Прокалывание материалов иглой

Прокалывание материалов иглой может быть сквозным и несквозным. Во время прокола материала иглой происходит взаимодействие силы прокола Р, сил упругости материала q и сил трения m N (m – коэффициент трения между иглой и материалом, N – нормальное давление). Взаимодействие сил представлено на рисунке 11.

Рис. 11. Прокол материалов иглой:

1 – материалы; 2 – игольная пластина; 3 – лапка

 

Сила прокола зависит от следующих основных факторов:

1. толщина сшиваемых материалов h и их физико-механические свойства;

2. угол заточки острия a;

3. диаметр иглы ;

4. коэффициент трения m между иглой и материалом, который во многом зависит от чистоты обработки поверхности острия и стержня иглы. Например, для тонких материалов максимальная сила прокола рассчитывается по формуле:

, (1.6)

где – условный модуль упругости материала при проколе.

В наибольшей степени на величину влияют m и . Угол заточки острия при сшивании толстых материалов почти не влияет на .

Повреждаемость материалов иглой П, %, рассчитывается по формуле:

(1.7)

где n – число проколов материала с повреждениями нитей; n₀ – общее число проколов.

Повреждаемость материалов зависит от их плотности, структуры, волокнистого состава, диаметра иглы, чистоты обработки ее поверхности, угла заточки острия, давления прижимной лапки машины, количества слоев материала и т.д. Потеря прочности материала достигает 15 %, снижение удлинения – 20 %.

Для обеспечения качества строчки большое значение имеет правильный подбор для конкретного материала номеров игл и ниток. Для тканей справедлива зависимость

,

(1.8)

где – номер иглы; – линейная плотность ниток, текс; = 40 – для армированных ниток; = 30 – для хлопчатобумажных ниток; = 25 – для лавсановых ниток.

При стачивании материалов из синтетических волокон их повреждение происходит и из-за нагрева иглы до 280–330 ^оС. Для снижения нагрева используют иглы с более тонкой или двойной заточкой, специальные устройства для воздушного охлаждения иглы и силиконовую смазку синтетических ниток.

Проведение нитки в отверстие прокола сначала осуществляется при неподвижной нитке в ушке иглы (пока не израсходуется ее напуск со стороны предыдущего стежка). