưa xe Đối với sợi xe: Tính chi số thật của sợi xe NK hoặc độ nhỏ sợi xe TK. NK = (48) Hoặc (49) m1: là số sợi chập. Xem bảng 9-17 để tham khảo độ mảnh và độ co của sơi bông xe. Trong thực tế, người ta thí nghiệm để xác định độ nhỏ thực tế của sợi xe, rồi tính độ nhỏ tiêu chuẩn của sợi theo công thức: (tex) (50) Trong đó: TH: độ nhỏ tiêu chuẩn của sợi (tex) Ttt: độ nhỏ thực tế của sợi (tex). Wtt: độ ẩm thực tế của sợi (%) WH: độ ẩm tiêu chuẩn của sợi (%). (Theo TCVN WH= 8%) Sợi xe có kết cấu gọn, chặt so với sợi đơn, do đó độ ẩm thực tế của sợi xe thấp hơn độ ẩm sợi đơn. Độ ẩm sợi xe phụ thuộc phương pháp xe. Sợi xe khô: độ ẩm khoảng 5%. Sợi xe ướt: độ ẩm khoảng 7 á 20%. Tuỳ theo chất lỏng làm ướt và thời gian sợi đi qua môi trường ướt. Chất lỏng là nước lã, sợi xe có độ ẩm 7% Ngoài ra độ săn và phương pháp xe ảnh hưởng đến ngoại quan và màu sắc sợi xe. Sợi xe có mặt ngoài thân sợi nhẵn bóng. Sợi xe có độ săn thấp, xe khô có mặt ngoài thân sợi kém nhẵn, kém bóng hơn so với sợi xe có độ săn cao và xe ướt. Tính toán đường kính sợi và khối lượng thể tích của nó để giải quyết vấn đề về độ săn của sợi và mật độ quấn sợi trên ống. Điều đó cũng giúp cho việc xác định các tính chất của sợi theo công thức lý thuyết và thực nghiệm, thiết kế cấu tạo vải, thiết kế cấu tạo cơ cấu quấn ống. Giả thiết sợi có dạng hình trụ, thì diện tích thiết diện ngang của sợi là: (51) và khối lượng của đoạn sợi dài L sẽ là: G = S.L.g0 Trong đó: g0 là khối lượng một đơn vị thể tích sợi (sợi bông có g0 = 1,52 g/cm3) Như vậy, S = (52) Và đường kính sợi đơn là: (mm) (53) Trong đó: N0: là chi số sợi đơn Đối với sợi bông xe đơn, xe đôi ZS, ta có công thức thực nghiệm để tính đường kính sợi xe như sau: D = (mm) (54) Trong đó: a1: là độ săn sợi xe đơn Công thức này dùng trong thiết kế vải. Mật độ hay khối lượng thể tích của sợi g (g/cm3) nói lên độ chắc, độ lỏng của sợi. Công thức thực nghiệm tính g đối với sợi xe bông. g = 0,47 + 0,1 (55) Trong đó: N: là chi số sợi xe đơn 5. Độ giãn sợi xe: Một đặc trưng quan trọng của sợi xe là độ giãn đứt e. Nếu sợi có độ giãn đứt lớn, chứng tỏ nó có khả năng chống lại tải trọng tác động lặp lại nhiều lần. Điều đó sẽ giảm được độ đứt sợi trong quá trình kéo sợi, xe sợi, dệt và sử dụng… Khi kéo căng sợi với một lực Px, sợi sẽ giãn ra. Do vậy: Đường kính ban đầu của sợi là R sẽ giảm xuống RK. Góc của xơ đối với trục sợi là g cũng sẽ giảm xuống gK, xem hình (9-54.) Hình 9-54. Sự thay đổi độ hỏ và chiều dài sợi khi kéo căng. Đại lượng ép ngang tương đối của sợi là eR. eR = (56) Độ giãn dọc tương đối là e1. e1 (57) Vậy - 1 Ta có -1 thay và thì Đặt sau rút gọn (58) Công thức (58) xác định độ giãn của sợi trong điều kiện các đoạn ngoài của xơ không giãn. Độ giãn đứt thực tế của sợi phụ thuộc độ giãn của sợi do ép ngang (eR) và độ giãn đứt của xơ. Trong đó: eđ=(emax- e0)cosg + A1 eR2 a2 (59) emax: Độ giãn đứt của xơ e0: Độ giãn ban đầu của các đoạn xơ bên ngoài khi mắc sợi vào máy kéo đứt để thử cosg: Phản ảnh mức độ giãn của xơ ảnh hưởng đến sự giãn của sợi dọc theo trục của sợi Hình 9.55: Sự thay đổi độ giãn đứt của sợi tuỳ theo độ săn sợi. Do ép ngang nên độ giãn của sợi tăng. A1 eR2 a2 tăng với a tăng. a2 tăng nhanh, mặc dù eR2 có giảm một ít. Công thức thực nghiệm tính độ giãn sợi xe đơn bông: e1= 8,2- 0,95 (60) Trong đó N chi số sợi xe. 6. Độ đều sợi xe Cần quan tâm đến độ đều về độ nhỏ và độ đều về độ bền của sợi xe. Độ đều sợi xe phụ thuộc độ đều sợi đơn, số mối chập, quá trình chập sợi và xe sợi. Độ không đều