Đề tài Thiết kế dây chuyền công nghệ kéo sợi

Phần I: Chọn nguyên liệu 1. Yêu cầu mặt hàng: Sợi dùng để dệt khăn mặt không đòi hỏi có độ bền cao nhưng sợi phảI có độ mềm mại, dộ xốp có tính hút ẩm và sợi phải có độ sạch. Mặt hàng trên không yêu cầu chất lượng sợi cao, mặt khác kéo sợi có chi số thấp, do đó sử dụng sợi OE và máy OE để kéo sợi là thích hợp nhất, tận dụng nguyên liệu là xơ bông phế là phương án mang hiệu quả kinh tế cao. 2. Chọn nguyên liệu: Căn cứ vào yêu cầu chất lượng của khăn mặt, căn cứ vào chi số sợi thấp: Ne25, để thuận tiện cho quá trình công nghệ, bố trí dây chuyền, tiết kiệm máy,tổ chức quản lý sản xuất, kiểm soát chất lượng tốt, và tiết kiệm nguyên liệu, em chọn bông Nigieria cấp III cho dây chuyền kéo sợi OE. Bảng 1.1 Phương án nguyên liệu kéo sợi OE Ng.liệu Tỷ lệ [%] Nxơ [Nm] Lpc [mm] Xơ ngắn [%] Độ ẩm W[%] Độ bền P[CN] CV1 [%] Tạp [%] Nigieria III 100 5826 31.3 14.4 6.12 4.62 29.2 3.5 a. Những cơ sở căn cứ để chọn nguyên liệu: - Vì yêu cầu sợi có chi số thấp: Ne25 = Nm42,3 nên ta dùng bông cấp III, để giảm chi phí và tiết kiệm nguyên liệu và vẫn đảm bảo được yêu cầu của mặt hàng. b. Tính toán dự báo chất lượng sợi: Nm = 1,693 Ne = 1,693 * 25 = 42,3 T = 1000/ Nm = 1000/ 42,3= 23,6 * Độ bền của sợi bông được tính theo công thức của Sôlôviep: [CN/tex] Trong đó: P0- Độ bền tương đối sợi đơn [CN/tex] Px- Độ bền xơ đơn [CN] Tx ;Ts- Độ mảnh xơ, sợi theo Tex LPc- Chiều dài phẩm chất [mm] H0- Độ không đều riêng của sợi đặc trưng cho quá trình công nghệ Với hệ chải kỹ H0 = 3,5 Với hệ chải thô H0 = 4,5 h- Hệ số đặc trưng cho trạng thái thiết bị. ở trạng thái bình thường h= 1 K- Hệ số độ săn xác định theo hiệu số giữa hệ số săn thực tế và hệ số săn tới hạn aTK aTK = 40,88 Tra bảng 3.14 sách tra cứu kỹ thuật sợi aT = 38,4 ; aN = 112 aT - aTK = 38,3 - 40,88 đ K = 0,98 Thay số vào ta tính được : P0 = 13,47 [CN/tex] * Hệ số biến sai độ bền: = 13,15 [%] * Chỉ tiêu chất lượng sợi: Qua kết quả tính toán theo lý thuyết cho thấy sản phẩm sản xuất ra sẽ đạt các chỉ tiêu về chất lượng. Như vậy, nguyên liệu đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng cho mặt hàng trên. Phần II Thiết bị dây chuyền kéo sợi Chất lượng sản phẩm phụ thuộc tới 70% vào chất lượng thiết bị kéo sợi. Thiết bị càng hiện đại, càng cho năng suất cao, chất lượng tốt. Tuy nhiên, khi chọn thiết bị kéo sợi phải xét đến khía cạnh kinh tế sao cho phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta, cũng như khả năng sử dụng thiết bị sao cho thật hiệu quả. Kéo sợi OE chọn hệ kéo sợi thô vì đây là dây chuyền kéo sợi chi số thấp, nguyên liệu sử dụng bông cấp III, tận dụng xơ hồi, phế tốt, yêu cầu chất lượng mặt hàng không cao. ở Việt Nam,do điều kiện kinh tế xã hội nên nền sản xuất chế tạo máy còn dừng ở mức sản xuất nhỏ đơn lẻ, do đó hầu hết máy móc thiết bị đều nhập từ các nước như: Trung Quốc, Italia, Đức, Thuỵ sĩ… Tại thị trường Việt nam, hãng Marzoli của Italia là một trong những hãng có uy tín và khá quen thuộc với ngành công nghiệp Dệt-May. Vì thiết bị kéo sợi của hãng có các đặc tính như: + Máy có năng suất cao + Hoạt động an toàn, dễ vận hành, kích thước phù hợp với công nhân + Nhiều khâu được tự động hoá, sử dụng khí nén. Ngoài ra có hãng Schlafhorst đặc biệt nổi tiếng với các máy kéo sợi OE roto, các máy ống…, các thế hệ máy của hãng luôn được cải tiến không ngừng, hộp kéo sợi có cấu tạo nhỏ gọn làm việc hiệu quả, trục xé và roto có tốc độ lớn, máy có năng suất cao. Và còn nhiều hãng sản suất thiết bị kéo sợi nổi tiếng khác với chất lượng thiết bị tốt. Sơ đồ dây chuyền công nghệ kéo sợi OE Máy xé trộn bông B10/1 Máy xé trộn bông hồi B11/1 Máy trộn tự động B140/1 Máy xé cuối b75/2 Máy xé 2 trục đinh B31/1 Máy xé nghiêng 6 trục B51/1 Máy ghép vs4a Máy chải thô c40 Máy kéo sợi Oe roto srz (Schlafhorst-Đức) Đặc tính kỹ thuật các máy trong dây chuyền 1. máy xé trộn B10/1: - Nhiệm vụ: + Xé các miếng xơ + Trộn đều + Loại trừ tạp chất, xơ ngắn. - Đặc tính kỹ thuật: + Bề rộng làm việc: 1000 [mm] + Đường kính trục dao: 406 [mm] + Đường kính trụcgạt cả đinh: 390 [mm] + Vận tốc trục dao: 495 á 740 [vòng/phút] + Vận tốc trục nén: 42 á 66 [vòng/phút] + Vận tốc trục đưa: 17 á 27 [vòng/phút] + Kích thước: 7930*1500*2100 [mm] + Năng suất: 20 á 60 [kg/h]. 2. máy xé trộn bông hồi B11/1: - Nhiệm vụ: + Xé trộn bông hồi, bông phế đã qua xử lý + Đưa vào hỗn hợp theo tỷ lệ xác định. - Đặc tính kỹ thuật: + Bề rộng làm việc: 750 [mm] + Đường kính trục gạt cả đinh:390 [mm] + Vận tốc trục gạt: 155á240 [vòng/phút] + Năng suất: 20á 60 [kg/h]. 3. máy xé 2 trục B31/1: - Nhiệm vụ: + Xé tơ các miếng bông ở trạng thái tự do + Loại trừ tạp thô, xơ vón kết… - Đặc tính kỹ thuật: + Số trục xé: 02 + Đường kính trục đinh: 609 [mm] + Vận tốc trục đinh: 409; 782 [vòng/phút] + Số vòng ghi: 02 + Năng suất: 300-480 [kg/h] + Kích thước: 1280*1360*1370*1750 [mm] 4. máy xé nghiêng 6 trục B51/1: - Nhiệm vụ: + Xé các miếng xơ + Trộn đều + Loại trừ tạp chất. - Đặc tính kỹ thuật: + Bề rộng làm việc: 1000 [mm] + Đường kính Puly: 141,6á171,6 [mm] + Vận tốc trục dao: 470 á 570 [vòng/phút] + Vận tốc trục đưa: 7,6 á 17,8 [vòng/phút] + Kích thước: 1670* 3320* 2920 [mm] + Năng suất: max-600 [vg`/ph]. 5. máy trộn tự động B140: - Nhiệm vụ: + Xé các miếng xơ + Trộn đều hỗn hợp. - Đặc tính kỹ thuật: + Bề rộng làm việc: 1200 [mm] + Số ngăn chứa bông: 6á8 hoặc 10 + Đường kính trục đưa bông: 210 [mm] + Đường kính trục xé: 350 [mm] + Vận tốc trục xé: 653 [vòng/phút] + Vận tốc trục đưa: 0,384 [vòng/phút] + Kích thước ngăn: 1200*2245*497 [mm] + Năng suất: 400 [kg/h]. 