Mong muốn mang đến cho các công ty dệt may khả năng kiểm soát sản xuất tốt hơn, tính linh hoạt trong sản xuất cao hơn và chất lượng sản phẩm tổng thể được cải thiện đã dẫn
đến sự phát triển của một giải pháp mới cho thiết bị sản xuất sợi. Các phát triển tập trung vào máy kéo sợi nồi, đặc biệt là tay cân, một bộ phận quan trọng quyết định chất lượng sợi.

Kéo sợi vòng là một quá trình cơ bản trong sản xuất vải chất lượng cao từ len, bông, sợi nhân tạo hoặc hỗn hợp của các loại sợi này. Chất lượng sợi do máy kéo sợi vòng tạo ra chủ yếu chịu ảnh hưởng của hệ thống kéo dài (hình 1). Tại đây, một cánh tay trọng lượng (1) ép ba con lăn trên cùng (2) vào ba xi lanh dưới cùng (3) quay với tốc độ khác nhau. Xi lanh dưới cùng đầu tiên và con lăn trên cùng quay rất chậm, xi lanh giữa chuyển động nhanh hơn từ 10 đến 20% và xi lanh dưới cùng phía trước và con lăn trên cùng nhanh hơn khoảng từ 12 đến 30 lần, tùy thuộc vào vật liệu sợi. Do các tốc độ khác nhau này và tải trọng trên các con lăn trên cùng, nguyên liệu thô (4) được đưa vào hệ thống kéo dài được kéo ra và trong trường hợp len, nó trở nên mỏng hơn khoảng từ 12 đến 30 lần.

Các con lăn trên cùng được phủ lớp cao su để tăng cường hiệu quả kẹp. Giữa con lăn giữa và con lăn trước, khối sợi được dẫn hướng giữa hai đai cao su nhỏ (5), là tấm chắn trên và tấm chắn dưới. Tấm chắn trên cùng được căng và dẫn hướng bằng giá đỡ tấm chắn trên cùng (6). Sự vận hành trơn tru và liên tục của tấm chắn rất quan trọng đối với chất lượng sợi.

Trong khi rời khỏi con lăn trên cùng và xi lanh dưới cùng của hệ thống kéo dài, khối sợi được xoắn bởi một vòng kim loại (7) có thanh dẫn quay (8) và trục quay (9), nằm bên dưới hệ thống kéo dài. Vòng kim loại là nguồn gốc cho tên của máy kéo sợi vòng. Sự xoắn tạo ra ma sát giữa các sợi, nhờ đó độ bền của khối sợi tăng lên. Ở trạng thái này, khối sợi bây giờ được gọi là sợi. Sợi được quấn vào một ống chỉ (10) gắn vào trục chính. Tốc độ của các trục chính lên tới 10.000 đến 14.000 vòng/phút đối với len và khoảng 18.000 đến 25.000 vòng/phút đối với bông. Do đó, một mét sợi chứa từ 300 đến 2.000 vòng xoắn.
​​Cần có tay cân để cho phép đặt các tải trọng khác nhau lên các con lăn trên cùng. Thông thường, điều này đạt được bằng lò xo xoắn có thể được điều chỉnh cơ học theo các bước.

Khoảng cách giữa các con lăn cũng phải có thể điều chỉnh được. Khoảng cách này phải lớn hơn chiều dài của các sợi dài nhất để tránh tình trạng các sợi đơn bị rách giữa điểm kẹp của các con lăn trên và các xi lanh dưới.

Một máy kéo sợi len hiện đại có khoảng 1.000 cọc sợi và 500 hệ thống kéo dài. Tay đòn, con lăn trên, giá đỡ và ổ trục cho cọc sợi và xi lanh dưới là những sản phẩm cốt lõi của Bộ phận Dệt may SKF. Những bộ phận này ảnh hưởng đến chất lượng sợi và quyết định chất lượng của toàn bộ máy kéo sợi.

Mục tiêu phát triển

Phản hồi từ người dùng cuối và khách hàng OEM cho thấy tiềm năng cải tiến trong thiết kế tay đòn cân hiện có của SKF, PK 1601, đặc biệt là trong việc lắp đặt và vận hành tay đòn trên máy kéo sợi nồi cọc. Để đáp ứng nhu cầu của khách hàng,
một số mục tiêu phát triển đã được xác định như được nêu dưới đây.