biến sai CV= (%) Trong đó CV0: Độ không đều sợi đơn m: Số mối chập - Số sợi chập càng nhiều, độ đều sợi xe càng tốt. - Lực căng trong quá trình chập sợi và xe sợi giữ đều, ổn định thì độ đều sợi xe tốt. Tham khảo thực nghiệm về độ đều sợi xe so với độ đều sợi đơn. Bảng 9.18 Công dụng sợi xe Số sợi chập HK/H0 Sợi ngang và sợi dệt kim 2 0,85 Sợi dọc 2 0,75 Sợi dọc 3 0,65 Sợi dọc 4 0,55 ở đây HK: Độ không đều sợi xe (%) H0: Độ không đều sợi đơn (%) 9.6. Công nghệ xe sợi xe kép 9.6.1 Công nghệ Quá trình công nghệ xe kép, xem hình (9.56) Phanh hãm Đai truyền động Cọc quay Tấm cách sợi Búp sợi vào máy ống dẫn sợi Đòn nâng dừng búp sợi Móc dẫn sợi Trục dẫn sợi Trục cấp sợi Rê sợi Trục cuộn Búp sợi thành phẩm Giá đỡ Hình 9.56: Sơ đồ công nghệ xe sợi xe kép (của Nhật N0 363- S166) Sợi đã chập từ búp sợi 5, đặt trong cọc quay 3, được tở ra, đi vào ống dẫn sợi 6. Qua ống dẫn 6 sợi được tạo sức căng và được xoắn lần thứ nhất. Sợi này đi ra ngoài từ phía dưới của cọc 3, tới móc dẫn sợi 8 và trục dẫn sợi 9. Đoạn sợi từ phía dưới cọc 3 tới móc dẫn sợi 8 tiếp tục được xoắn lần thứ 2. Sợi có độ săn đầy đủ sau hai lần xoắn đi qua trục cấp sợi 10, tới cơ cấu rê sợi 11 để quấn thành búp sợi 13. Lõi của búp sợi 13 lắp trên giá đỡ 14. Búp sợi 13 quay được để quấn sợi là nhờ ma sát với trục quấn 14. Cọc 3 quay nhờ dây đai 2 truyền động ma sát. Muốn dừng cọc, dùng phanh hãm 1 để hãm chân cọc. Khi đứt sợi, búp sợi được cơ cấu tự động 7 nâng cao, tách không ma sát với trục quấn nữa. Cơ cấu nâng và hạ búp sợi hoạt động theo nguyên lý cơ khí. Búp sợi thành phẩm đặt tách rời cọc xe, lượng sợi quấn ống nhiều, năng suất tăng mà tốc độ cọc không tăng nhiều. 9.6.2 Cấu tạo hộp xe sợi xe kép. Cấu tạo hộp xe sợi, và nguyên lý tạo săn của cọc xe kép được trình bày trên hình (9.57.) Hình 9.57: Hộp xe sợi xe kép Nguyên lý tạo săn. Các búp sợi cấp cho máy được đặt vào giá cố định của hộp xe sợi. Sợi được tháo ra đi vào ống dẫn sợi. Từ điểm 1 của ống dẫn, các sợi đã hình thành sức căng bởi kẹp lò xo và bắt đầu được xoắn. Từ điểm 1 đến điểm 2 thực hiện xoắn sợi lần thứ nhất. Độ săn xe lần 1 K1= (61) Từ điểm 2 đến điểm 3 đoạn sợi không xoắn thêm . Từ điểm 3 đến điểm 4 đoạn sợi tiếp tục được xoắn lần hai (ngoài độ săn đã có từ điểm 1 đến điểm 2). Độ săn xe lần 2: K2= (62) Như vậy, sợi đã được tạo săn hai lần. Tổng độ săn của sợi sẽ là: K= K1 + K2 Thay K1 và K2 vào công thức tính K , ta có: K= (63) ở đây: nc: Tốc độ cọc xe (vg/ph) Vq: Vận tốc quấn sợi (m/ph) Vq= Vra.Ky. Như vậy, mỗi vòng quay của cọc xe đã tạo cho sợi hai vòng xoắn theo nguyên lý xe thật hai khu vực. Máy xe cọc xe kép, cọc chỉ cần quay với tốc độ vừa phải vẫn đạt độ săn cần thiết Việc giảm tốc độ cọc làm sợi ít đứt và duy trì độ bền lâu của thiết bị. Tơ sợi hoá học có độ bền cao, độ giãn cao, khả năng sinh tĩnh điện lớn, rất thích hợp để gia công trên máy xe sợi xe kép. Tuổi thọ của hộp xe sợi 60.000 á 100.000 giờ. Đặc điểm kỹ thuật một số máy xe cọc xe kép. Bảng 9.19 Kiểu máy N0 363 – S166 N0 373 – S206 N0 383 – S228 Tổng số cọc 12 120 12 128 12 84 Khoảng cách cọc (mm) 254 290 300 Tốc độ cọc (vg/ph) 9000 12000 7000 10000 4000 8000 Độ săn (x/m) 170 2000 170 2000 60 1000 Hướng xoắn S và Z S và Z S và Z KT búp sợi vào (mm) 127 , 152 127, 152, 203 203 KT búp sợi ra (mm) 152 152 203 ĐK búp ra(mm) 250 250 250 KL búp ra (Kg) đến 2,6 2,6 2,6 Kết cấu lõi Trục và côn 33 5 57 Trục và côn 33 5 57 Côn 33 Trục Truyền động cọc xe sợi Đai ma sát pha, hoá học Đai ma sát pha, hoá học Đai ma sát pha, hoá học