Существующий уровень развития техники и технологий легкой промышленности предлагает использование машин, механизмов и рабочих органов, которые совершают возвратно-поступательные, качательные или сложные комбинированные движения. Такие механизмы используются как в машинах периодического, так и непрерывного действия.
Динамические нагрузки в машине являются следствием движения ее исполнительных механизмов и рабочих органов, скорости движения которых, в соответствии с требованием увеличения производительности, все время возрастают, растут и инерционные нагрузки в звеньях механизмов. Эти нагрузки приводят к снижению срока службы кинематических пар, соединяющих звенья механизмов, к частым их разладам, снижению объема вырабатываемой продукции, что иногда делает экономически нецелесообразным повышение скорости. Однако, если найти путь к снижению инерционных нагрузок в кинематических парах механизмов, то появляется возможность дальнейшего, а иногда, значительного увеличения скоростных режимов работы механизма при сохранении или даже снижении эксплуатационных расходов.
Успешное внедрение в производство прогрессивной технологии создало предпосылки для проектирования специальных и специализированных швейных машин, предназначенных для выполнения определенных работ и даже для достаточно четко очерченных операций швейного производства. Применение различных приспособлений, а также совершенствование отдельных рабочих агрегатов позволило увеличить коэффициент использования машин и их скоростные режимы.
Согласно работы Архипова Н. Н. различают:
- машины челночной строчки. Эти машины можно разделить на следующие подгруппы: стачивающие машины; машины потайной строчки; машины специальной строчки; машины-полуавтоматы.
- стачивающие машины бывают одноигольные двухниточные, двухигольные трех и четырехниточные, а также двухигольные с приспособлением для раскладки верхних покровных нитей.
- машины потайной строчки отличаются от стачных расположением челнока (над платформой), имеют изогнутую иглу и выдавливатель (машины 44; 86 кл., машины фирмы «Штробель» и др.).
- машины специальной (зигзагообразной) строчки применяются для пришивания кружев к белью, обметки краев ткани, стежки волоса и т. д. Существует большое разнообразие машин, выполняющих зигзагообразные строчки. Они выполняются на машинах 26, 55, 75 кл. ПМЗ, 331 фирмы «Минерва» и др.
Исходя из выше изложенного, разработка новых конструкций механизмов машин легкой промышленности, в частности, швейных машин, позволяющих снизить динамические нагрузки и увеличить скоростные режимы работы машины, является актуальной задачей.
В работе изучена нагрев иглы в зависимости от скорости работы швейной машины на большой скорости, при которой игла нагревается до 4000 С, тогда как температура плавления синтетических волокон, из которых изготовлены ткани, не превышает 2000 С. Такая, сравнительно низкая температура плавления волокон тканей создает препятствия в использовании высокой скорости работы швейной машины в процессе шитья. Чтобы, в этом случае, полнее использовать ее скоростной режим, челночная швейная машина 97-В (Белоруссия) класса снабжена устройством для охлаждения иглы воздушно-водяной смесью.
В челночных машинах применяются прямые иглы с одной длинной канавкой. Игла представляет собой круглый стержень с острием на одном конце и колбой — на другом. Внизу иглы есть ушко. На одной стороне, вдоль стержня иглы, имеется длинная канавка, по которой проходит швейная нитка, заправленная в ушко. Для лучшего взаимодействия иглы с носиком челнока на другой стороне стержня иглы над ушком имеется вырез, выфрезерованный по радиусу. Швейные иглы чрезвычайно разнообразны и, в зависимости от назначения, имеют различную геометрию лезвия и острия, различную длину, диаметр лезвия и другие особенности.
Создавая новую иглу или выбирая ее для вновь создаваемой машины из числа имеющихся, необходимо представить себе во всех деталях процесс образования стежка и изучить условия, при которых он будет протекать. В отдельных случаях, для выбора нужной иглы приходится, в соответствии с заданными условиями, проводить предварительно серию экспериментов. Поэтому, желательно, чтобы игла была наименьшей длины, ее прочность была большей и реже происходила бы поломка иглы, но при этом нужно учитывать величину ее рабочего хода. Чем он больше, тем длиннее должна быть игла. Рабочий ход ее зависит в челночной машине, в основном, от максимальной толщины сшиваемых материалов, толщины игольной пластины, расстояния между игольной пластиной и носиком челнока, величины, на которую ушко иглы должно опускаться ниже траектории носика челнока. Поскольку величина опускания иглы зависит от ряда условий (упругости нитки, веса и крутки, длины петли, соответствия между шириной ушка иглы и диаметром нитки и др.), то должна быть предусмотрена возможность соответствующего изменения величины рабочего хода иглы (например, в пределах 1
2 мм). Величина рабочего хода иглы зависит также и от длины ее острия. При большей длине острия угол заточки меньше и следовательно, меньше повреждаемость нитей ткани при проколе, но при этом следует учитывать расположение шпульки внутри челнока, и не будет ли острие иглы касаться ее. Кроме того, нельзя забывать и о возрастании напряжений в игле с увеличением ее длины.