• Hệ thống kéo sợi cải tiến
  Sản phẩm hiện có, PK 1601, đã có mặt trên thị trường nhiều năm. Khách hàng châu Âu và Nhật Bản đang mong muốn sở hữu một sản phẩm cải tiến làm linh kiện cốt lõi cho máy móc của họ. Đặc biệt, điều này sẽ giúp họ tạo sự khác biệt so với các máy móc giá rẻ từ các đối thủ cạnh tranh ở Viễn Đông.
• Chất lượng sản phẩm được cải thiện.
  Tải trọng liên tục trên các con lăn trên cùng rất quan trọng đối với chất lượng sợi. Xét đến việc tất cả các trục chính của một máy phải tạo ra sợi có chất lượng đồng đều, tải trọng liên tục và độ lệch tải nhỏ là những đặc điểm chất lượng đáng kể của bất kỳ tay cân mới nào.
• Dễ dàng thao tác:
  Việc đóng mở cần cân PK 1601 đòi hỏi lực tác động mạnh, có thể gây khó chịu cho người vận hành. Trong thời gian máy dừng lâu, chẳng hạn như cuối tuần, cần giảm tải cho tất cả các cần cân để tránh để lại vết hằn trên các con lăn cao su mềm trên trục, nếu không sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sợi.
• Tính linh hoạt công nghệ và chất lượng cao
  . Việc kéo sợi len đòi hỏi máy kéo sợi phải có tính linh hoạt cao. Nguyên liệu thô đắt tiền thường được xử lý theo lô nhỏ, và người dùng sợi phải phản ứng rất nhanh với nhu cầu thị trường chịu ảnh hưởng bởi xu hướng thời trang thay đổi.
  Các nguyên liệu thô, loại sợi và chất lượng sợi mong muốn khác nhau đòi hỏi khả năng cho phép nhiều tùy chọn cài đặt tải trọng tại các trục trên. Tay cân hiện tại, PK 1601, cung cấp ba bước tải trọng cho mỗi trục trên. Việc cài đặt phải được thực hiện thủ công trên mỗi tay cân. Điều này đòi hỏi một công cụ chuyên dụng và tốn nhiều thời gian.
• Lắp đặt dễ dàng
  Trong nhiều trường hợp, cánh tay cân được lắp đặt tại chỗ. Số lượng lớn cánh tay được sử dụng có nghĩa là việc lắp đặt và thiết lập nhanh chóng và dễ dàng là điều cần thiết. Cánh tay cân mới Khái niệm cơ bản cho cánh tay cân mới PK 6000 (hình 2 và 3) là sử dụng áp suất khí nén thay vì lò xo kim loại để tạo tải trọng lên các con lăn trên cùng, có thể điều chỉnh vô hạn. Một ống vòng khí nén (1) trong máy cung cấp khí nén (2) cho mỗi cánh tay cân. Khi máy đang hoạt động và cánh tay cân đóng lại, van khí nén (3) sẽ mở ra để khí nén có thể đi vào lò xo cao su khí nén (4). Năng lượng khí nén được chuyển đổi thành lực cơ học trên các con lăn trên cùng (5) bằng các bộ phận cân có tấm áp suất (6). Khi cánh tay cân phải được mở ra, ví dụ như khi sợi bị đứt, người vận hành phải đẩy tay cầm (7) được kết nối với thanh đẩy (8) về phía sau. Van khí nén (3) bị đẩy xuống, cửa hút khí bị chặn và khí nén có thể chảy ra khỏi lò xo cao su. Lò xo xoắn ốc (9) tự động di chuyển tay đòn cân lên trên. Thiết bị khóa này có ưu điểm là tay đòn có thể đóng mở mà không cần tải, giúp giảm lực tác động và lực ma sát tại các khớp xoay.

  Thiết kế của hệ thống soạn thảo mới được hoàn thiện bằng một giá đỡ tạp dề trên cùng mới (10) được làm từ vật liệu tổng hợp với lực căng riêng biệt của từng tạp dề (hình 4).

  Ưu điểm của PK 6000

  Khái niệm khí nén đã mang lại một số lợi thế bao gồm chất lượng sản phẩm được cải thiện, cài đặt tải nhanh và giảm tải một phần, tính linh hoạt công nghệ đáng kể, xử lý dễ dàng và tiện dụng, lắp đặt dễ dàng và kiểu dáng hiện đại.

  Nguyên lý khí nén đảm bảo tải trọng không đổi trên tất cả các trục trên tại mọi vị trí trục chính. Tải trọng vẫn không đổi ngay cả khi đường kính trục trên giảm do mài lớp phủ cao su của trục trên. Việc mài này được thực hiện để duy trì bề mặt nhẵn mịn trong suốt vòng đời của các cọc. Vì máy kéo sợi nồi khuyên hiện đại có tới gần 1.000 cọc sợi, điều này ảnh hưởng đến chất lượng sợi.

