Từ kết quả nghiên cứu của các Tác giả trên đây ta thấy rõ vai trò quan trọng
của vị trí xà hậu trong máy dệt. Nh ng việc thiết lập cụ thể vị trí của xà hậu ch a đ ợc các Tác giả chỉ rõ, đặc biệt khi dệt vải lụa tơ tằm.
1.4.2.4 Sức căng sợi dọc và ngang trong quá trình dệt vải:
1.4.2.4a Sức căng sợi dọc trong quá trình tạo miệng vải:
Trong quá trình tạo miệng vải, độ giãn và sức căng của sợi dọc ở phần miệng
vải tr ớc lớn hơn phần miệng vải sau do đó tạo nên sự cọ xát và sự dịch chuyển (S) của sợi dọc so với mắt go.
Hình 1.15 sự dịch chuyển ma sát S tại mắt go và sức căng sợi dọc khi tạo miệng vải
Ta có độ giãn sợi dọc phần tr ớc miệng vải là
12 2 1 2l h = λ ; độ giãn sợi dọc phần
sau miệng vải: 1
22 2 2 2 λ λ i l h = =
Nếu tính đến sự dịch chuyển ma sát S của sợi dọc với mắt go trong quá trình tạo miệng vải thì độ giãn sợi phần tr ớc miệng vải sẽ là λ1-S và độ giãn sợi
phần sau miệng vải là iλ1+S. Nếu tính đến tỷ số điều hoà Sd của sợi dọc của trục xà hậu tới độ giãn sợi dọc phần miệng vải phía sau thì độ giãn sợi dọc phần phía sau miệng vải sẽ là: iλ1+S - Sd
Bỏ qua lực ma sát giữa sợi dọc và que tách sợi, sức căng sợi dọc phần sau miệng vải sẽ cân bằng với sức căng sợi dọc giữa xà hậu và que tách sợi.
Tại thời điểm go bằng, sức căng sợi dọc là T0; sức căng sợi dọc phần sau miệng vải khi tạo miệng vải là T; sức căng phần tr ớc miệng vải là Tefθ , ta có ph ơng trình [42]: ( 1 ) 1 0 0 − − = −T SC Tefθ λ (1.7) ( 1 ) 1 0 0 − + − = −T i S S C T λ d (1.8)
Từ hai ph ơng trình trên ta rút ra
d f S S i T T S T Te C − + − = − − = 1 0 1 0 1 λ λ θ ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) 0 0 0 1 2 1 1 1 T e T T Te S i T ie T S f f d f − + − + − − − = θ θ θ λ
Góc θ đ ợc xác định bởi nửa góc miệng vải trên phía tr ớc α1 và nửa góc miệng vải trên phía sau β1, thực tế α1 < 100 và β1 rất nhỏ nên
( +i)= = + =α1 β1 α1 1 θ từ đó: ( ) ( ) ( ) [ ] ( ( ) ) ( ) ( 1 ) 0 0 1 0 1 1 2 1 1 1 1 1 1 T e T T Te S i T ie T S f i i f d i f − + − + − − − = + + + α α α λ trong đó:
λ1 - độ giãn sợi dọc phần tr ớc miệng vải (cm) T - sức căng phần sau miệng vải (cN/sợi)
T0 - sức căng sợi dọc tại thời điểm go bằng (cN/sợi) f - hệ số ma sát giữa go và sợi dọc.
1.4.2.4b Sức căng sợi dọc mắc máy: Sức căng sợi dọc mắc máy phải đ ợc thiết lập phù hợp với loại vải cần dệt. Khi dệt vải nhẹ, mật độ ngang thấp thì sức căng sợi dọc phải thiết lập sao cho miệng vải phải rõ ràng.
Khi thiết lập sức căng sợi dọc mắc máy thì yếu tố quan trọng cần quan tâm đó là để số lần đứt sợi dọc phải thấp nhất. Sức căng sợi dọc không đ ợc quá căng hoặc quá chùng. Nếu sức căng sợi dọc thấp, miệng vải mở không rõ ràng, ma sát giữa sợi dọc với các chi tiết tiếp xúc cao (mắt go, la men, l ợc dệt, ...) dễ làm đứt sợi và khó đập sợi ngang vào đ ờng dệt. Nếu sức căng sợi dọc lớn, bản thân sợi dọc chịu tải trọng lớn cũng dễ đứt sợi. Khi thiết lập sức căng sợi dọc mắc máy cần quan tâm tới nhiều yếu tố. Chẳng hạn khi dệt vải vân điểm, việc đập sợi ngang vào đ ờng dệt khó hơn so với vải có kiểu dệt khác, do lực ma sát cản trở quá trình đập sợi ngang vào đ ờng dệt với kiểu dệt vân điểm là lớn nhất. Sức căng sợi dọc mắc máy cho loại sợi mộc th ờng lớn hơn so với sợi đã đ ợc xử lý hoá học. Máy dệt có chiều sâu lớn thì sức căng mắc máy phải lớn hơn so với máy dệt có chiều sâu nhỏ hơn.
Do sợi tơ tằm có độ nhỏ mảnh, trơn nhẵn và nhậy cảm, ít cản trở quá trình đập sợi ngang vào đ ờng dệt, nên sức căng sợi dọc mắc máy đ ợc thiết lập không cao, thông th ờng khoảng 20% độ bền đứt của sợi tơ. Nói chung phải căn cứ vào tính chất cơ lý của nguyên liệu sợi, chẳng hạn với loại tơ tằm có độ giãn đứt cao thì sức căng mắc máy đ ợc đặt thấp hơn.
Bảng 1.1 sức căng mắc máy cho một số loại nguyên liệu [42]
Nguyên liệu Sức căng mắc máy
cN/dtex G/D
Tơ tằm 0,66 0,88- 0,75 1-
Tơ nhân tạo 0,31 0,35- 0,35 0,4-
Dacron 0,26 0,31- 0,3 0,35-
Nylon 0,18 0,22- 0,2 0,25-
1.4.2.4c Sức căng sợi ngang trong quá trình dệt
Trong quá trình dệt vải, sức căng sợi ngang không chỉ chịu ảnh h ởng của tốc độ máy dệt, lực đánh thoi, h ớng chuyển động của thoi mà còn chịu ảnh h ởng của kích th ớc suốt sợi, dạng bên ngoài của lõi suốt, chất l ợng quấn
ống suốt, chất l ợng khuyết dẫn sợi trong suốt sợi và vòng hãm sợi trong suốt, ... (với máy dệt không thoi những yếu tố này đ ợc loại bỏ, do trong máy dệt không thoi đ ợc trang bị bộ phận dự trữ sợi ngang). Sức căng sợi ngang đ ợc thiết lập trên cơ sở yêu cầu chất l ợng vải cần dệt. Nếu sức căng sợi ngang thấp, độ co ngang của vải sẽ lớn, mặt vải gồ ghề không bằng phẳng. Khi dệt sợi ngang tơ tằm, th ờng sức căng đ ợc thiết lập cao hơn so với sợi tơ nhân tạo. Thời điểm go bằng sớm thì sức căng sợi ngang đ ợc thiết lập nhỏ hơn so với thời điểm go bằng muộn [42]. Nói chung để thiết lập đúng sức căng sợi ngang phải quan tâm đến nhiều yếu tố nh bản chất của sợi ngang, loại máy dệt sử dụng, tốc độ máy dệt và yêu cầu chất l ợng vải cần dệt. Một cách trực quan, đó là bề mặt vải sau khi lấy ra khỏi máy dệt phải phẳng phiu, không gợn sóng.
Khi nghiên cứu về các thông số công nghệ trong quá trình dệt vải, tiến sỹ Phan Thanh Tuấn đã thiết kế chế tạo lắp ghép một mạch đo với sự trợ giúp của máy tính để đo hai thông số công nghệ quan trọng nhất là sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang [5]. Trên cơ sở đó, Tác giả xác định đ ợc các thông số công nghệ dệt tối u trên quan điểm để sức căng sợi dọc thấp nhất trong quá trình dệt. Đối t ợng nghiên cứu của Tác giả là máy dệt thoi kẹp STB- -4 180 (Liên Xô cũ), mặt hàng đ ợc chọn để thực nghiệm là vải phin sợi 100% bông, kiểu dệt vân điểm. Tác giả đã tập trung nghiên cứu các thông số công nghệ đ ợc coi là ảnh h ởng lớn nhất đền chất l ợng vải bao gồm: sức căng sợi dọc mắc máy, độ cao trục cảm ứng sức căng, độ chập sợi dọc, đ ờng kính búp sợi ngang, vị trí đặt búp sợi ngang và góc xoắn trục xoắn máy dệt.
