Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến độ xoắn của sợi sau quấn ống

 Tạp chí Khoa học và Công nghệ 140 (2020) 031-035 
31 
Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ 
đến độ xoắn của sợi sau quấn ống 
Study the Influence of Technological Parameters to the Twist of Yarn after the Winding Process 
Giần Thị Thu Hường1,*, Trần Đức Trung
2 
1Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội. 
2
CTCP- Viện nghiên cứu Dệt May - 478 Minh Khai, Vĩnh Tuy, Hai Bà Trưng, Hà Nội 
Đến Tòa soạn: 08-3-2019; chấp nhận đăng: 20-01-2020 
Tóm tắt 
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình quấn 
ống gồm: tốc độ quấn ống Z1, lực ép của bộ điều tiết sức căng Z2 và khoảng cách từ đầu ống sợi con đến 
khuyết dẫn sợi của bộ phận giảm balông Z3 đến độ xoắn của sợi sau quấn ống. Sử dụng qui hoạch thực 
nghiệm trực giao với sự trợ giúp của phần mềm NEMRODW 2007 đã xác định được ảnh hưởng của ba thông số 
công nghệ đã chọn đến độ xoắn của sợi sau quấn ống.Hàm hồi quy thực nghiệm thể hiện mối liên quan giữa độ 
xoắn của sợi sau quấn ống và ba thông số công nghệ đã chọn được xác lập cho sợi 100% bông, Nm 34 là cơ sở 
để lựa chọn các thông số công nghệ nhằm đạt được độ xoắn (sự thay đổi độ xoắn) của sợi theo yêu cầu của các 
công đoạn sau quấn ống. Để đạt được độ xoắn của sợi sau quấn ống tăng 7% so với độ xoắn trước khi quấn ống, 
máy ống đạt năng suất cao nhất, các thông số công nghệ cần lựa chọn là: Z1 = 800m/phút, Z2 = 30cN và Z3 = 
14cm. 
Từ khóa: độ xoắn sợi, quấn ống, thông số công nghệ. 
Abstract 
This paper presents the research results on influence of some technological parameters during the winding 
process: the winding speed Z1, the compressing force of the yarn tension Z2 and the distance from the top of 
the bobbin to the guide eye of balloon controller Z3 to the twist of yarn after the winding process. By using the 
orthogonal planning experiments with the support of the software NEMRODW 2007, the influence of three 
selected parameters of technology was determined to the twist of yarn after the winding process. The 
experimental regression function shows the relationship between the twist of yarn after the winding process 
and the three selected technological parameters are established for 100% cotton, Nm 34. This research 
results are the base for selection of the technological parameters to achieve the required twist (change of the 
twist) of the yarn after winding process. To achieve the twist of yarn increased by 7% compared to the twist 
before winding, the winding machine has the highest productivity, the technological parameters to be 
selected are: Z1 = 800m/min, Z2 = 30cN and Z3 = 14cm. 
Keywords: twist of yarn, winding, technological parameters. 
1. Đặt vấn đề* 
Công nghệ sản xuất vải dệt thoi có nhiều công 
đoạn trong đó, các công đoạn chuẩn bị dệt có vai trò 
rất quan trọng bởi lẽ, chất lượng bán thành phẩm ở 
các công đoạn này không chỉ ảnh hưởng đến chất 
lượng vải dệt mà còn ảnh hưởng đến năng suất thực 
tế của máy dệt và năng suất lao động của người đứng 
máy dệt. Trong toàn bộ chi phí để sản xuất 1m2 vải, 
chi phí ở các công đoạn chuẩn bị đã chiếm từ 30 ÷ 
40% [1,2,3]. 
Quấn ống là công đoạn quan trọng của chuẩn bị 
dệt. Mục đích chủ yếu của quấn ống là tạo thành các 
búp sợi đáp ứng yêu cầu của các công đoạn sau quấn 
*Địa chỉ liên hệ: Tel.: (+84) 986987269 
Email: huong.gianthithu@hust.edu.vn 
ống là mắc sợi, quấn suốt, dệt vải hoặc nhuộm búp 
sợi đồng thời, khi quấn ống sợi cũng được loại trừ các 
khuyết tật do kéo sợi để lại (điểm dày, điểm mỏng, 
điểm kết) nên chất lượng sợi cũng được nâng lên. 
