Выбор оснастки швейных машин на основе свойств полимерных и текстильных материалов

УДК 677:687.05

Р. Р. Фаткуллина, Л. А. Валиев, Л. Н. Абуталипова

ВЫБОР ОСНАСТКИ ШВЕЙНЫХ МАШИН НА ОСНОВЕ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ

И ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ключевые слова: требования безопасности, швейное оборудование, полимерные материалы, свойства материалов.

В статье рассматриваются ход эволюции швейной машины, а также материалы, применяемые для изготовления деталей швейных машин. Использован метод сравнения материалов в историческом плане. Анализируются особенности современных швейных машин и выбора их оснастки. Приводятся требования ГОСТ по безопасности использования оборудования легкой промышленности и ограничениям по выбору оснастки, основанным на свойствах текстильных и полимерных материалов

Keywords: safety requirements, sewing machine, polymeric materials, properties of materials.

The article considers the evolution of sewing machine design, as well as the materials used to manufacture the parts of sewing machines. The materials are compared in historical retrospective. The features of modern sewing machines and the spare parts equipping choices are analysed. The requirements of GOST standards for the safety of use of light industry equipment are summarised, and limitations (restrictions) on the choice of equipment based on the properties of textile and polymer materials are outlined.

Введение

Использование безопасных материалов в оборудовании занимает важное место в обеспечении трудовой деятельности человека и регламентируется нормативными документами, согласно которым технические средства и способы обеспечения безопасности устанавливаются в стандартах и технических условиях на производственное оборудование конкретных групп, видов, моделей (марок) с учетом условий эксплуатации [1-4]. Известно, что технологические требования к условиям выполнения операций во время эксплуатации швейных машин, объединяют следующие показатели: вид материала, тип машинного стежка и параметры строчки, вид строчки; толщину пакета (слоев материалов) и наличие поперечных и утолщенных швов; необходимость автоматизации операций [5-6]. Условия выполнения операций относят к факторам, обусловливающим выбор швейной машины.

Эволюция швейной машины

Рассмотрим эволюцию швейной машины и материалы, которые применялись в историческом плане для изготовления швейных машин. Эволюция швейной машины проходила несколько веков [7]. В XV веке Леонардо Да Винчи работал над созданием швейной машины и оставил потомкам её эскизы. В 1755 году К. Вейзенталь в Германии изобрел швейную машину, которая копировала принцип ручного образования стежков. В 1790 г. в Англии Т. Сайнт разработал чертежи машины, предназначенной для изготовления обуви. Д. Хендерсон и Т. Стоун спроектировали машину, имитирующую ручное шитье; С. Д. Дункан -вышивальную машину с большим количеством игл.

В 1814 году австрийский портной Й. Мадерспегер запатентовал иглу швейной машины. Изобретатель Б. Тимонье в 1830 г. во Франции запатентовал первую в мире швейную машину однониточного

цепного стежка. В Америке В. Хант в 1834 г. сконструировал модель швейной машины с челноком.

В 1845 году инженер Э. Хоу в США запатентовал швейную машину с горизонтальным движением иглы. В 1851 г. в Англии И. Зингером было зарегистрировано изобретение швейной машины с вертикальным движением иглы.

Швейная машина Зингера, самая совершенная из машин XIX века, имела своеобразную «бутылочную» форму. Для изготовления корпусов и платформ использовался металл чугун. Корпус машин вручную расписывался золотом, инкрустировался

перламутром, украшался резьбой по дереву.

Со второй половины XX века у преемников швейных машин Зингера детали (игольные пластины, челноки, шпульные колпачки, стержень, игловодитель, стержень-лапкодержатель,

нитепритягиватель и иглы) изготавливались из легированной стали.

Механические машины, существующие и поныне, приводятся в действие вращением рукоятки маховика или имеют ножной привод. Для изготовления ручек вращения вала швейной машины использовалось дерево или иногда - текстолит (из категории поделочного) - композиционный материал, созданный из ткани, склеенной термореактивным клеем [8]. Для ремня-привода использовалась натуральная кожа (сейчас ее заменил синтетический материал).

В последующих модификациях механических машин - электромеханических машинах - в корпусах электродвигателей на ось ротора устанавливались стальные подшипники. А сами подшипники центрировались дюралюминиевыми крышками. Дюралюминий - это сплав меди (4,5 %), магния (1,5%), марганца (0,5%) и алюминия.

Как характерная тенденция, в деталях современных машин, кроме традиционных металлических материалов, применяется пластмасса, отрицательным свойством которой является

возможная деформация от воздействия солнечных лучей и систем отопления.

Особенности современных швейных машин и выбора их оснастки

Швейные машины отличаются большим разнообразием [9]. В настоящее время существует три основных класса по степени автоматизации швейных машин: электромеханические машины с механическим выбором швов (рис. 1), компьютеризированные машины (со встроенной компьютерной платой) и швейно-вышивальные компьютерные машины [10]. Они различаются способом управления машиной, сложностью конструкции, своими функциональными

возможностями.

В современном оборудовании используется полимерный материал фторопласт для изготовления прокладок, шайб и др. деталей машин [11]. Фторопласт (тефлон) получают полимеризацией тетрафторэтилена. Фторопласт является

термостойким полимером и находит применение в деталях машин, в частности, при изготовлении лапок швейных машин (рис. 2) [12]. Такие полимерные лапки являются примером применения ресурсосберегающих (металл) технологий.

Большим разнообразием отличается оснастка, применяемая в швейных машинах [13, 14]. Например, иглы в разрезе могут иметь круглую, предназначенную для текстиля, форму, или треугольную форму для кожаных изделий; кончик иглы может быть традиционно заточенным, а может иметь округлый конец, если иглы предназначены для изготовления трикотажных изделий.

Иглами для стачивания текстильных материалов нельзя пользоваться при изготовлении изделий из кожи; для тонких шелковых тканей применяются иглы диаметром рабочей части 0,6 мм, а для особо тяжелых материалов требуются иглы диаметром 2,5-3 мм.

X-

Рис. 1 - Электромеханическая машина

В конкурентной борьбе швейные машины продолжают обновляться и модернизироваться. Например, характеристики современного петельного полуавтомата челночного стежка GT 670-01 [15] обеспечивают высокую скорость и качественное изготовление прямых петель на мужской, женской и детской одежде двухниточным челночным стежком (табл. 1).

Таблица 1 - Характеристики петельного полуавтомата челночного стежка - модель GT670-01

Показатель Характеристики

Применение (размер пуговиц) Легкие/средние материалы

Макс. скорость шитья 3600 стежков в минуту

Устройство обрезки ниток Обеспечивается

Смазка Автоматическая

Высота подъема лапки 13 мм

Челнок Стандартный вертикальный

Расстояние между отверстиями пуговицы 2.0-6.5x0-6.5 мм

Функция останова иглы в заданном положении Обеспечивается

В компьютеризированных швейных машинах встроенная компьютерная плата позволяет управлять машиной, причем машина сама регулирует настройку и фиксирует ее на информационном дисплее. Благодаря встроенной компьютерной плате, машина сама выбирает толщину иглы и величину стежка в зависимости от ткани и выбранного шва.

Система управления в современном оборудовании должна обеспечивать надежное и безопасное ее функционирование при всех предусмотренных режимах работы

производственного оборудования и при всех внешних воздействиях, предусмотренных условиями эксплуатации [16]. Система управления призвана исключать создание опасных ситуаций из-за нарушения работниками последовательности управляющих действий.

Рис. 2 - Тефлоновая лапка швейной машины

Так как в производственном оборудовании должно быть исключено накопление зарядов статического электричества в количестве, представляющем опасность для работающего, то при выборе оснастки швейного оборудования следует учитывать волокнистый состав, толщину материалов, а также свойство электризуемости текстильных, нетканых и др. материалов и деталей машин с полимерным составом, соприкасающихся с деталями кроя.

Заключение

Рассмотрение в историческом плане материалов, применяемых для изготовления швейных машин, позволило составить их перечень: чугун, сталь; золото, эмаль и перламутр для отделки и инкрустаций; дюралюминий, дерево, текстолит поделочный, натуральная кожа для ремня-привода, пластмасса, фторопласт (тефлон).

В швейном оборудовании применяются полимерные материалы, поэтому должно быть исключено накопление зарядов статического электричества в количестве, представляющем опасность для работающего, а при выборе оснастки швейного оборудования следует учитывать волокнистый состав, толщину материалов и свойство электризуемости текстильных, нетканых и др. материалов и деталей машин с полимерным составом, соприкасающихся с деталями кроя.

Таким образом, при выборе оснастки швейного оборудования и при его эксплуатации большое внимание следует уделять безопасности, которая обеспечивается системой управления, выбором комплектующих и материалов для изготовления машин и дополнительной оснастки, а также текстильных и полимерных материалов, применяемых при эксплуатации этого оборудования.

Литература

1. Б.А. Бузов. Управление качеством продукции. Технический регламент, стандартизация и сертификация: учеб. пособие для вузов. Издательский центр «Академия», Москва, 2006. 176 с.

2. Постановление Правительства РФ от 15 сентябра 2009 г. № 753 г. Москва «Об утверждении технического регламента о безопасности машин и оборудования» Российская газета. Федеральный выпуск № 5005

3. Ю.Н. Берновский. Стандартизация продукции, процессов и услуг: учебное пособие. Изд-во «Академия стандартизации, метрологии и сертификации», Москва. 2012. 300 с.

4. Технический регламент о безопасности машин и оборудования. ООО ИД «Энергия», Москва, 2013. 56 с.

5. Р.Р. Фаткуллина, Н.Р. Софронова, Ч.И. Сиразова, Выбор материалов с полимерным составом для детской одежды, Вестник технол. ун-та, 19, 24, 94-95 (2016).

6. Р.Р. Фаткуллина, О.А. Мамлеева, Оценка требований к материалам при проектировании мужских костюмов, Вестник технол. ун-та, 19, 24, 88-89 (2016).

7. Наглядная история швейной машины

8. Текстолит

9. Швейное оборудование

10. Различие швейных машин по классам

11. Фторопласт

12. Фторопласты

13. Н.М. Конопальцева, П.И. Рогов, Н.А. Крюкова Конструирование и технология изготовления одежды из различных материалов. Ч. 2. Технология изготовления одежды. Издательский дом «Академия», Москва, 2007. 288 с.

14. В.Я. Франц. Оборудование швейного производства: Учеб. для сред. проф. образования. Издательский центр «Академия», Москва, 2002. 448 с.

15. К.Р. Габдулхаев, Р.Р. Фаткуллина, Применение полимерного материала для деталей швейного оборудования, Сб. статей XII Межд. науч.-практ. конф. с элементами науч. школы студентов и молодых ученых «Новые технологии и материалы легкой промышленности» (16-20 мая 2016 г.), Изд-во КНИТУ, Казань, 2016. С. 262-264.

16. ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

© Р. Р. Фаткуллина - к.б.н., доцент каф. моды и технологий КНИТУ, rimma_fat@mail.ru; Л. А. Валиев - магистрант той же кафедры; Л. Н. Абуталипова - д.т.н., профессор, зав. каф. моды и технологий КНИТУ.

© R. R. Fatkullina - Ph.D., associate professor of the department of «Fashion and technology», KNRTU, rimma_fat@mail.ru; L. A. Valiev - master of the department of «Fashion and technology», KNRTU; L. N. Abutalipova - Doctor of Engineering, professor, head of the department of «Fashion and technology», KNRTU.