nghiên cứu thiết kế, điều khiển máy hồ vải lụa tơ tằm

LỜI CẢM ƠN
Lời cảm ơn là lời tri ân sâu sắc mà em muốn gửi đến toàn thể quý thầy cô trường
Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ và
giúp đỡ trong suốt quá trình hoàn thành luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Võ Tường Quân đã luôn tận tình
hướng dẫn và chỉ bảo về mặt kiến thức chuyên môn cũng như định hướng đề tài luận
văn. Thầy đã chỉ cho em thấy những thiếu sót và đề xuất nhiều hướng mới. Thầy luôn
tạo điều kiện tốt nhất để em tiếp cận những kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế
giúp bản thiết kế của em có tính ứng dụng cao.
Em xin cảm ơn các thầy trong bộ môn Cơ Điện Tử và các thầy cô đã dạy em
trong suốt thời gian theo học đại học. Các thầy cô đã luôn tận tình hướng dẫn và
truyền đạt cho em những kiến thức cũng như lời khuyên quý báu giúp em hoàn thành
luận văn.
Dù đã có nhiều cố gắng thực hiện luận văn một cách hoàn chỉnh nhất. Song vì
hạn chế về mặt thời gian, kiến thức cũng như kinh nghiệm, luận văn gặp phải sai sót
trong thiết kế đầu tay là không thể tránh khỏi. Để trở thành người kỹ sư thực thụ, em
còn phải cố gắng học hỏi nhiều hơn nữa. Kính mong ý kiến đóng góp của quý thầy cô
và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn.
Kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe.

TP.Hồ Chí Minh, Ngày 18 tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện luận văn
Ký tên

Nguyễn Quang Vũ
i


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong quá trình dệt, vuông lụa sau khi dệt có đặc tính quá mềm nên gây khó
khăn trong việc tạo dáng, khó may, biên vải dễ bị quăn. Ngoài ra, trong công đoạn tiền

xử lý trước khi in màu trên vải lụa, công đoạn hồ vải nhằm mục đích tăng độ cứng,
làm cho vuông lụa đầy đặn hơn. Đồng thời, màng hồ đóng vai trò chất hỗ trợ trong
công đoạn in – nhuộm. Đứng trước nhu cầu đó, máy hồ vải đã và đang được nghiên
cứu, thiết kế và chế tạo nhằm thực hiện công đoạn hồ vải với năng suất cao và tăng
chất lượng thành phẩm. Máy hồ vải gồm: cụm mở khổ vải, cụm ngấm hồ, cụm gia
nhiệt, cụm sàn biền và cụm cuộn vải thành phẩm. Khổ vải được chọn phù hợp với tiêu
chuẩn vải lụa đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường trong nước và ngoài nước.
Nội dung luận văn được chia thành 6 chương:
Chương 1: Tổng quan. Giới thiệu một cách tổng quát về vai trò và sự cần thiết
của đề tài luận văn. Tìm hiểu tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.
Chương 2: Phân tích, lựa chọn phương án. Đề xuất các phương án giải quyết
cho từng vấn đề của máy hồ vải lụa như nguyên lý ép hồ, nguyên lý gia nhiệt và
cuộn biền mép vải lụa thành từng cây.
Chương 3: Xây dựng nguyên lý thiết kế. Từ yêu cầu vận hành của máy, đề
xuất các cơ cấu cơ khí phù hợp. Cơ cấu của máy được chia thành 3 cụm chính
gồm: ép keo, gia nhiệt và cuộn thành phẩm.
Chương 4: Thiết kế cơ khí. Tính toán công suất động cơ, ứng suất trục, lựa
chọn bộ truyền động, ổ lăn, khớp nối, mối ghép then.
Chương 5: Thiết kế bộ điều khiển. Từ lưu đồ giải thuật thiết kế mạch điện
điều khiển, mạch động lực. Giải quyết các vấn đề trực quan về giao diện người
dùng và năng suất hoạt động của máy hồ vải lụa.
Chương 6: Tổng kết và hướng phát triển của đề tài. Trình bày kết quả của
luận văn. Nêu ra đặc điểm của máy hồ vải lụa, đồng thời đề xuất phương hướng
phát triển cho đề tài.
ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................... ii

MỤC LỤC ................................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH ẢNH ...........................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU .......................................................................................... x
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 1
1.1

ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................1

1.2

TỔNG QUAN SỰ RA ĐỜI LỤA TƠ TẰM .....................................................1

1.2.1

Lụa tơ tằm ...................................................................................................1

1.2.2

Ngành dệt lụa ..............................................................................................3

1.2.3

Ươm tơ dệt lụa ............................................................................................4

1.3

HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NGÀNG LỤA TƠ TẰM ..................................7

1.4

CÔNG ĐOẠN HỒ VẢI .....................................................................................9

1.4.1

Quá trình ngấm ép .......................................................................................9

1.4.2

Thành phần hóa học và tính chất của chất trợ ngấm .................................10

1.4.3

Quá trình sấy – tách nước..........................................................................11

1.4.4

Nhu cầu thực tiễn ......................................................................................12

1.5

MỘT SỐ LOẠI MÁY HỒ VẢI TRÊN THỊ TRƯỜNG ..................................12

1.5.1

Thị trường ngoài nước...............................................................................12

1.5.2

Thị trường trong nước ...............................................................................16

