Процессы соединения тканей
Устройством для соединения (скрепления) тканей является швейная машина, которую применяют в швейной, трикотажной, обувной и др. отраслях лёгкой промышленности, а также в быту.
По назначению швейные машины делятся на стачивающие (одно- или многоигольные), обмёточные, потайного стежка, пуговичные и т.д. Различают также швейные машины универсальные, которые позволяют выполнять швы различных видов, строчки разной длины и по различным направлениям, и специализированные, которые предназначены для выполнения определённых операций (пуговичные, петельные и вышивальные). Последние обычно являются полуавтоматами. Существуют также швейные машины, которые обеспечивают соединение тканей путём сваривания или склеивания.
Устройство, габариты, форма, скоростные и др. показатели швейных машин, применяемых в промышленности, определяются назначением, размером изделий, свойствами материала, его толщиной и т.д. Швейные машины, используемые в быту, также относятся к универсальным машинам челночного стежка. Они обычно, кроме прямолинейной строчки, могут выполнять строчку с зигзагообразно расположенными стежками и применяться для обмётывания срезов тканей, подшивки кружев, аппликаций, отделки изделий. При наличии дополнительно сменяемых приспособлений на этих машинах можно также обмётывать петли, пришивать крючки и пуговицы.
В основе любой швейной машины лежит процесс образования стежка, конечным же результатом является строчка, представляющая собой непрерывную цепь стежков. В зависимости от характера переплетения ниток в стежках, строчки подразделяются на цепные (рис. 116) и челночные (рис. 118).
Цепной стежок в швейном производстве – это часть ниточной строчки между двумя проколами иглы, полученная с помощью петлителя. В строчках, полученных из цепных стежков (т. н. цепных строчках), переплетение нитей происходит на одной стороне сшиваемых материалов; вид строчки на лицевой и нижней стороне различен. Цепной стежок бывает одно–, двух– и многониточным. Цепной стежок допускает значительное удлинение вдоль строчки и поэтому обычно используется при сшивании эластичных (например, трикотажных) материалов. Главные недостатки – распускаемость и больший расход ниток, чем при использовании строчек из челночных стежков. На рис. 115 приведена последовательность образования простейшего (однониточного) цепного стежка.
Рис. 115. Последовательность образования однониточного стежка машиной с вращающимся петлителем: 1 – нить; 2 – игловодитель (нитепритягиватель); 3 – игла с ушком на конце; 4 – прошиваемый материал; 5 – петлитель.
Рис. 116. Однониточная цепная строчка.
Челночный стежок (в швейном производстве) – часть ниточной строчки между двумя проколами иглы, полученная с помощью челнока. В строчках, полученных из челночных стежков (т. н. челночной строчке), переплетение ниток происходит нормально в середине материала; вид строчки на лицевой и нижней стороне одинаков. Челночный стежок бывает двухниточным (в основном) и трёхниточным (при работе с двумя иглами и одним челноком). Челночный стежок не допускает значительного удлинения вдоль строчки и поэтому неприемлем при сшивании эластичных материалов (например, трикотажа). Челночный стежок считается нераспускающимся. Главный недостаток – потеря прочности верхней нити, т.к. один и тот же её участок проходит многократно через ушко иглы при образовании стежков (рис. 117).
Рис. 117. Последовательность образования челночного стежка обводом петли вокруг шпульки: 1 – верхняя нитка; 2 – нитепритягиватель; 3 – игла с ушком на конце; 4 – нижняя нитка; 5 – челнок; 6 – сшиваемый материал.
Рис. 118. Двухниточный челночный шов.
Наибольшее распространение среди швейных машин универсального типа имеет одноигольная стачивающая машина челночного стежка, основными элементами которой являются механизмы иглы, нитепритягивателя, челнока и двигателя ткани.
Механизм иглы сообщает игле, в ушко которой заправлена нитка, возвратно-поступательное или колебательное движение. В результате осуществляется прокол иглой материала, провод через него верхней нитки и создание у ушка иглы петли. Механизм челнока обеспечивает захват петли, её обвод вокруг шпуледержателя. Механизм нитепритягивателя сматывает нитку с катушки, сдёргивает её с челнока и затягивает стежок. Механизм двигателя ткани передвигает материал на длину стежка. Все механизмы получают движение от главного вала, приводимого во вращение электрическим или механическим приводом.