Trong trường hợp quấn ống từ ống sợi con, sợi phải 
có một sức căng cần thiết, tại vị trí trước khi sợi 
quấn vào búp sợi sức căng sợi bằng 10 ÷ 15% độ 
bền đứt của sợi [2] do sợi phải tham gia các chuyển 
động: chuyển động quay quanh ống sợi con với tốc 
độ lớn để tháo sợi (nếu tốc độ quấn ống là 1.000 
m/phút thì mỗi phần tử sợi của mỗi vòng sợi sẽ 
quay xung quanh trục ống sợi con với tốc độ 
10.000 vòng/phút [4]), chuyển động tịnh tiến lui tới 
để rải sợi dọc theo chiều cao của búp sợi. Ngoài ra, 
trong quá trình chuyển động, sợi còn bị ma sát với 
các chi tiết dẫn sợi và ống khía. Do vậy, các tính 
chất cơ lý của sợi sau quấn ống trong đó có độ 
xoắn của sợi đã thay đổi so với độ xoắn của sợi 
 Tạp chí Khoa học và Công nghệ 140 (2020) 031-035 
32 
trước khi quấn ống. Độ xoắn sợi ảnh hưởng nhiều 
đến độ bền, độ giãn đứt, độ xù lông của sợi [5-7]. 
Mức độ thay đổi của độ xoắn của sợi phụ thuộc vào 
các yếu tố: nguyên liệu, phương pháp quấn ống và 
thông số công nghệ quấn ống. Bài báo này trình bày 
kết quả nghiên cứu xác định mức độ ảnh hưởng của 
các thông số công nghệ quấn ống bao gồm: tốc độ 
quấn ống, lực ép của bộ điều tiết sức căng và khoảng 
cách từ đầu ống sợi con đến vị trí đặt khuyết dẫn sợi 
giảm balông đến độ xoắn (sự thay đổi độ xoắn) của 
sợi sau quấn ống. Nghiên cứu được thực hiện tại 
phòng thí nghiệm Công nghệ Dệt, Viện Dệt May – 
Da giầy và Thời trang ĐHBK Hà Nội. 
2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 
- Sử dụng các ống sợi con được sản xuất trên 
máy kéo sợi Lakshmi R-147C (Ấn Độ) trong cùng 
một điều kiện công nghệ: 
+ Khối lượng 110g; 
+ Sợi bông 100%, chi số sợi Nm 34/1(m/g); 
+ Độ xoắn của sợi trước khi quấn ống K = 562 
(vx/m) và sau khi quấn ống Y (vx/m) được xác định 
theo TCVN 5788:1994. 
- Thông số của thiết bị đo độ xoắn VEB 
Elektromotorenwerk: 
+ E. Mot. Typ PM 70/30 
+ H Nr. 58/17644 
+ Tốc độ động cơ điện 4000v/min, 50Hz 
+ Điện áp 220V: 0,2A; 17W 1232/3 
- Quấn ống được thực hiện trên mô hình máy 
quấn ống [6], tốc độ quấn ống 500 ÷ 1000m/phút. 
Tốc độ quấn ống được điều chỉnh bằng cách thay đổi 
tỷ số truyền động từ động cơ điện (công suất 0,5kW, 
tốc độ 1350 vòng/phút) đến trục ống khía. 
- Sử dụng phương pháp toán thống kê [8] để lập 
ma trận thực nghiệm, xác định hàm hồi qui thực 
nghiệm với sự trợ giúp của các phần mềm chuyên 
dùng Excel 2007 và NEMRODW 2007. 
3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận 
3.1. Xác định khoảng biến thiên của các thông số 
công nghệ. 
Trong công nghệ quấn ống, khi thay đổi yêu 
cầu công nghệ cần phải điều chỉnh các thông số 
công nghệ. Các thông số công nghệ thường xuyên 
phải điều chỉnh là tốc độ quấn ống Z1, lực ép trên 
đĩa ma sát của bộ điều tiết sức căng sợi Z2 và 
khoảng cách từ đầu ống sợi con đến vị trí đặt 
khuyết dẫn sợi giảm balông Z3. 
Trong nghiên cứu này, các giá trị Z1, Z2, Z3 
được chọn trong miền quấn ống các loại sợi thông 
thường: 
 Z1 = 600, 700, 800 m/phút 
 Z2 = 10, 30, 50 cN 
 Z3 = 10, 14, 18 cm 
Chuyển các biến số này sang hệ toạ độ không thứ 
nguyên với giá trị cánh tay đòn α = ±1. Giá trị thực và giá 
trị mã hoá của các thông số công nghệ được ghi trong 
Bảng 1. 