6. máy xé cuối B36: - Nhiệm vụ: + Xé các miếng xơ + Trộn đều + Loại trừ tạp chất. - Đặc tính kỹ thuật: + Bề rộng làm việc: 1000 [mm] + Số đòn dương cầm: 18 + Số thanh ghi/1vòng ghi : 35 + Đường kính trục ép thếp; gỗ: 62; 140 [mm] + Đường kính trục cấp: 75 [mm] + Đường kính trụctay đánh cánh kim: 390 [mm] + Năng suất: 140á220 [kg/h] 7. silô cấp bông B131: - Đặc tính kỹ thuật: + Bề rộng làm việc: 1000 [mm] + Đường kính cặp trục ép: 125 [mm] + Đường kính trục xé: 210 [mm] + Dung lượng hòm bông: 200 á 400[g] + Vận tốc cặp trục xé: 127 á 737[vg`/ph] + Động cơ trục xé: 0,75 á 0,88[Kw] 8. máy chảI thô c40: - Nhiệm vụ: + Xé tơi xơ ở mức độ cao + Làm các xơ duỗi thẳng song song + Loại trừ tạp chất, xơ ngắn + Tạo màng xơ có định hướng. - Đặc tính kỹ thuật: +Bề rộng làm việc: 1016 [mm] + Tổng số thanh mui : 106 + Số thanh mui tham gia chải: 40 + Bộ kéo dài chung: 90á237 + Đường kính trục gai: 228 [mm] + Đường kính thùng lớn: 1290 [mm] + Đường kính thùng nhỏ: 706 [mm] + Vận tốc trục gai: 650 á 1500[vg`/phút] + Vận tốc thùng lớn: 300 á 600 [vg`/phút] + Vận tốc thùng nhỏ: 16á65 [vg`/phút] 9. máy ghép vs4a: - Nhiệm vụ: + Làm đều sản phẩm + Làm các xơ duỗi thẳng song song - Đặc tính kỹ thuật: + Số mối ghép tối đa: 08 + Số mối ra: 02 + Vận tốc suốt trước: 180-350[m/phút] + Bội số kéo dài: 4 á 10 + Động cơ điện: 4 [kw] + Bộ kéo dài 3/4 có trường kéo dài nối cong. 10. máy kéo sợi oe roto srz 216: - Nhiệm vụ: + Tiếp tục làm mảnh sợi, sợi đạt chi số yêu cầu + Tạo độ săn, độ bền cho sợi + Quấn ống, tạo búp sợi . - Đặc tính kỹ thuật: + Kích thước máy: 31174*1900*2100 [mm] + Kích thước quả sợi: Fmax= 300 [mm] + Chi số sợi: Ne6 á Ne30 + Số hộp sợi: 216 + Tốc độ ra sợi: 70 á 130 [m/ph] + Tốc độ trục chải: 5000 á 9000 [vg`/ph] + Tốc độ rôto: 500000 á 105000 [vg`/ph]. Phần III Thiết kế dây chuyền công nghệ 3.1 Chọn và tính toán các thông số công nghệ *Mục đích : Để đảm bảo quá trình công nghệ thực hiện được thuận lợi nhất , giảm số máy lắp đặt là tối thiểu mà vẫn đảm bảo được năng suất, chất lượng sợi và hiệu quả kinh tế cao. Các thông số đặc trơng: + Chi số bán thành phẩm + Bội số kéo dài + Chọn độ săn sợi thô - số mối ghép + Chọn tốc độ máy 3.1.1 Chọn chỉ số bán thành phẩm Kéo sợi là quá trình liên tụclàm nhỏ bán thành phẩm, đồng thời kết hợp với xe săn.Chi số bán thành phẩm phụ thuộc vào khả năng kéo dài của máy sao cho vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm, vừa đạt năng suất cao. - Chi số cúi chải: Dựa theo tính chất nguyên liệu đã chọn và đối với sợi Nm42,3, chọn chi số cúi chải Nm = 0,22 là hợp lý. + Để thuận tiện cho công tác quản lý sản xuất và kiểm tra chất lượng, chọn chi số cúi ghép và chi số cúi chải thô: Nchảithô = Nghép = 0,22. + Chi số sợi OE Nm = 42,3 3.1.2 Bội