  Cấu trúc bề mặt của giá đỡ tạp dề trên cùng mới giúp giảm ma sát trong quá trình vận hành tạp dề và giúp bảo vệ tạp dề. Việc căng tạp dề riêng lẻ giúp hệ thống ít nhạy cảm hơn với dung sai về chiều dài tạp dề, cải thiện khả năng dẫn hướng sợi và do đó cải thiện chất lượng sợi.

  Áp suất không khí được thiết lập tập trung cho tất cả các cánh tay tại một điểm duy nhất trên khung vòng. Nhờ đó, việc thiết lập tải trọng và giảm tải một phần, cần thiết trong thời gian dừng dài, có thể được thực hiện chỉ trong một giây thay vì phải
  vận hành hàng trăm cánh tay cân.

  Cài đặt áp suất vô hạn cho phép máy có thể điều chỉnh chính xác theo yêu cầu của sợi.

  Không cần sức mạnh thể chất lớn để mở và đóng. Tay đòn cân tự động mở ra sau khi mở khóa và chiều cao của tay đòn được giảm xuống. Các con lăn trên có thể dễ dàng thay thế.
  Đế đỡ tạp dề trên mới giúp tiết kiệm tới 40% thời gian thay thế tạp dề. Không còn cần phải tháo rời đế đỡ tạp dề trên để bảo dưỡng.

  Việc lắp đặt và thiết lập cánh tay cân trên máy dễ dàng hơn nhiều do khả năng tiếp cận các bộ phận cố định và thiết lập được cải thiện (hình 5).

  Cuối cùng, thiết kế nhỏ gọn mang lại vẻ ngoài hiện đại và bề mặt nhẵn mịn giúp giảm thiểu việc vệ sinh.
  Những ưu điểm này mang lại lợi ích cho cả người dùng cuối và nhà sản xuất máy móc.

  Giới thiệu thị trường

  Một nguyên mẫu tay đòn cân đã được giới thiệu tới khách hàng OEM vào cuối năm 1994. Vào tháng 9 năm 1995, sau đó là cuộc thử nghiệm thực địa chung với công ty dẫn đầu thị trường về máy kéo sợi vòng worsted.

  Triển lãm Máy móc Dệt may Quốc tế ITMA tại Milan vào tháng 10 năm 1995 là cơ hội để SKF chính thức giới thiệu cánh tay cân mới. Sự quan tâm dành cho PK 6000 tại sự kiện này đã khẳng định với SKF rằng cánh tay cân này là một sản phẩm hiếm có và thực sự mới lạ. Việc dễ dàng điều khiển và cài đặt tải trọng trung tâm được công nhận là những cải tiến vượt bậc so với các thiết kế hiện tại.

  Các thử nghiệm thực địa liên tục cho thấy tay đòn cân mới đã được các nhà vận hành và ban quản lý nhà máy kéo sợi đón nhận nồng nhiệt. Cả hai đều đánh giá cao những ưu điểm của PK 6000 đã được chứng minh đầy đủ trong quá trình thử nghiệm, và họ mong muốn được trang bị hệ thống mới này trong tương lai. Việc sản xuất hàng loạt bắt đầu vào tháng 9 năm 1996.

  Kết luận

  Nhiều bài học tích cực đã được rút ra từ dự án thiết kế này. Trải nghiệm này mang lại lợi ích cho cả khách hàng và SKF, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, mở rộng thị phần và rút ngắn thời gian phát triển.

  Toàn bộ quá trình phát triển được đặc trưng bởi định hướng thị trường mạnh mẽ và tập trung vào khách hàng. Các thành viên trong nhóm Tiếp thị & Bán hàng và Công nghệ Dệt may đã đảm bảo đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng. Bên cạnh đó, đối tác OEM chính đã tham gia vào dự án ngay từ giai đoạn đầu. Sự kết hợp giữa đội ngũ đa ngành giàu năng lực và sự tham gia sớm của các nhà cung cấp và khách hàng đóng vai trò quan trọng cho sự thành công của toàn bộ dự án. Việc trình bày sản phẩm sớm cho khách hàng là một phương pháp chưa từng có trước đây. Thời gian phát triển đã được rút ngắn 40-50% so với các dự án phát triển sản phẩm trước đó.