1.6

KẾT LUẬN ......................................................................................................17

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ............. 18
2.1

XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ........................................................18
iii


2.1.1

Phương án 1...............................................................................................18

2.1.2

Phương án 2...............................................................................................20

2.1.3

Phương án 3...............................................................................................23

2.2

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .........................................................25

CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ ............................................ 26
3.1

YÊU CẦU KỸ THUẬT MÁY HỒ VẢI LỤA ................................................26

3.2

THIẾT KẾ MÁY HỒ VẢI LỤA .....................................................................27

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ CƠ KHÍ ............................................................................ 31
4.1

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG .................................................31

4.2

CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN ................................32

4.3

TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH .................................................................34

4.3.1

Bộ truyền xích giữa trục 5 và trục 3 ..........................................................34

4.3.2

Bộ truyền xích giữa trục 5 và trục 1 ..........................................................39

4.3.3

Bộ truyền xích giữa trục 3 và trục 4 ..........................................................41

4.3.4

Bộ truyền xích giữa trục 3 và trục 2 ..........................................................43

4.4

THIẾT KẾ TRỤC ............................................................................................45

4.4.1

Phân tích lực sơ bộ ....................................................................................45

4.4.2

Xác định các lực tác dụng lên trục và đường kính các đoạn trục .............47

4.4.3

Kiểm nghiệm độ bền trục ..........................................................................54

4.5

CHỌN THEN ...................................................................................................57

4.6

TÍNH TOÁN NỐI TRỤC ................................................................................58

4.7

TÍNH TOÁN Ổ LĂN .......................................................................................59

CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ........................................................... 63
5.1

QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY ...................................................................63

5.2

YÊU CẦU BỘ ĐIỀU KHIỂN .........................................................................64
iv


5.3

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN ....................................................65

5.3.1

Phương án khởi động động cơ ..................................................................65

5.3.2

Phương án điều khiển nhiệt độ ..................................................................66

5.3.3

Phương án điều khiển canh biền mép vải .................................................67

5.3.4

Phương án chọn bộ xử lý trung tâm ..........................................................68

5.4

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ........................................................................69

5.4.1

Biến tần (Inverter) .....................................................................................69

5.4.2

Bộ điều khiển nhiệt ...................................................................................72

5.4.3

Cảm biến quang chữ U ..............................................................................74

5.4.4

Bộ điều khiển PLC ....................................................................................75

5.4.5

Các thiết bị điện khác ................................................................................75

5.4.6

Các thiết bị khí nén ...................................................................................77

5.5

GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG .....................................................82

5.5.1

Lưu đồ giải thuật .......................................................................................82

5.5.2

Truyền thông RS485 .................................................................................85

5.5.3

Ngõ vào/ra bộ điều khiển PLC ..................................................................87

CHƯƠNG 6. TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ................ 88
6.1

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ..................................................................................88

6.2

NHỮNG MẶT HẠN CHẾ ..............................................................................88

6.3

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ...........................................................89

PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 97

v


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1.1 - Các sản phẩm từ lụa tơ tằm [2]. ............................................................2
Hình1.2 - Tranh lụa cổ Việt Nam [4]. ....................................................................2
Hình1.3 - Ấu trùng tằm dâu Bombyx mori [5]. .....................................................4
Hình 1.4 - Né tằm [5]. ............................................................................................5
Hình 1.5 - Quá trình ươm tơ [6]. ............................................................................5
Hình 1.6 - Quá trình dệt lụa. ..................................................................................6
Hình 1.7 - Lụa “hoa ban” – nghệ nhân Nguyễn Hữu Chỉnh thiết kế [7]. ..............7
Hình 1.8 - Mẫu thiết kế Lụa Vân tại đại lễ Ngàn Năm Thăng Long [8]................8
Hình 1.9 - Thị trường tiêu dùng sản phẩm lụa tơ tằm. ...........................................8
Hình1.10 - Quá trình ngấm ép [9]. .........................................................................9
Hình 1.11 - Quá trình sấy – tách nước [9]. ..........................................................11
Hình 1.12 - Máy hồ vải T-Tech Japan Corp – TTS10S [11]. ..............................12
Hình1.13 – Sơ đồ nguyên lý TTS10S [11]. .........................................................13
Hình 1.14 - Máy hồ vải Montex 6F Twin Air [12]. .............................................14
Hình 1.15 - Máy hồ vải OPTIMA 2510 (Swastik) [13]. ......................................15
Hình 1.16 - Sơ đồ nguyên lý vận hành [13]. ........................................................15
Hình 1.17 - Máy hồ xả xoăn Model: DP-HXX-II [14]. .......................................16
Hình 2.1 - Sơ đồ nguyên lý phương án 1. ............................................................18
Hình 2.2 - Phương án thiết kế 1. ..........................................................................19
Hình 2.3 - Sơ đồ nguyên lý phương án 2. ............................................................20
Hình 2.4 - Phương án thiết kế 2. ..........................................................................21
Hình 2.5 - Cụm trục côn (4). ................................................................................21

Hình 2.6 - Sơ đồ nguyên lý phương án 3. ............................................................23
vi


Hình 3.1 - Sơ đồ dây chuyền máy. .......................................................................26
Hình 3.2 - Trục đầu vào. ......................................................................................27
Hình 3.3 - Cặp trúc ép và máng hồ. .....................................................................27
Hình 3.4 - Cụm gia nhiệt. .....................................................................................28
Hình 3.5 - Cụm sàn biền vải. ...............................................................................28
Hình 3.6 - Trục căng lá vải. .................................................................................28
Hình 3.7 - Cụm cuộn vải thành phẩm. .................................................................29
Hình 3.8 - Tổng quan kết cấu máy hồ vải lụa. .....................................................30
Hình 4.1 - Sơ đồ hệ thống dẫn động máy hồ vải..................................................31
Hình 4.2 - Động cơ 4A90L6Y3 tốc độ 936 vòng/phút (2p = 6) [16]. ....................33
Hình 4.3 - Sơ đồ hệ thống dẫn động máy hồ vải..................................................34
Hình 4.4 - Sơ đồ hệ thống dẫn động máy hồ vải..................................................39
Hình 4.5 - Sơ đồ hệ thống dẫn động máy hồ vải..................................................41
Hình 4.6 - Sơ đồ hệ thống dẫn động máy hồ vải..................................................43
Hình 4.7 - Sơ đồ lực tác dụng lên trục 1. .............................................................46
Hình 4.8 - Sơ đồ lực tác dụng lên trục 2. .............................................................46
Hình 4.9 - Sơ đồ lực tác dụng lên trục 3. .............................................................47
Hình 4.10 - Sơ đồ lực tác dụng lên trục 4. ...........................................................47
Hình 4.11 - Biểu đồ nội lực trục 1. ......................................................................48
Hình 4.12 - Kết cấu trục 1. ...................................................................................48
Hình 4.13 - Biểu đồ nội lực trục 2. ......................................................................49
Hình 4.14 - Kết cấu trục 2. ...................................................................................50
Hình 4.15 - Biểu đồ nội lực trục 3. ......................................................................51
Hình 4.16 - Kết cấu trục 3. ...................................................................................52
Hình 4.17 - Biểu đồ nội lực trục 4. ......................................................................53
vii

Hình 4.18 - Kết cấu trục 4. ...................................................................................54
Hình 5.1 - Sơ đồ mạch nguyên lý hoạt động........................................................64
Hình 5.2 - Hanyoung nux MC9 [20]. ...................................................................66
Hình 5.3 - Cảm biến khí SL5101 [21]. ................................................................67
Hình 5.4 - Cảm biến quang chữ U với 2 mắt dò FBX-25 [22]. ...........................68
Hình 5.5 - Biến tần Mitsubishi FR-E520-1,5K [23]. ...........................................70
Hình 5.6 - Khối chức năng biến tần [23]. ............................................................70
Hình 5.7 - Logic sink/source [23]. .......................................................................71
Hình 5.8 - Các chân tín hiệu của biến tần [23]. ...................................................71
Hình 5.9 - Bộ điều khiển nhiệt độ PID MC9-4 [20]. ...........................................72
Hình 5.10 - Sơ đồ chân bộ điều khiển nhiệt độ [20]. ...........................................73
Hình 5.11 - Đèn Halogen đũa 300W, 230V, 114mm [25]. ..................................73
Hình 5.12 - Quạt gió 24VDC [26]. ......................................................................74
Hình 5.13 - Sơ đồ chân cảm biến quang FBX-25 [22]. .......................................74
Hình 5.14 - PLC Mitshubishi FX1N [24]. ...........................................................75
Hình 5.15 - Cặp xylanh nâng trục ép hồ. .............................................................77
Hình 5.16 - Xylanh AIRTAC SC100x50 [27]. ....................................................77
Hình 5.17 - Xylanh trục tì vải. .............................................................................78
Hình 5.18 - Xylanh DON’T MAL 35x350 [28]...................................................78
Hình 5.19 - Xylanh cụm sàn biền vải...................................................................79
Hình 5.20 - Xylanh AIRTAC SC 35x100 [29]. ...................................................79
Hình 5.21 - Van khí nén tâm đóng 5 cửa 3 vị trí kích từ lò xo 24VDC [30]. ......80
Hình 5.22 - Van tiết lưu khí nén port size 1/4" [31]. ...........................................80
Hình 5.23 - Công tắc hành trình 24VDC [32]......................................................80
Hình 5.24 - Bộ lọc hơi Airtac GC300-15 [33]. ....................................................81
viii

Hình 5.25 - Các loại dây dẫn khí nén [34]. ..........................................................81
Hình 5.26 - Đầu chia khí nén port size 1/2" [35]. ................................................81
Hình 5.27 - Lưu đồ giải thuật điều khiển tổng quát. ............................................82
Hình 5.28 - Chương trình điều chỉnh trục ép hồ. .................................................83
Hình 5.29 - Chương trình sàn vải tự động. ..........................................................83
Hình 5.30 - Chương trình điều chỉnh động căng lá vải. .......................................84

ix


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 4.1 - Đặc tính kỹ thuật. ...............................................................................34
Bảng 4.2 - Bảng kết quả tính toán. .......................................................................56
Bảng 4.3 - Then trên các trục. ..............................................................................57
Bảng 4.4 - Kích thước vòng đàn hồi 16-10a [19]. ...............................................58
Bảng 4.5 - Kích thước chốt đàn hồi 16-10b [19]. ................................................58
Bảng 4.6 - Chọn ổ bi cỡ nhẹ cho trục 1 phụ lục P2.7 [18]. ..................................59
Bảng 4.7 - Chọn ổ bi cỡ nhẹ trục 2 phụ lục P2.7[18]...........................................60
Bảng 4.8 - Chọn ổ bi cỡ nhẹ trục 3 phụ lục P2.7[18]...........................................61
Bảng 4.9 - Chọn ổ bi cỡ nhẹ trục 4 phụ lục P2.7[18]...........................................62
Bảng 5.1 - Quy trình vận hành máy. ....................................................................63
Bảng 5.2 - Sơ đồ bố trí nguồn nhiệt Halogen. ......................................................64
Bảng 5.3 - Bảng tín hiệu trả về từ cảm biến FBX-25...........................................74
Bảng 5.4 - Truyền thông giữa các khối điều khiển. .............................................85
Bảng 5.5 – Thông số cài đặt chuẩn giao tiếp cho biến tần. ..................................85
Bảng 5.6 - Địa chỉ thanh ghi biến tần. ..................................................................85
Bảng 5.7 - Các thông số cần cài đặt trước cho biến tần. ......................................86
Bảng 5.8 - Thông số cài đặt chuẩn giao tiếp cho MC9. .......................................86
Bảng 5.9 - Địa chỉ thanh ghi MC9. ......................................................................87
Bảng 5.10 - Các ngõ vào PLC. .............................................................................87

Bảng 5.11 - Các ngõ ra PLC. ...............................................................................87

x


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Tập đoàn Dệt May Việt Nam, năm 2014, ngành dệt may xuất khẩu trên 24 tỷ
USD (chiếm 15,8% giá trị xuất khẩu) , tăng xấp xỉ 19% so với năm 2013. Và dự kiến
2015, ngành dệt may có thể đạt giá trị xuất khẩu 28-28,5 tỷ USD [1] Cung cấp sản
phẩm ổn định về chất lượng và số lượng lớn cho thị trường: Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản,
Hàn Quốc. Đứng trước nhu cầu cao về cung ứng số lượng mặt hàng ngành dệt may,
quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa quy trình tự động được các doanh nghiệp chú
trọng, cải tiến dây chuyền sản xuất, từ đó gia tăng năng suất và cải thiện chất lượng
sản phẩm ngày càng tốt hơn.
Trong đó, vải lụa tơ tằm là sản phẩm cao cấp, có độ mềm mại và óng mượt cao,
có nguồn gốc thiên nhiên. Người mặc có thể cảm nhận rõ rệt vẻ mượt mà, êm ái của
lụa tơ tằm mà các loại vải sợi khác không thể có được. Với sự phát triển của khoa học
kỹ thuật tiên tiến hiện nay, có rất nhiều loại sợi hay vải tổng hợp được ra đời với các
tính năng cao cấp và ưu việt nhưng không thể thay thế hoặc so sánh với lụa tơ tằm.
Với những đặc điểm chỉ có ở lụa tơ tằm là nhẹ, thoáng, thanh lịch, không tích điện; ấm
ấp khi tiết trời lập đông và thoáng mát khi vào mùa hè.
1.2 TỔNG QUAN SỰ RA ĐỜI LỤA TƠ TẰM
1.2.1 Lụa tơ tằm
Lụa là một loại vải mịn, mỏng được dệt bằng tơ. Loại lụa tốt nhất được dệt từ tơ

tằm. Người ta nuôi tằm (Bombyx mori), lấy tơ xe sợi dệt thành lụa. Do có cấu trúc
dạng lăng kính tam giác các góc bo tròn, lụa phản chiếu ánh sáng chiếu vào nó với
nhiều góc độ khác nhau tạo nên vẻ óng ánh đặc trưng.
Tính chất đặc trưng của vải lụa:
-

Có độ co giản trung bình – kém.

-

Khả năng giữ nước tốt: 11%

-

Độ dẫn điện và dẫn nhiệt kém nên thích hợp cho thời tiết lạnh.

-

Tơ lụa không còn bền khi phơi nhiều dưới nắng và cũng bị sâu bọ tấn công.
1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Với đặc trưng về chất liệu tơ tằm mà ngàng dệt đã áp dụng vào sản xuất các mặt
hàng đa dạng phong phú như quần áo bằng bằng lụa rất thích hợp với thời tiết nóng và
hoạt động nhiều vì lụa dễ thấm mồ hôi. Quần áo lụa cũng thích hợp cho thời tiết lạnh
vì lụa tơ tằm cách nhiệt tốt làm cho người mặc ấm hơn.

Hình 1.1 - Các sản phẩm từ lụa tơ tằm [2].
Ngoài dùng để may quần áo và làm thành các đồ thủ công, lụa còn được dùng

làm dù, lốp xe đạp, chăn mền và túi đựng thuốc súng. Áo giáp chống đạn trước kia
cũng làm từ lụa cho đến Thế Chiến Thứ Nhất. Bằng quá trình xử lí đặc biệt, tơ lụa có
thể dùng làm chỉ không hấp thụ trong phẫu thuật. Các thầy thuốc Trung Quốc đã từng
sử dụng lụa để làm mạch máu nhân tạo. Lụa cũng dùng để viết và làm tranh vẽ [3].

Hình1.2 - Tranh lụa cổ Việt Nam [4].
Lụa vẽ thường là lụa tơ tằm, không lỗi, mịn hoặc hơi thô, dệt thủ công hay dệt
bằng máy. Do yêu cầu của ngành mỹ thuật, các nhà máy dệt đã sản xuất loại lụa
chuyên dùng để vẽ tranh, mỏng và hơi thưa, nhìn rõ thớ lụa.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.2.2 Ngành dệt lụa
Nghề nuôi tằm lấy tơ đã bắt đầu ít nhất là 6000 năm từ Trung Quốc. Ban đầu, chỉ
có vua mới được dùng hoặc ban tặng cho người khác, tuy nhiên sau đó thì lụa dần dần
được các tầng lớp xã hội ở Trung Quốc dùng ở nhiều nơi rồi lan ra đến các vùng khác
của châu Á như các nước Hàn Quốc, Nhật Bản, Ấn độ và Phương Tây. Lụa nhanh
chóng trở thành một thứ hàng cao cấp ở những nơi mà thương nhân người Hoa đặt
chân tới, bởi nó bền và có vẻ đẹp óng ánh. Nhu cầu về lụa thì nhiều và nó trở thành
một ngành thương nghiệp xuyên quốc gia.
Riêng ở nước ta, nghề trồng dâu nuôi tằm cũng đã xuất hiện từ thời Hùng Vương
thứ 6 do công chúa Thiều Hoa khởi nghiệp. Nghề nuôi tằm được biết đến như trồng
dâu nuôi tằm. Có 4 loại tơ tằm tự nhiên: tơ tằm dâu, tơ tằm thầu dầu lá sắn, tơ tằm sồi
và tơ tằm tạc .Tơ tằm dâu chiếm 95% sản lượng tơ trên thế giới. Mặc dù có nhiều loài
tằm nhả tơ, chỉ có loại tơ sợi được sản xuất bởi loài Bombyx mori (tiếng Latin: “sâu
tằm của cây dâu tằm) là ấu trùng của các loài sâu bướm tơ tằm dâu và một vài loài
khác trong cùng một chi, được sử dụng trong ngành công nghiệp tơ lụa thương mại
nhờ tính chất dễ chăm sóc và chất lượng sợi tơ tằm của chúng. Đây là loài sâu tằm

được thuần hóa từ loài hoang dã, nó hoàn toàn phụ thuộc vào con người và không có
mặt trong tự nhiên hoang dã [5].
Khi đất nước chuyển sang cơ chế thị trường, khung dệt được chia về từng gia
đình (Năm 1993). Tạo việc làm và thu nhập cho hàng trăm gia đình, góp phần giải
phóng sức lao động cơ bắp cho mọi người, tăng năng suất lên gấp đôi và mở rộng khổ
vải lụa từ 0,3 – 0,8 mét lên 1 – 1,2 mét. Thu hút sức lao động, không chỉ của mọi
người trong làng mà còn của hàng trăm lao động ở các vùng lân cận. Mặc dù khó khăn
về vốn sản xuất và đầu ra cho sản phẩm, dù vậy, quy mô sản xuất vẫn đang tiếp tục mở
rộng theo hướng công nghiệp, từng bước hiện đại hoá. Đặc biệt ngành dệt lụa nhanh
nhạy với thị hiếu người tiêu dùng luôn chuyển đổi mặt hàng. Nhiều mặt hàng mới ra
đời như hàng đũi, hàng tơ se, hàng lụa hoa, hàng lanh… Chất lượng, mẫu mã sản
phẩm tiếp tục được nâng cao. Phát huy nghề dệt lụa tơ tằm đẹp nổi tiếng có từ ngàn
năm trước. Làng lụa Vạn Phúc (Làng lụa Hà Đông) là hình ảnh tiêu biểu vẫn còn lưu
giữ những giá trị văn hóa lâu đời của ngành dệt do cha ông ta để lại.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.2.3 Ươm tơ dệt lụa
Những cánh đồng dâu tằm xanh mướt trải dọc theo các sườn núi. Người dân
trong vùng trồng dâu để nuôi tằm. Lá dâu là nguồn thức ăn ưa thích của chúng. Mỗi
ngày, người nuôi tằm đều phải hái lá dâu cho tằm ăn. Thời điểm thích hợp để nuôi tằm
là từ mùa xuân đến mùa thu vì lúc này thời tiết ấm áp.
Tằm ăn dâu cả ngày lẫn đêm nên người nuôi phải canh giờ cho tằm ăn. Ngoài ra,
môi trường sống và giấc ngủ của chúng cũng phải được chăm sóc cẩn thận.

Hình1.3 - Ấu trùng tằm dâu Bombyx mori [5].
Tằm là loài rất nhạy cảm với thời tiết, nó không thích tiết trời quá nóng hay quá
lạnh. Nhiệt độ thích hợp để tằm sinh trưởng tốt là từ 20 đến 25 oC. Từ lúc trứng nở đến

khi nuôi được 24 ngày, tằm bắt đầu chín. Tằm chín da láng bóng, ngưng ăn dâu và đi
tìm nơi thích hợp để nhả tơ làm tổ.
Né tằm là những khung gỗ được chia ra thành nhiều ô nhỏ hình vuông. Thường
thì mỗi ô vuông là một kén tằm. Khi đã có được nơi thích hợp, tằm bắt đầu nhả tơ tạo
kén. Lúc này, tằm miệt mài nhả tơ làm tổ không ngưng nghỉ. Mất khoảng 3 ngày tằm
hoàn thành xong tổ kén và nằm gọn trong đó. Theo ước tính, tổng chiều dài sợi tơ mà
tằm nhả ra để tạo kén là 1300 mét.
4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.4 - Né tằm [5].
Sau khi gỡ xong khỏi né, kén để ươm tơ được dàn đều trên nong để loại tiếp
những kén bẩn, mỏng, thối, thủng đầu... Dụng cụ đựng phải cứng để kén nhộng không
bị dập nát trong quá trình vận chuyển.
Uơm tơ, là quy trình gia công kéo sợi tơ từ kén tằm thành sợi tơ tằm. Trong quy
trình ươm tơ, người ta đem kén tằm nấu trong nước sôi, làm cho lớp keo tơ secirine tan
ra một phần, kén mềm và dễ dàng rút thành sợi. Khởi đầu, người ta thả những cái kén
vào nồi nước sôi hay chảo miệng rộng, đảo kén thành từng nhóm nổi trên mặt nước,
tìm mối tơ gốc rút ra, cho quấn vào những con suốt, hình giống như lõi ống chỉ, xếp
thẳng đứng thành hàng ngang, rồi cho chạy vào những guồng tơ tròn bằng gỗ, nằm bắc
ngang trên nồi nước sôi, để kéo hết tơ ở mỗi cái kén làm thành con tơ. Phần còn lại,
lớp trong của kén cũng cho vào guồng ươm tơ quay vào ống lấy tơ nõn màu vàng nhạt,
là sợi nhỏ phía trong của kén. Sợi tơ này gồm hai sợi nhỏ, tiết ra từ cặp tuyến tơ ở tằm
chín và dán chặt vào nhau, được bao phủ bởi một lớp keo (sericin), người ta tẩy sạch
lớp keo này khi kéo tơ.

Hình 1.5 - Quá trình ươm tơ [6].
5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Sau quá trình ươm tơ, những sợi tơ vàng óng sẽ được se sợi và phân loại thành 3
loại chính gồm sợi mốt – sợi mành – sợi đũi. Tùy vào mặt hàng sản xuất mà quá trình
se sợi 4 hay 6 sợi tơ xoăn lại với nhau tạo thành sợi chỉ. Từ đó, kết hợp các cách dệt
khác nhau cho ra các loại vải tơ lụa khác nhau với các đặc tính chuyên biệt.

Hình 1.6 - Quá trình dệt lụa.
Công đoạn đầu tiên sau khi ươm tơ là công đoạn se sợi, tùy vào mục đích khác
nhau mà se 4 hay 6 sợi tạo thành sợi chỉ đồng thời kết hợp các phương pháp dệt khác
nhau trong cộng đoạn dệt để tạo thành những chất liệu vải lụa khác nhau. Tiếp theo là
công đoạn gia nhiệt cố định sợi canh trên vuông lụa, tùy vào chất liệu dệt mà công
đoạn gia nhiệt được chia thành 3 phương pháp khác nhau: Sấy, sấy hồ, trụi. Sau đó là
công đoạn in – nhuộm, giặt, hấp nhằm kiểm tra độ ăn màu và phai màu. Sau khi đạt
yêu cầu, vải lụa được chải mềm và cuộn thành phẩm ở công đoạn ủi và cuộn vải.
6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.3 HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NGÀNG LỤA TƠ TẰM
Trong cơ chế kinh tế thị trường hiện nay, nhiều làng nghề dệt lụa truyền thống đã
phải tìm ra cho mình một lối đi riêng để tồn tại và phát triển. Vạn Phúc là một trong
những làng nghề đã thành công trong việc tìm hướng đi mới là bảo tồn nghề và gắn kết
với phát triển du lịch.
Lụa Vạn Phúc thời phong kiến là một vật phẩm tiến vua và được chọn mang đi
dự hội đấu xảo tại Marseille và Pari (Pháp) giành nhiều huy chương thời Pháp thuộc.
Với diện mạo mới nhưng lụa Vạn Phúc không mất đi giá trị vốn có của sản phẩm
đó là mềm mịn, óng ả, ấm áp vào mùa đông và mát mẻ vào mùa hè. Các hoa văn trang
trí trên lụa rất đối xứng, đường nét luôn mềm mại. Lụa Vạn Phúc nổi tiếng gần xa với

sản phẩm lụa “hoa ban” do nghệ nhân Nguyễn Hữu Chỉnh thiết kế.

Hình 1.7 - Lụa “hoa ban” – nghệ nhân Nguyễn Hữu Chỉnh thiết kế [7].
Nhiều người vẫn còn nhớ tấm lụa ấn tượng trong dịp Đại lễ 1000 năm Thăng
Long – Hà Nội Nội mang tên “Lụa Vân ngàn năm Thăng Long” do chị Nguyễn Thị
Tâm – con dâu nghệ nhân Triệu Văn Mão thiết kế.
Điểm nhấn của tấm lụa là hai con Rồng chầu vào Khuê Văn Các trên nền triện cổ
có chữ thọ đối xứng đã gây ấn tượng cho du khách bởi sự tài hoa, khéo léo của nghệ
nhân làng lụa Vạn Phúc.
Giờ đây, về Vạn Phúc du khách không chỉ mua được sản phẩm lụa tơ tằm chính
hiệu mà còn được thăm quan các cơ sở sản xuất tìm hiểu về quy trình sản xuất ra sản
phẩm. Đây cũng là nét độc đáo nhằm giới thiệu và quảng bá của lụa Vạn Phúc - Làng
nghề hơn 1000 năm tuổi đến với công chúng trong và ngoài nước.

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.8 - Mẫu thiết kế Lụa Vân tại đại lễ Ngàn Năm Thăng Long [8].
Sự phát triển và hội nhập từng ngày đã thúc đẩy quá trình mậu dịch, mua bán trao
đổi hàng hóa giữa Tây Á và Châu Á thông qua “Con đường tơ lụa”, là một hệ thống
các con đường buôn bán nổi tiếng có từ hàng nghìn năm. Con đường tơ lụa bắt đầu
từ Bắc Kinh (Trung Quốc) qua Mông Cổ, Ấn Độ, Afghanistan, Kazakhstan, Iran, Iraq,
Thổ Nhĩ Kỳ, Hy Lạp xung quanh vùng Địa Trung Hải và đến tận châu Âu. Con đường
cũng đi đến cả Hàn Quốc và Nhật Bản. Nó có chiều dài khoảng 4,000 dặm (6,437 km).

Hình 1.9 - Thị trường tiêu dùng sản phẩm lụa tơ tằm.

8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Nhờ vào con đường nối giữa Đông – Tây, vải lụa có cơ hội chuyển mình và tìm
được thị trường tiêu thụ rộng lớn, tại Bắc Mỹ và Châu Âu vải lụa tơ tằm được dùng
may áo vest; ở Hàn Quốc dùng để mau hanbok; còn ở Nhật Bản được dùng may quốc
phục kimono. Đây là bước phát triển nhảy vọt cho ngành dệt lụa, nhưng cũng tạo ra áp
lực không nhỏ đối với quy mô và quá trình sản xuất lụa. Để giữ vững chất lượng và
giảm bớt chi phí sản xuất, cần có những cải tiến khoa học kỹ thuật áp dụng triệt để đến
các công đoạn trong ngành dệt nói chung, lụa tơ tằm nói riêng. Ngoài chất lượng sợi tơ
tằm tốt, để tạo ra sản phẩm loại nhất thì quá trình in – nhuộm cũng góp phần quan
trọng vào chất lượng sản phẩm.
Nhằm giúp quá trình in – nhuộm trở nên dễ dàng và giữ màu sắc lâu bền thì công
đoạn hồ vải gần như nắm vai trò quyết định và ảnh hưởng một phần không kém trong
cả quá trình sản xuất vải lụa – lụa tơ tằm.
1.4 CÔNG ĐOẠN HỒ VẢI
Để tạo ra thành phẩm vải lụa tơ tằm hoàn hảo như vậy, cần rất nhiều công đoạn
phức tạp đòi hỏi trình độ kỹ thuật tiên tiến. Sau công đoạn dệt, những vuông lụa mộc
có màu trắng ngà hay vàng mỡ gà của tơ, được đem đi hồ vải trong công đoạn sấy sấy hồ để chuẩn bị cho công đoạn nhuộm.
1.4.1

Quá trình ngấm ép

Vải được dẫn qua dung dịch trong máng ngấm rồi đưa lên cặp trục ép. Khi ngấm
ép, vải ở trạng thái mở khổ, không xép ly. Nồng độ hóa chất, mức ép, tốc độ vải là
những thông số quan trọng trong quá trình sản xuất. Khi ép vải, một mặt làm cho hóa
chất thuốc nhuộm thấm sau vào bên trong xơ sợi, mặt khác làm cho lượng dung dịch
phủ đều trên khắp bề mặt tấm vải.

Hình1.10 - Quá trình ngấm ép [9].

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.4.2 Thành phần hóa học và tính chất của chất trợ ngấm
Vải mộc chứa đến 6% tạp chất thiên nhiên (sáp pectin...), trong quá trình dệt vải
còn mang theo hồ và các tạp chất cơ học, vì thế nếu không qua giai đoạn nấu tẩy sẽ rất
khó ngấm nước và các dung dịch hóa chất, thuốc nhuộm. Một số loại vải màu trắng
tuy không cần nhuộm và in hoa nhưng vẫn cần phải nấu tẩy cho mềm, có độ thấm
nước và thấm mồ hôi tốt.
Vì vậy trong công nghiệp dệt nhuộm người ta thường phải dùng chất trợ có khả
năng ngấm cao để nấu tẩy nhằm xử lý hóa học vải trước khi nhuộm và in.
Dung dịch nhuộm có sức căng bề mặt lớn, không thấm ướt vải sợi nên thuốc
nhuộm không ngấm vào được. Khi cho chất hoạt động bề mặt vào sẽ làm giảm sức
căng bề mặt cho phép các phân tử thuốc nhuộm di chuyển vào bên trong xơ sợi. Khi
tăng nổng độ chất ngấm thì tính thấm, ngấm của dung dịch tăng lên, tuy nhiên đếm
một giới hạn nào đó sự tăng nồng độ chất ngấm sẽ không làm tăng thêm khả năng
thấm nữa. Chất ngấm đa số là chất hoạt động bề mặt anion như xà phòng, dầu đỏ và
những hợp chất kiểu alkyl sunfat.[10]
Chất ngấm NB (Nekal BX) là muối natri của butyl naphthalene sulfonate. Nekal
BX thường được sản xuất ở dạng nhão có màu nâu, dễ hòa tan trong nước, có khả
năng thấm ướt cao nên được dung làm chất ngấm khi nấu vải cũng như khi nhuộm.
Dầu đỏ (dầu alizarin) là một este của acid rixinoleic. Sản phẩm kĩ thuật của dầu
đỏ là chất lỏng sánh, màu vàng nhạt, hòa tan tốt trong nước lạnh tạo môi trường kiềm
yếu. tác dụng chủ yếu của dầu đỏ là làm chất ngấm, thường được sử dụng trong quá
trình nấu tẩy và nhuộm để làm tăng khả năng ngấm các hóa chất thuốc nhuộm. Hiện
nay có nhiều chất hoạt động bề mặt tuy có tên gọi khác nhau nhưng chúng có công
thức tương tự dầu đỏ.
Invadine (LU, LUExtra, MC, MC new/MR) thuộc họ anion có tính năng ngấm
tốt, ngoài ra mỗi chất với kí hiệu khác nhau còn có những đặc thù riêng khi sử dụng.