Bảng 1. Các mức và khoảng biến thiên của các thông 
số công nghệ 
Các thông 
số 
Giá trị thực Giá trị mã hoá 
Z1 Z2 Z3 X1 X2 X3 
Mức dưới 600 10 10 -1 -1 -1 
Mức cơ sở 700 30 14 0 0 0 
Mức trên 800 50 18 +1 +1 +1 
Khoảng 
biến thiên 
100 20 4 
Phương trình hồi qui thực nghiệm được chọn 
cho biến mã hoá có dạng tổng quát: 
Y = b0 + b1X1 + b2X2 + b3X3 + b11X1
2
 + b22X2
2
 + b33X3
2
 + 
b12X1X2 + b13X1X3 + b23X2X3 (1) 
Trong đó: 
 b0, b1, b2, b3, b11, b22, b33, b12, b13, b23: là các hệ 
số hồi qui 
Y: Hàm mục tiêu độ xoắn của sợi sau quấn ống 
 X1, X2, X3: Biến mã hoá của các thông số công 
nghệ ảnh hưởng. 
Bảng 2. Ma trận thực nghiệm ba thông số và kết quả 
thí nghiệm 
N 
Biến thực Biến mã hoá 
Y 
Z1 Z2 Z3 X0 X1 X2 X3 
1 600 10 10 + - - - 571 
2 800 10 10 + + - - 585 
3 600 50 10 + - + - 569 
4 800 50 10 + + + - 582 
5 600 10 18 + - - + 586 
6 800 10 18 + + - + 588 
7 600 50 18 + - + + 578 
8 800 50 18 + + + + 580 
9 600 30 14 + - 0 0 593 
10 800 30 14 + + 0 0 599 
11 700 10 14 + 0 - 0 585 
12 700 50 14 + 0 + 0 594 
13 700 30 10 + 0 0 - 590 
14 700 30 18 + 0 0 + 583 
15 700 30 14 + 0 0 0 593 
16 700 30 14 + 0 0 0 590 
17 700 30 14 + 0 0 0 592 
18 700 30 14 + 0 0 0 589 
 Tạp chí Khoa học và Công nghệ 140 (2020) 031-035 
33 
3.2. Lập ma trận thực nghiệm 
Sử dụng qui hoạch thực nghiệm trực giao để 
thiết kế các phương án thí nghiệm, mỗi phương án 
thí nghiệm quấn búp sợi từ 10 ống sợi con, số 
phương án thí nghiệm N = 2k + 2k + n0. 
 Trong đó: số biến k = 3, số thí nghiệm lặp tại 
tâm n0 = 4, vì vậy N = 18. Để lập ma trận thực 
nghiệm, ta chuyển từ biến thực Zj sang biến mã hóa Xj 
theo công thức: 
0
j j
j
j
Z Z
X
Z
 (2) 
 Với sự trợ giúp của phần mềm NEMRODW 
2007, ma trận thực nghiệm đã được thiết lập. Kết quả 
độ xoắn sợi Y xác định được theo từng phương án thí 
nghiệm được ghi trong Bảng 2. 
3.3. Xác định giá trị các hệ số hồi qui và thiết lập 
phương trình hồi qui thực nghiệm. 
 Các hệ số hồi qui đã xác định được gồm: 
b0 = 592,929; b1 = 3,701; b2 = -1,200; b3 = 1,800; 
b11 = 1,143; b22 = -5,357; b33 = -8,357; b12 = -0,125; 
b13 = -2,875; b23 = -1,375 
Kiểm định tính ý nghĩa của các hệ số hồi quy theo 
tiêu chuẩn Student. Thế các hệ số hồi qui vào phương 
trình hồi qui tổng quát sau khi đã loại bỏ các hệ số 
không có ý nghĩa ta được hàm mục tiêu có dạng: 
KY = 592,929 + 3,701X1 – 5,357X2
2
 – 8,357X3
2
 – 
2,875X1X3 (3) 
Kiểm tra sự phù hợp của mô hình với thực 
nghiệm: 
Tính phương sai dư: 
2
duS
2
2 1 250,816 250,816 19,293
18 5 13
N
i i
i
du
Y Y
S
N l

Trong đó: 
Yi: Các giá trị đo độ xoắn trung bình 
iY : Các giá trị độ xoắn của sợi tính theo phương 
trình (3) 
l: Số hệ số có ý nghĩa trong phương trình hồi qui 
(l = 5) 
Tính phương sai tái hiện
2
thS : 
Dùng 4 thí nghiệm lặp lại ở tâm trong Bảng 2 để 
tính phương sai tái hiện 
2
thS . 