số kéo dài và số mối ghép - Số mối ghép: Mục đích của máy ghép là làm đều sản phẩm về thành phẩm và kết cấu, để tăng độ đều cúi sau công đoạn ghép, tăng độ duỗi thẳng của xơ, nhưng ghép làm to sản phẩm, do vậy phải thực hiện kéo dài trên máy ghép. Nhưng nếu bội số kéo dài quá lớn sẽ gây nên độ không đều do kéo dài của sản phẩm lớn, giảm tác dụng của quá trình ghép. Chọn số mối ghép phụ thuộc vào yêu cầu của mặt hàng, giới hạn số mối ghép và bội số kéo dài của máy. Dựa vào đặc tính kỹ thuật của máy, kết hợp thực tiễn sản suất, chọn số mối ghép trên máy ghép là d = 8 mối. - Bội số kéo dài: -> E = 8 E - Bội số kéo dài Nr - Chi số cúi ra Nv - Chi số cúi vào d - Số mối ghép. + Bội số kéo dài của máy OE roto SRZ 216 3.1.3 Chọn độ săn sợi OE Độ săn sợi ảnh hưởng trực tiếp tính chất sợi OE roto như: độ bền đứt sợi, độ bền mài mòn, đường kính sợi, số lượng xơ bao ngoài thân sợi… Độ săn sợi ngoài ý nghĩa kỹ thuật như: tốc độ ra sợi, năng suất máy…, còn có ý nghĩa kinh tế vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng sợi thành phẩm và hiệu suất sử dụng máy. Độ săn sợi được chọn theo độ dài xơ, chi số sợi, công dụng của sợi. + Công thức tính độ săn: [X/m] aN - Hệ số độ săn Nm - Chi số sợi con + Tra bảng 3.14 sách tra cứu kỹ thuật sợi, sợi OE Nm 42,3 aN = 124 => [X/m] 3.1.4 Chọn tốc độ máy Chọn tốc độ máy dựa vào tính năng kỹ thuật máy, chất lượng sản phẩm yêu cầu, cũng như đảm bảo hiệu suất làm việc và tuổi thọ của máy. Bảng 2.1 Các thông số công nghệ OE Máy Nm Số mối ghép [d] Bội số kéo dài [E] Độ săn sợi [K] Tốc độ máy Vào Ra vòng/phút m/phút Chải C40 0.22 40 Ghép VS4A 0.22 0.22 8 8 300 OE ROTO Nm 42,3 0.22 42,3 192,2 806 120 3.2 Tính năng suất máy *Tính sản lượng các công đoạn Tính sản lượng các công đoạn là công việc thiết yếu phục vụ cho thiết kế công nghệ, tổ chức và quản lý sản xuất, bố trí dây chuyền kéo sợi. Từ sản lượng các đoạn, vào năng năng suất của máy để tính số máy cần lắp đặt, đảm bảo sản lượng yêu cầu. Cũng từ sản lượng các công đoạn mà có kế hoạch dự trù mua sắm nguyên vật liệu, tăng thêm giờ làm, đảm bảo cho việc sản xuất được liên tục. Mặt khác, lập kế hoạch kéo sợi hợp lý, kế hoạch sản xuất phù hợp từ đó nâng cao được năng suất máy, giảm chi phẩm sản xuất, hạ giá thành. Để tính toán được sản lượng của từng công đoạn, phải tính toán tỷ lệ tiêu hao nguyên liệu trên từng công đoạn, dựa trên cơ sở định mức tỷ lệ chế thành của từng công đoạn. Định ra chế độ làm việc trong năm. - Chế độ làm việc: Số ngày làm việc trong năm 306 [ngày/năm] Số ngày làm việc trong tuần 6 [ngày/tuần] Số ca làm việc trong ngày 3 [ca/ngày] Số giờ làm việc trong ca 7,5 [giờ/ca] Số giờ làm việc trong năm 306 ´ 3 ´ 7,5 = 6885 [h/năm] *Lập bảng tiêu hao nguyên liệu cho dây chuyền Trên dây chuyền kéo