1.3. Свойства машинных строчек и ниточных швов
При эксплуатации на одежду и соединение ее деталей действуют разнообразные факторы: деформация (растяжения, сжатия, изгиба, кручения, истирания), температура, влажность и т.д.
Для обеспечения качества изделия во время его изготовления и носки ниточные соединения должны удовлетворять целому ряду требований.
По классификации В.Ф. Шаньгиной выделено 5 групп показателей качества ниточных соединений:
эстетические: ровнота линии строчки; равномерность частоты строчки; плотность затягивания стежков, целостность строчки;
деформационные: волнистость материала по линии шва, стягивание материала нитками строчки, посадка нижнего слоя материала;
механические: прочность шва вдоль строчки, удлинение шва вдоль строчки, прочность шва поперек строчки, жесткость шва, повреждаемость материала;
эксплуатационные: выносливость или долговечность, остаточная циклическая деформация, устойчивость к истиранию, светопогоде, стирке, химчистке; распускаемость строчки; осыпание ткани в шве;
экономические: расход материала, расход ниток.
В зависимости от вида строчки (соединительная или отделочная), материалов (натуральные или синтетические), вида изделия, назначения и условий эксплуатации изменяется значимость свойств.
В процессе образования стежков на качество ниточных соединений влияют следующие факторы:
вид переплетения и структура стежка;
вид и свойства материала;
вид и свойства ниток, образующих стежки;
технологические режимы пошива: частота строчки, натяжение ниток, скорость стачивания, давление лапки на сшиваемые материалы;
параметры швов: число стачиваемых слоев, ширина шва, число ниточных строчек, толщина шва.
Прочность ниточных швов
Наиболее важными показателями прочности швов являются:
максимальная нагрузка при растяжении в поперечном направлении шва;
удлинение при разрыве в продольном направлении;
выносливость при многократном растяжении вдоль и поперек строчки.
Испытание швов в двух первых случаях проводится на разрывной машине. Образцы стачивают швом вдоль или поперек (рис. 4). В последнем случае концы ниток строчки завязывают узлом.
|
|
а) |
б) |
Рис. 4. Соединение деталей для испытания вдоль (а) и поперек (б) шва
Максимальная нагрузка при растяжении в поперечном направлении шва зависит от вида ниток, количества строчек в шве, частоты строчки, вида стежков, плотности и толщины материалов.
Для стачного шва максимальная нагрузка при растяжении в поперечном направлении шва может быть определена расчетным путем по формуле:
(1.1)
где
– максимальная нагрузка при растяжении
в поперечном направлении шва, Н на 1 см
шва;
– количество стежков на 1 см строчки;
– максимальная нагрузка нитки, Н;
– поправочный коэффициент, учитывающий
снижение прочности ниток при пошиве;
соотношение прочности петли стежка в
шве и прочности ниток; конструкцию шва
и вид материала.
Значение коэффициента колеблется от 0,8 до 1,2. Потеря прочности нитки в процессе шитья на машинах челночного стежка составляет 10–15 %, цепного – в 2 раза меньше. Прочность петли стежка в шве меньше прочности двух нитей, поскольку нити не только растягиваются, но и подвергаются сжатию в переплетении. В строчках цепного стежка переплетение ниток происходит на поверхности, нагрузка воспринимается двумя параллельными отрезками верхней нити и поэтому максимальная нагрузка при растяжении шва в поперечном направлении в 2-3 раза выше. Результаты расчета по формуле достоверны, если максимальная нагрузка шва меньше разрывной нагрузки ткани.
При растяжении шва в продольном направлении сопротивление растяжению оказывают нитки и материал. Материал утоняется и нитки не только растягиваются, но и распрямляются. Часто сначала разрывается материал, а затем – нитки. Удлинение хлопчатобумажных ниток составляет 5–6 %; шва на стачивающей челночной машине – 10–15 %; машине цепного стежка – 30–35 %.
Испытания на выносливость проводят при реально возникающих в одежде нагрузках ( 16 Н на 1 см шва) и удлинении (2–3 %). Швы выдерживают достаточно большое количество циклов испытаний, однако при возрастании удлинения до 5–7 % – всего 500 циклов. Выносливость швов, выполненных цепной строчкой, выше.
Распускаемость машинных строчек
Для обеспечения прочности ниточных соединений необходимо, чтобы нитки стежков не распускались. В то же время для операций временного назначения (выметывание, заметывание и др.) целесообразно применять легко распускаемые строчки.
Распускаемость строчки зависит от следующих факторов:
тип стежка (челночный или цепной);
структура стежка;
натяжение ниток.
Челночные строчки при нормальном натяжении ниток относятся к труднораспускаемым. При изменении натяжения нитей (ослаблена верхняя) переплетение нитей происходит на поверхности материала, строчка слабо прижимает материалы, имеет небольшое удлинение и легко распускается при разрыве нитки (строчка для образования сборок, представленная на рисунке 5а).
Однониточный цепной стежок распускается легко, если потянуть за конец нитки, освобожденный из последней петли (рис. 5б).
Двухниточная цепная стачивающая строчка (рис. 5в) обладает меньшей распускаемостью.
-
а)
б)
в)
Рис. 5. Схемы строчек:
а –прямолинейной челночной с ослабленной верхней ниткой; б – однониточной цепной
в – двухниточной цепной стачивающей
Для строчек постоянного назначения, выполняемых однониточными цепными стежками, с целью уменьшения возможности распускания строчек в готовом изделии необходимо:
по возможности использовать эти строчки для соединения прокладочных деталей;
конец строчки закреплять другими машинными строчками или повышенной частотой стежков (при обметывании петель и пришивании пуговиц), а также использованием клеевых материалов.
Расход ниток на машинные строчки
Расход ниток необходимо знать для экономической оценки строчки и определения норм расхода ниток на единицу изделия. Методы определения расхода ниток:
экспериментальные – распускание строчки и измерение длины ниток; измерение длины ниток до и после выполнения строчки;
с помощью специального счетчика, приводимого в движение от нитки. Установив длину каждой нитки стежка, определяют общий расход ниток;
расчетный способ.
Расчетный способ позволяет определить расход ниток на строчку (без ее выполнения) по формуле
(1.2)
где
– расход ниток, см;
–
число стежков в 1 см строчки;
–
длина строчки, см;
– длина ниток одного стежка, см.
Расход ниток с учетом структуры стежка рассчитывается по формуле:
(1.3)
где
– длина строчки, см; n1
– количество частей ниток в одном
стежке, расположенных вдоль строчки;
n2 – количество
частей ниток в одном стежке, расположенных
поперек строчки; n3
– количество частей ниток в одном
стежке, расположенных под углом к линии
строчки; n4
– количество частей
ниток в одном стежке, расположенных в
толщине материала;
– число стежков в 1 см строчки;
–
ширина строчки, см;
–
толщина материалов, см;
–
поправочный коэффициент, учитывающий
сжатие материалов и частей ниток в
переплетениях.
Значение зависит от вида материалов и строчки, частоты стежков, толщины материала и т.д.
Расход ниток на строчки цепного стежка больше, чем на строчки челночного: на однониточную цепную стачивающую почти в 1,5 раза больше, чем на двухниточную челночную. Однако, учитывая большую производительность машин цепного стежка (затраты времени на смену ниток снижаются более, чем в 2,5 раза), они являются более перспективными.
Оптимизация свойств ниточных соединений – сложная многофакторная задача, которую приходится решать технологам швейного производства.
При решении задачи выбора оптимальных режимов соединения деталей одежды оказалось эффективным применение современных математических методов планирования эксперимента, позволяющих:
провести многофакторные исследования при сокращении числа опытов;
получить количественные оценки влияния факторов;
найти оптимум исследуемого параметра.
В качестве критерия оптимизации может быть использована, например, способность шва к удлинению при растяжении его в продольном направлении усилием Р = 19,6 Н.
При решении задачи
используется математическая модель
объекта исследования, т.е. уравнение,
связывающее параметр оптимизации
с факторами
:
|
(1.4) |
.