В существующих швейных машинах двухниточного цепного стежка затягивание стежка закончится на 2–3 циклах и в затягивании стежка участвуют все рабочие органы, в том числе игла. Поэтому, при выборе длины иглы для существующих швейных машин двухниточного цепного стежка нужно также учитывать длину петли верхней нити. Поэтому, такая игла и со стороны подхода носика петлителя имеет длинную канавку с целью уменьшения трения нитки между иглой и материалом. Ясно, что наличие двух длинных канавок значительно снижает прочность иглы на изгиб. В разработанной новой технологии получения двухниточного цепного стежка в швейной машине двухниточного цепного стежка затягивание верхней нити производится нитепритягивателем для верхней нити. Поэтому, в этой швейной машине используется игла, применяемая в челночных швейных машинах, т. е. игла имеющая одну длинную канавку.
Одним из главных препятствий повышения скоростных режимов и, следовательно, производительности швейных машин является технически достигнутый уровень скоростных режимов механизма иглы. Дальнейшее повышение скоростного режима механизма при существующем конструктивном исполнении экономически нецелесообразно из-за частого выхода из строя механизма вследствие чрезмерного повышения инерционных нагрузок.
Игла, в существующей швейной машине двухниточного цепного стежка выполняет: прокол швейных материалов, проведение через них петли верхней нити, заправленной в ушко иглы, образование петли-напуска верхней нити при обратном ходе иглы, предварительное затягивание петли верхней нити, прокол ниточного треугольника. Челноки применяются в швейных машинах, образующих преимущественно двухниточные (иногда однониточные, трехниточные) челночные переплетения нитей, а петлители — одно-, двух-, трехниточные и более сложные цепные переплетения. Строчки с челночными переплетениями практически не распускаются и требуют наименьшего количества нитей. Однако, при их выполнении игольные (верхние) нити сильно изнашиваются, вследствие чего повышается обрывность нити и ухудшается качество изделия; кроме того, эти строчки не всегда обладают достаточной податливостью при деформации. Строчки с цепными переплетениями характеризуются большей податливостью, меньшим износом и обрывностью нити, но требуют большего качества нити. К группе механизмов петлителей, в существующих швейных машинах цепного стежка, относятся также механизмы ширителей.
Согласно челночный стежок складывается из следующих операций: прокалывание материала иглой и проведение верхней нити через материал; образование иглой петли; захват и расширение петли носиком челнока; обвод петли вокруг шпули; затягивание ниток стежка; продвижение материала на величину стежка
Образование цепных стежков состоит из следующих операций: прокалывание сшиваемых материалов иглой и протягивание через них нити; образование петли; прохождение носика петлителя в петлю; продвижение материала на величину стежка; образование и подача петли нитки стежка на линию движения иглы; прохождение иглы в петлю предыдущего стежка; сбрасывание петли с петлителя; затягивание ниток стежка.
Образование петли-напуска верхней нити у ушка иглы при ее подъеме из крайнего нижнего положения является одним из главных моментов в процессе работы швейной машины. В челночных швейных машинах, а также в существующих швейных машинах цепного стежка, если петля- напуск около ушка иглы получится недостаточного размера, то носик челнока или петлителя не захватит петлю-напуск, в результате чего произойдет пропуск стежка.
В виду того, что нитка обладает упругостью, в процессе подъема иглы из нижнего положения, расширение петли происходит как со стороны выреза, так и со стороны длинной канавки. Но, со стороны длинной канавки петля расширяется на несколько меньшую величину, так как нитка помещается в длинной канавке и уходит вместе с иглой при ее подъеме. При дальнейшем подъеме иглы петля еще расширяется, достигая своей наибольшей ширины со стороны выреза, где ветвь петли оказывается как бы зажатой между ушком иглы и материалом. Нить, лежащая на поверхности иглы со стороны выреза, будет испытывать со стороны материала давление. От этого давления между стержнем иглы и нитью, а также между нитью и материалом возникнет сила трения. При подъеме иглы сила трения между стержнем иглы и нитью будет увлекать верхнюю нить вслед за поднимающейся иглой. Сила же трения между нитью и материалом стремится удержать нить на месте. Но, так как коэффициент трения нити о ткань больше, чем о иглу, при ходе иглы вверх нить задерживается на уровне сшиваемых материалов, что способствует образованию петли — напуска со стороны выреза иглы.
Задача проектирования машин или механизмов в действительности всегда является многокритериальной, так как при выборе наилучшего варианта приходится учитывать много различных требований, предъявляемых к ним, и среди этих требований встречаются противоречащие друг другу. Чем больше критериев качества вводится в рассмотрение, тем более полную характеристику достоинств и недостатков проектируемой машины или механизмов можно получить.
Таким образом, для повышения производительности и увеличения ассортимента высококачественных швейных изделий необходимо разработать и научно обосновать параметры механизма иглы с упругой связью.
Литература:
1. Олимов К. Т. Швейные машины. Учебное пособие для профессиональных колледжей. Ташкент. Типография издательско-полиграфической акционерной компании Шарк, 2006.
2. Рейбарх Л. Б. Рассказы о швейных машинах. — М.: Легпромбытиздат, 1989.
3. Фишин М. Е., Хош А. У. Об одной схеме разгружающего устройства к механизмам периодического поворота. — В кн.: Теория механизмов и машин. — Харьков: Вища школа, 1985. вып. 19. — 23–28 с.
4. Швейные машины фирмы «Джуки». Руководство для инженеров.