sợi, nguyên liệu đưa vào dây chuyền là bông, xơ nguyên có lẫn nhiều tạp chất, và xơ ngắn. Để kéo sợi ra có chất lượng theo yêu cầu nhất thiết phải loại trừ tạp chất và xơ ngắn đó. Mặt khác, trong quá trình sản xuất sẽ phát sinh mươi lượng bông xơ hồi, phế và hao bay vô hình. Do đó mà phải có một lượng tiêu hao nguyên liệu nhất định. Lượng tiêu hao nguyên liệu cao hay thấp phụ thuộc rất nhiều các yếu tố như: Chất lượng nguyên liệu đưa vào(tỷ lệ tạp chất, xơ ngắn…). Chất lượng thiết bị kéo sợi(tốt, cũ, xấu,mới…). Hệ số các thông số công nghệ (hợp lý hay không ?). Trình độ tổ chức quản lý sản xuất. Trình độ tay nghề công nhân. Vì vậy, mức tiêu hao nguyên liệu cũng phải dựa vào tính năng kỹ thuật của từng loại máy, chất lượng bán thành phẩm yêu cầu của từng công đoạn mà khống chế tỷ lệ tiêu hao nguyên liệu cho hợp lý nhằm tiết kiệm nguyên liệu, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá việc sử dụng nguyên liệu trong kéo sợi bông là tỷ lệ chế thành gian máy và tỷ lệ chế thành luỹ kế. Tỷ chế thành gian máy cho biết khi đưa vào gian máy 100 kg nguyên liệu (hoặc bán thành phẩm) thì sẽ thu được bao nhiêu kg thành phẩm. Tỷ lệ chế thành luỹ kế cho biết từ 100 kg nguyên liệu đưa vào dây chuyền qua các công đoạn kéo sợi đến công đoạn thứ i thì thu được bao nhiêu kg bán thành phẩm hoặc thành phẩm của công đoạn đó. Bảng3.2 tiêu hao nguyên liệu dây chuyền kéo sợi Tỷ lệ [%] Nguyên liệu vào Chải thô Ghép OE Tổng Bông hồi 1,15 0,5 0,55 2,2 Bông phế tốt 1,3 0,1 0,3 1,6 Bông phế xấu - hao bay 4,25 0,01 0,55 4,81 ồ hồi - phế - hao bay 6,6 0,61 1,4 8,61 Tỷ lệ chế thành gian máy 93,4 99,39 98,6 91,39 Tỷ lệ chế thành luỹ kế 100 93,40 92,79 91,39 Tỷ lệ tiêu hao nguyên liệu 109,42 102,2 101,53 100 Sản lượng yêu cầu[kg/h] 164,9 150,71 147,46 145,24 3.2.1 Tính tỷ lệ các công đoạn dây chuyền OE rôto Sản lượng yêu cầu trong một giờ được tính theo công thức: [kg/h] G - Sản lượng thành phẩm yêu cầu sản suất trong một giờ [kg/h] G0- Sản lượng sợi OE thành phẩm yêu cầu sản xuất trong một năm [tấn] ồh - Tổng số giờ làm việc trong một năm + Sợi OE rôto với sản lượng 1000 tấn/năm cho mặt hàng sợi Nm = 42,3 [kg/h] 3.2.2 Năng suất lý thuyết *Dây chuyền OE roto - Máy chải thô C40 = = 33,85 [kg/h] d- Đường kính thùng con d = 0,706 [m] n- Tốc độ thùng con n = 40 [vg`/ph] e- Bội số kéo dài của bộ KD e = 1,4 NC- Chi số cúi chải NC = 0,22 - Máy ghép VS4A = = 84,27 [kg/h] Vr - Tốc độ ra cúi (suốt trước) Vr = 300 [m/ph] e - độ kéo giãn ngoại lệ e = 1,03 NC - Chi số cúi ghép NC = 0,22 - Máy OE roto SRZ = = 0,17 [kg/h/quả] 3.2.3 Năng suất thực tế của máy Trong quá trình gia công, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng suất máy(thời gian đóng máy BT-BD; thời gian ngừng máy sửa chữa…), nên năng suất thực tế không