0 2
0 0
2 1
0
10 10
3,333
1 4 1 3
n
t
t
th
Y Y
S
n

Trong đó: 
0
tY : Các giá trị độ xoắn thí nghiệm lặp lại ở tâm 
kế hoạch thực nghiệm 
0Y : Giá trị độ xoắn trung bình của các thí 
nghiệm lặp lại ở tâm kế hoạch thực nghiệm 
Giá trị chuẩn số Fisher: 
2
2
19,293
5,788
3,333
du
th
S
F
S
Chọn mức ý nghĩa p = 0,95 với bậc tự do của 
phương sai dư f1 = 13, bậc tự do của phương sai tái 
hiện f2 = 3, tra bảng Fisher được Fp (f1, f2) = F0,95(13, 
3) = 8,727. 
F < Fp(f1, f2). Kết luận phương trình (3) tương 
thích với thực nghiệm. 
Chuyển phương trình từ dạng có biến mã hóa về 
dạng có biến thực với Zj theo công thức (2) ta có: 
 Y= 382,16 + 0,14Z1 + 0,80Z2 + 19,66Z3 - 0,013Z2
2 
- 
0,52Z3
2 
- 0,007Z1.Z3 (4) 
3.4. Đánh giá ảnh hưởng của các thông số công 
nghệ đến độ xoắn sợi sau quấn ống. 
 Từ các kết quả đạt được ta thấy: 
- Ba thông số công nghệ đã chọn, vận tốc 
quấn ống, lực ép của bộ điều tiết sức căng sợi và 
khoảng cách từ đầu ống sợi con đến vị trí đặt 
khuyết dẫn sợi giảm balông đều có ảnh hưởng đến 
độ xoắn của sợi sau quấn ống. Kết quả đo độ xoắn 
sợi sau quấn ống ở các phương án thí nghiệm trên 
Bảng 2, cho thấy độ xoắn sợi sau quấn ống đều 
tăng lên so với độ xoắn sợi trước khi quấn ống. 
Các hệ số hồi quy của mỗi thông số xác định được 
cho thấy sự ảnh hưởng của các thông số đến độ 
xoắn của sợi là khác nhau. 
- Từ phương trình (3) ta nhận thấy ảnh 
hưởng lớn nhất đến độ xoắn của sợi sau quấn ống 
là khoảng cách từ đầu ống sợi con đến vị trí đặt 
khuyết dẫn sợi giảm ba lông (X3) do hệ số của yếu 
tố này có giá trị tuyệt đối lớn nhất. Cả hai yếu tố 
(X2) và (X3) đều có ảnh hưởng nghịch đến độ 
xoắn của sợi do hệ số của các yếu tố này có các 
giá trị âm (b22 = -5,357; b33 = -8,357) còn yếu tố 
(X1) có ảnh hưởng thuận đến độ xoắn của sợi do 
hệ số của yếu tố này trong phương trình (3) có giá 
trị dương (b1 = 3,701). 
- Cũng có thể nhận thấy mức độ ảnh hưởng 
của các thông số công nghệ đến độ xoắn của sợi 
thông qua biểu đồ các đường đẳng mức thể hiện 
trên biểu đồ 2D và 3D biểu diễn mối quan hệ giữa 
các cặp thông số công nghệ của hàm mục tiêu trên 
cơ sở cố định thông số còn lại ở mức mã hóa 0 tại 
 Tạp chí Khoa học và Công nghệ 140 (2020) 031-035 
34 
tâm (Hình 1, Hình 2, Hình 3). Trên các biểu đồ 
2D, đồ thị biểu diễn độ xoắn của sợi phụ thuộc 
vào các cặp thông số công nghệ có dạng parabol 
(Hình 1, Hình 2) và đường cong khép kín (Hình 
3), còn trên các biểu đồ 3D, độ xoắn phụ thuộc 
vào các cặp thông số công nghệ được biểu diễn 
bởi các mặt cong. 
 - Các thông số công nghệ tối ưu được xác 
định trên quan điểm bảo đảm đạt được mức tăng 
độ xoắn của sợi theo yêu cầu. Z1 ở mức cao nhất 
có thể trong phạm vi nghiên cứu để máy ống đạt 
năng suất cao. Trên cơ sở phương trình hồi quy 
đã xác lập, nếu cần độ xoắn của sợi sau quấn 
ống đạt đạt 583 vx/m (tăng 3,73% so với độ 
xoắn trước khi quấn ống 562 vx/m), các thông 
số công nghệ cần lựa chọn là: Z1 = 800m/phút, Z2 
Z2 = 50cN và Z3 = 18cm. 
Tuy nhiên, cũng tùy thuộc vào chất lượng 
sợi có ảnh hưởng trực tiếp đến độ đứt sợi và 
hiệu suất trong quá trình quấn ống (5), mà chọn 
tốc độ quấn ống phù hợp, kết hợp với lực ép 
của bộ điều tiết sức căng và khoảng cách từ đầu 
ống sợi con đến vị trí đặt khuyết dẫn sợi giảm 
balông để đạt được độ xoắn sợi theo yêu cầu. 
Hình 1. Đồ thị đường đẳng mức 2D và 3D biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc quấn sợi và lực ép của bộ điều 
tiết sức căng đến độ xoắn sợi sau quấn ống. 
Hình 2. Đồ thị đường đẳng mức 2D và 3D biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc quấn sợi và khoảng cách từ đầu 
ống sợi con đến khuyết dẫn sợi đến độ xoắn sợi sau quấn ống. 
Hình 3. Đồ thị đường đẳng mức 2D và 3D biểu diễn mối quan hệ giữa lực ép của bộ điều tiết sức căng và 
khoảng cách từ đầu ống sợi con đến khuyết dẫn sợi đến độ xoắn sợi sau quấn ống. 
 Tạp chí Khoa học và Công nghệ 140 (2020) 031-035 
35 
Độ xoắn của sợi xác định theo phương trình 
hồi quy rất gần với kết quả thực nghiệm (Bảng 2). 
Độ xoắn tăng sẽ tăng độ bền của sợi nhưng có 
giới hạn, độ cứng của búp sợi cũng sẽ tăng và sẽ 
không thuận lợi cho nhuộm búp sợi vì vậy, mức 
độ tăng độ xoắn phải căn cứ vào yêu cầu công 
nghệ của các công đoạn sau quấn ống, thông 
thường mức tăng độ xoắn của sợi sau quấn ống ở 
mức dưới 5% tùy thuộc loại sợi. 
4. Kết luận 
 - Đã xác định được mức độ ảnh hưởng đồng 
thời của các thông số công nghệ: tốc độ quấn ống, 
lực ép trên đĩa ma sát của bộ điều tiết sức căng và 
khoảng cách từ đầu ống sợi con đến vị trí đặt khuyết 
dẫn sợi giảm ba lông đến độ xoắn sợi sau quấn ống. 
 - Phương trình hồi qui thực nghiệm đã xác 
định thể hiện mối liên quan giữa độ xoắn của sợi 
và các thông số công nghệ là cơ sở khoa học để 
điều chỉnh các thông số công nghệ nhằm đạt được 
độ xoắn (mức độ thay đổi độ xoắn) theo yêu cầu 
công nghệ. 
 - Kết quả nghiên cứu là phương pháp khoa học 
để lựa chọn các thông số công nghệ quấn ống phù 
hợp với chất lượng sợi nhằm đạt được độ xoắn sợi 
yêu cầu đáp ứng cho các công đoạn tiếp theo trong 
dây chuyền sản xuất. 
Tài liệu tham khảo 
[1] Allan Ormerod, Walter S.Sondhelm; Weaving 
Technology and Operations; The Textile Institute 
1995, ISBN 187081276X. 
[2] PGS. TS. Trần Minh Nam, Giáo trình Chuẩn bị dệt, 
NXB. Bách Khoa Hà Nội, 2016. 
[3] Nguyễn Văn Lân; Vật liệu dệt; NXB Đại học Quốc 
gia TP.HCM, 2004. 
[4] Trần Nhật Chương, Cơ sở lý thuyết các quá trình kéo 
sợi, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 1992. 
[5] R. S. Rengasamy, V. K. Kothari, Asis Patnaik, 
Anindya Ghosh, H. Punekar, Reducing Yarn 
Hairiness in Winding by Means of Jets: Optimisation 
of Jets Parameters, Yarn Linear Density and Winding 
Speed, AUTEX Research Journal, Vol. 5, No3, 
September 2005. 
[6] Giần Thị Thu Hường; Luận án tiến sĩ kỹ thuật, 
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sức căng sợi để 
nâng cao chất lượng búp sợi và hiệu suất máy quấn 
ống; Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2009. 
[7] Trần Đức Trung; Luận văn Thạc sĩ khoa học, Nghiên 
cứu ảnh hưởng đồng thời của một số thông số công 
nghệ đến chất lượng sợi sau quấn ống; Trường Đại 
học Bách Khoa Hà Nội, 2012. 
[8] PGS. TS. Bùi Minh Trí; Xác suất thống kê và qui 
hoạch thực nghiệm; NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà 
Nội, 2005.