Tác giả đã thiết lập đ ợc mối quan hệ giữa ba thông số: đ ờng kính búp sợi ngang, khoảng cách từ khuyết dẫn sợi đến búp sợi ngang và góc xoắn trục máy dệt đến sức căng sợi ngang trong quá trình dệt là một hàm số bậc hai. Từ đó Tác giả giải bài toán tìm giá trị nhỏ nhất của hàm này trong điều kiện ràng buộc của máy dệt STB và tìm ra các giá trị tối u để sức căng sợi ngang là nhỏ nhất. T ơng tự, khi nghiên cứu các yếu tố ảnh h ởng đến sức
căng sợi dọc trong quá trình dệt vải, Tác giả chỉ ra: ba thông số quan trọng nhất ảnh h ởng đến sức căng sợi dọc là sức căng mắc máy, độ cao trục cảm
ứng sức căng (xà hậu) và độ chập sợi dọc (thời điểm go bằng). Trong ba thông số này thì sức căng mắc máy ảnh h ởng đến sức căng sợi dọc nhiều hơn cả. Độ cao trục cảm ứng sức căng không những ảnh h ởng đến sức căng sợi dọc mà còn ảnh h ởng đến biên độ dao động sức căng sợi dọc. Các thông số trên không những ảnh h ởng đến sức căng sợi dọc (độ đứt sợi dọc) trong quá trình dệt vải mà còn ảnh h ởng đến các thông số kỹ thuật của vải tạo thành (mật độ vải, độ co sợi dọc, độ co sợi ngang, khối l ợng vải). Từ đó, Tác giả giải bài toán tìm các thông số công nghệ dệt tối u trên quan điểm sức căng sợi dọc nhỏ nhất tại thời điểm đập sợi ngang vào đ ờng dệt để vải có chất l ợng tốt nhất.
Công trình nghiên cứu của Tác giả, chỉ tập trung vào mặt hàng vải bông và máy dệt kiểu thoi kẹp STB. Dụng cụ đo sức căng sợi do Tác giả tự thiết kế chế tạo, phạm vi đo còn hạn chế (lớn nhất 165 cN).
Tác giả Kathirvelu Subramanian đã nghiên cứu các thông số công nghệ
dệt trên máy dệt thổi khí và tìm điều kiện tối u để đặt sợi ngang vào đ ờng dệt trên máy dệt thổi khí OMNI Picanol [27]. Tác giả cho rằng, năng l ợng
cần thiết để đặt sợi ngang vào đ ờng dệt của máy dệt thổi khí là cao hơn khoảng 60% so với các nguyên lý dệt không thoi khác (kiếm, thoi kẹp, n ớc).
Các yếu tố có ảnh h ởng lớn nhất đến quá trình thổi sợi qua miệng vải đó là: áp suất thổi của vòi phun chính, của hệ thống vòi phun phụ, thời điểm đóng mở các van, thời gian thổi, hệ thống vòi phun kéo giữ đầu sợi tự do ở biên vải bên trái, … Bên cạnh đó Tác giả cũng nghiên cứu các điều kiện thổi sợi với các loại nguyên liệu khác nhau nh 100% bông, bông pha polyester, 100% polyester, sợi dạng tơ filament, sợi dạng nồi khuyên và dạng sợi OE. Từ đó
năng suất dệt cao nhất (tốc độ đặt sợi ngang cao nhất), chất l ợng vải tốt nhất (không lỗi) và hiệu suất máy cao nhất (thời gian dừng máy thấp nhất).
Công trình này Tác giả nghiên cứu cho nguyên liệu bông, bông pha polyester và áp dụng trên máy dệt thổi khí OMNI Picanol.
Tác giả Ian Blanchonette có công trình nghiên cứu xác định sức căng sợi trong quá trình dệt vải len [25]. Tác giả đã nghiên cứu sự thay đổi của sức căng sợi dọc và ngang trong quá trình dệt vải len mịn (sợi đơn 25tex) trên ba loại máy dệt khác nhau, đó là máy dệt kiếm mềm SOMET SM92, máy dệt thoi kẹp SULZER PU và máy dệt thổi khí PICANOL PAT-A. Theo Tác giả, trong quá trình dệt vải len mịn, mỗi một sợi dọc chịu sự kéo dãn khoảng 2500 chu kỳ; nh ng với sợi ngang chỉ chịu một chu kỳ kéo dãn trong quá trình dệt vải. Hai thời điểm mà sợi dọc chịu tải trọng tác dụng lớn nhất là thời điểm đập sợi ngang vào đ ờng dệt và thời điểm miệng vải mở to nhất. Việc nghiên cứu sức căng sợi dọc và sợi ngang trong quá trình dệt vải nhằm mục đích hiểu rõ quá trình chịu tải trọng, thời điểm chịu tải trọng lớn nhất của sợi để từ đó thiết lập các thông số công nghệ hợp lý giảm độ đứt sợi khi dệt. Dụng cụ đo sức căng sợi Zweigle G590 đ ợc Tác giả sử dụng; khi đo sức căng sợi dọc dụng cụ đo đặt giữa xà hậu và giàn la men cách biên phải khoảng 40 cm. Khi đo sức căng sợi ngang dụng cụ đo đặt ngay sau bộ phận chuẩn bị sợi ngang.
(a)
(b)
(c) (d) (e)
Hình 1.16 sức căng sợi dọc/ngang trong quá trình dệt phụ thuộc vào góc quay trục chính máy dệt [25]
Từ các đồ thị ghi lại đ ợc trên hình 1.16 Tác giả rút ra kết luận:
Sức căng sợi dọc thay đổi từ vị trí biên trái sang biên phải của vải, sức căng sợi dọc tại vị trí biên có xu h ớng cao hơn vùng lân cận do có văng biên (hình 1.16a). Sức căng sợi dọc lớn nhất tại vùng giữa tấm vải, kết luận này cũng phù hợp với công trình nghiên cứu của tác giả Weinsdorfer và Lange [4 ]. Hình 5 1.16b minh hoạ sức căng sợi dọc trên máy dệt kiếm mềm SOMET, kiểu dệt vân điểm. Sức căng sợi dọc lớn nhất tại thời điểm đập sợi ngang vào đ ờng dệt, điểm nhọn thứ hai của đồ thị ứng với thời điểm miệng vải mở lớn nhất. Tốc độ thay đổi sức căng lớn nhất của sợi dọc là tại thời điểm đập sợi ngang vào đ ờng dệt và dao động trong khoảng 35 45 N/s; trong khi đó tốc độ thay - đổi này khi mở miệng và đóng miệng vải là 5 N/s. Tốc độ thay đổi sức căng sợi ngang lớn nhất trong quá trình đặt sợi với máy dệt kiếm khoảng 60 120 N/s còn với dệt thoi kẹp là 350- -700 N/s. Với máy dệt thổi khí sự thay đổi này có thể lên đến 700 1000 N/s. Hình 1.16c biểu thị sức căng sợi ngang - trong quá trình dệt trên máy dệt kiếm mềm. Sức căng sợi đột ngột tăng lên khi kiếm trái bắt đầu nhận sợi và kéo vào miệng vải; tại giữa khổ vải kiếm trái
dừng lại và trao sợi cho đầu kiếm phải lúc này sức căng sợi ngang nhỏ nhất. Tiếp theo sức căng sợi ngang tăng vọt lên do kiếm phải kéo sợi qua hết phần còn lại của khổ vải. Hình 1.16d và 1.16e là đồ thị một chu kỳ đặt sợi ngang trên máy thoi kẹp và thổi khí. Trên máy dệt thổi khí, sức căng sợi ngang lớn nhất là thời điểm khi đầu sợi về gần biên phải máy dệt và sợi đột ngột bị phanh lại.
Những kết luận trên của Tác giả là kết quả thực nghiệm cho vải len nhẹ, trên máy dệt khí, kiếm và thoi kẹp.
1.4.2.5 Lực đập sợi ngang trong quá trình dệt vải:
Đồng tác giả Yangping Shih và Mansour H. Mohamed tr ờng dệt Carolina, Hoa Kỳ đã nghiên cứu và đo lực đập sợi ngang vào đ ờng dệt [46]. Thiết bị đ ợc sử dụng để đo lực đập là vòng đệm áp điện (piezoelectric load washer) và d ỡng sức căng gắn trên l ợc dệt. Tác giả đã nghiên cứu mối quan hệ giữa sức căng sợi dọc, mật độ sợi ngang, độ nhỏ sợi ngang, thời điểm đóng miệng vải và tốc độ máy dệt đến lực đập sợi. Một số kết luận của công trình này là:
Sức căng sợi dọc tăng thì lực đập sợi ngang vào đ ờng dệt tăng, đó là quan hệ tuyến tính bậc nhất biểu thị qua ph ơng trình thực nghiệm:
W
B=80.214+ 0.337 ở đây B là lực đập còn W là sức căng sợi dọc.
Mật độ sợi ngang giảm thì lực đập tăng rất nhanh. Sợi càng thô thì lực đập sợi càng lớn; mối quan hệ giữa lực đập và độ nhỏ của sợi tuân theo hàm tuyến tính bậc nhất B=25.36 +0.0318L ở đây L là độ nhỏ của sợi ngang.
Thời điểm go bằng càng muộn thì lực đập sợi ngang vào đ ờng dệt càng thấp.
Hai yếu tố mật độ sợi ngang và độ nhỏ sợi ngang có ảnh h ởng lớn nhất đến lực đập sợi. Thời điểm đóng miệng vải ảnh h ởng không nhiều đến lực đập sợi. Tốc độ máy dệt cũng không ảnh h ởng nhiều đến lực đập sợi ngang.
Việc nghiên cứu xác định lực đập sợi ngang vào đ ờng dệt là công việc khó, cho đến nay ch a có thiết bị đo nào hoàn hảo cho mục đích này.
1.5 Kết luận ch ơng 1 và h ớng nghiên cứu của luận án
1.5.1 Kết luận ch ơng 1:
Tơ tằm là nguyên liệu dệt tự nhiên quí, là tơ có nguồn gốc tự nhiên duy