Cottoclarin (Cognis) là chất ngấm quan trọng trong quá trình hồ vải. Đặc tính:
+ Dạng nhão không màu hòa tan tốt trong nước ấm(50oC).
+ Có khả năng ngấm và nhũ hóa ở mọi nhiệt độ.
10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
+ Phù hợp với mọi quá trình tẩy trắng có thể sử dụng làm chất ngấm cho
các loại thuốc nhuộm trừ thuốc nhuộm cattion.
+ Ổn định trong bảo quản ít nhất một năm.
Các hoạt chất trên được phối chế thêm một số phụ gia để tăng cường chất lượng
và có hoạt tính chọn lọc. Tùy vào mục đích sử dụng và loại xơ sợi mà lựa chọn phụ gia
thích hợp, tạo ra dung dịch hồ mong muốn vừa có khả năng thấm ướt cao, ngấm nhanh
đồng thời còn có tính năng tẩy rửa, nhũ hóa cần thiết để đáp ứng yêu cầu công nghệ
tiền xử lý cho vải lụa – lụa tơ tằm và các mặt hàng dệt khác.
1.4.3 Quá trình sấy – tách nước
Sấy là một quá trình trung gian phục vụ cho việc bảo quản vật liệu dệt trong quá
trình sản xuất hoặc tạo thông số ổn định cho quá trình xử lý kế tiếp. Đây là một quá
trình rất thông dụng trong ngành dệt. Mục đích của quá trình sấy là làm giảm bớt
lượng nước, lượng ẩm đến một yêu cầu nhất định. Hầu như trước khi chuyển sang
công đoạn kế tiêp đều sử dụng đến sấy. Có 4 phương pháp được áp dụng:
 Sấy tiếp xúc
 Sấy bức xạ hồng ngoại
 Sấy gió nóng
 Sấy cao tần

Hình 1.11 - Quá trình sấy – tách nước [9].

11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Sau khi công đoạn sấy hoàn tất, thông thường tấm vải sẽ được cuộn đều mép
thành từng cây vải có chiều dài trung bình từ 25÷50 mét để chuẩn bị cho công đoạn in
hoặc nhuộm kế tiếp.
1.4.4 Nhu cầu thực tiễn
Quá trình sấy hồ là dùng hóa chất để thay đổi tính chất vải, từng vuông lụa được
cấp đều dung dịch hồ, sau đó loại bỏ nước và gia nhiệt cho tới nhiệt độ phản ứng xảy
ra. Quy trình công nghệ thường là ngấm ép – gia nhiệt – cuộn vải. Mỗi khâu đều đóng
vai trò quan trọng và ảnh hưởng đến hiệu ứng màu sắc trên vải sau khi in - nhuộm.
Máy hồ vải được nghiên cứu và thiết kế nhằm phục vụ cho đối tượng chính là vải lụa
tơ tằm nói riêng và hướng đến là phục vụ cho các loại vải khác nói chung.
1.5 MỘT SỐ LOẠI MÁY HỒ VẢI TRÊN THỊ TRƯỜNG
1.5.1 Thị trường ngoài nước
Máy hồ vải (stenter machine) được nghiên cứu và chế tạo đã khá lâu ở các nước
phương tây gắn với những tên tuổi lớn Swastik (Italia), Monforts Werkzeugmaschinen
(Đức) hay T-Tech Japan Corp (Nhật Bản).

Hình 1.12 - Máy hồ vải T-Tech Japan Corp – TTS10S [11].

12


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình1.13 – Sơ đồ nguyên lý TTS10S [11].
THÔNG SỐ KỸ THUẬT:
- Công suất điện : 25÷35 kVA.
- Tốc độ làm việc : 100 – 125 m/phút.
- Kích thước máy : L 68000mm x W 20000mm x H 4400mm.

13


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.14 - Máy hồ vải Montex 6F Twin Air [12].
THÔNG SỐ KỸ THUẬT:
- Công suất điện: 7.5 kW.
- Năng suất: 5 - 100m/phút.
- Khổ vải: 600 - 2600 mm.

14


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.15 - Máy hồ vải OPTIMA 2510 (Swastik) [13].

Hình 1.16 - Sơ đồ nguyên lý vận hành [13].
THÔNG SỐ KỸ THUẬT:
- Công suất điện: 11 kW.
- Năng suất: trên 100m/phút.
- Khổ vải: 1200÷3600 mm.
- Hệ thống sưởi hơi nước, lưu thông dầu Thermic, khí đốt trực tiếp.

15