Швейные машины состоят из механизмов, большинство которых являются типовым. Это кривошипно-шатунные механизмы, преобразующие возвратно-поступательное движение во вращательное; кулачковые, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное; эксцентриковые, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное или колебательное и т. п. Эти механизмы используются не только в швейных, но и в самых разнообразных машинах.
Взаимодействие механизмов машины легче всего проследить по кинематической схеме, на которой они изображаются с помощью условных обозначений.
Кривошипно-шатунный механизм (рис. 119). Это один из типовых механизмов швейной машины (механизм иглы). Механизм очень распространен в различных машинах.
В одних случаях этот механизм получает движение от поршня к валу (в любом поршневом двигателе), в других - от вала (который вращается от какого-либо двигателя) к ползуну.
Рис. 119. Кривошипно-шатунный механизм:
1 – вал; 2 – кривошип; 3 – шатун; 4 – поводок (шпилька);
5 – стержень игловодителя; 6 – направляющие игловодителя
Картина подобного движения такова: вращается вал и вместе с ним кривошип 2 и шарнирно связанная с ним верхняя головка шатуна 3. И тогда ползун в направляющих игловодителя совершает возвратно-поступательное движение. На схеме вместо ползуна показан поводок 4, в котором закреплен стержень игловодителя 5. Такая конструкция кривошипно-шатунного механизма используется в швейной машине для преобразования вращательного движения главного вала в возвратно-поступательное движение иглы.
Кулисный механизм (рис. 120) служит для преобразования вращательного движения в колебательное или возвратно-поступательное. Эти механизмы выполняют те же функции, что и кривошипно-шатунные механизмы, и являются их видоизменением.
Рис. 120. Кулисный механизм:
1 – рычаг нитепритягивателя; 2 – кулисный камень; 3 – шатун;
4 – кривошип; 5 – главный вал.
В швейной машине часто применяют кулисный нитепритягиватель в виде углового поворотного рычага, шарнирно присоединенного к корпусу машины. Одно плечо рычага (внешнее) снабжено ушком для нитки, а по вутреннему плечу рычага скользит кулисный камень 2, вложенный внутрь головки шатуна 3 игловодителя и получающий движение от кривошипа 4 главного вала 5. При вращении кривошипа главного вала и его пальца камень кулисы будет описывать эллипсообразную кривую, то приближаясь к точке своего качения (плечо кулисы уменьшается), то удаляясь от нее. При этом внешнее плечо углового поворотного рычага будет то опускаться, то подниматься.
Кулачковый механизм (рис. 121) используется в рабочих машинах и особенно в машинах-полуавтоматах, где управление сложными операциями производится без сложных механических и электрических устройств.
Рис. 121. Кулачковый механизм:
1 – рабочий вал; 2 – кулачок; 3 – ролик; 4 – рычаг
Рабочий вал 1 (его назвали распределительным за то, что он распределяет всю работу между отдельными механизмами), вращаясь, заставляет механизмы машины выполнять заданную работу.
Команда от вала исходит с помощью кулачка 2. Этот кулачок вращается вместе с валом и во время движения непрерывно или периодически соприкасается через ролик 3 с рычагом 4, который он «ведет». А рычаг передает свое движение дальше, к исполнительному механизму.
В швейных машинах-полуавтоматах, например пуговичных, с помощью кулачков передается команда, когда пуговице надо перемещаться для прокола следующего отверстия или находиться на месте для закрепления стежка.
Эксцентриковый механизм (рис. 122). Данный механизм применяют для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное или колебательное различных исполнительных механизмов. В швейных машинах его часто применяют при передаче движения двигателю ткани (рейке) и т. д.
Передача рейке движения вверх и вниз осуществляется следующим образом. На валу закреплен эксцентрик 2. Своим эксцентриситетом он воздействует на шатун 3, сообщая ему движения вниз и вверх. Шатун поворачивает коромысло 4 с валом 5, удерживающимся во втулках 6. Закрепленное на переднем конце вала коромысло 7 также получает колебательные движения, а если его соединить с рычагом двигателя ткани, то последний будет опускаться и подниматься.
Рис. 122. Эксцентриковый механизм:
1 – вал; 2 – эксцентрик; 3 – шатун; 4 – коромысло; 5 – вал; 6 – втулки; 7 -- коромысло