thể đạt 100% năng suất lý thuyết. Năng suất này phụ thuộc vào hiệu suất làm việc có ích của máy Att = Alt ´ h Alt - Năng suất lý thuyết h - Hiệu suất làm việc của máy Theo lý thuyết h được tính dựa vào hệ số thời gian có ích (Kci) và hệ số thời gian chạy máy (Kcm) h = Kci ´ Kcm Kci - Hệ số thời gian có ích Kcm - Hệ số thời gian chạy máy Bảng 3.2.3 Năng suất thực tế của máy Tên máy Alt [kg/h] h [%] Att [kg/h] Máy chải thô C40 33,85 90 30,47 Máy ghép VS4A 84,27 90 75,84 Máy kéo sợi OE roto SRZ 0,17 95 0,16 3.3 Tính số máy G - Sản lượng yêu cầu của từng gian máy [kg/h] Att - Năng suất thực tế [kg/h] - Máy chải thô C40 [máy] - Máy ghép VS4A [máy] - Máy kéo sợi OE rôto [máy] Bảng3.3 thiết kế và lắp đặt máy Máy Năng suất máy Sản lượng yêu cầu Số máy Alt[kg/h] h [%] Att[kg/h] Thiết kế Lắp đặt Chải thô C40 33,85 90 30,47 159,71 4,95 5 Ghép VS4A 84,27 90 75,84 147,46 1,94 2 OE rôto 0,17 95 0,16 145,24 4,2 5 3.4 Cân đối nguyên liệu Lượng nguyên liệu cần trong một năm sản xuất của mặt hàng là: [tấn] Lượng bông hồi cần sử dụng lại [tấn] Vậy lượng nguyên liệu cần nhập trong năm là: 1135,34 - 24,98 = 1110,36 [tấn] Lượng bông phế tốt của OE [tấn] Lượng bông phế xấu + hao bay [tấn] Bảng 3.4 Cân đối nguyên liệu Nhập Xuất Nguyên liệu Tấn/năm % Thành phần Tấn/năm % Bông Nigeria III 1100,36 97,8 Sợi OE 1000 91,39 Bông hồi 24,98 2,2 Bông hồi 24,98 2,2 Bông phế tốt 18,17 1,6 Bông phế xấu+ hao bay 54,6 4,81 Tổng 1125,34 100 1097,75 100 Phần IV Kiểm tra chất lượng bán thành phẩm 4.1 Kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn của từng công ty Công đoạn Hạng mục kiểm tra Chu kỳ kiểm tra Máy chải -Trọng lượng cúi chải -Bông kết tạp -Bông mui -2lần /ngày /máy(máy sau tu sửa ) -1lần /tháng /máy -1lần /tháng /máy Máy ghép -Trọng lượng cúi ghép -Ghép đợt I -ghép đọt II -2lần /ngày/máy -2lần /ngày/máy -3lần /ca/máy Sợi OE rôto -Cưòng lực sợi OE -Chi số(trọng lượng ) -Độ săn -Đứt mối -1I2lần /tuần/máy -1I2lần /tuần/máy -1lần /tháng /máy -1lần /6tháng /máy 4.2 Kiểm tra chất lượng qua thiết bị USTER 1- Cúi chải : Kiểm tra độ không đều (U% ; CV%) theo chiều dài 2- Cúi ghép: Kiểm tra độ không đều (U% ; CV%) theo chiều dài cúi 3 - Sợi OE rôto - Kiểm tra độ không đều (U% ; CV%) - Số điểm dày ( thik 50%) - Số điểm mỏng (thin 50%) - Tạp chất Nep. 200 % - Độ xù lông : H - Chi số sợi : Index Tất cả các kết quả trên đều được đọc trên máy. 4.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng 4.3.1Các chỉ tiêu chính . : Sai lệch chi số [%] CVN : Hệ số biến sai chi số [%] P : Độ bền tương đối [ g/tex ] CVp: Hệ số biến sai độ dài [%] U: Độ săn đều [%] Điểm mỏng : Thin [điểm/km] Điểm dày: Thick [điểm/km] Kết tạp: Neps [điểm/km] 4.3.2 Các chỉ tiêu khác Độ săn : K [xoắn/m] Hệ số biến sai độ săn CVk [%] Sai lệch độ săn [%]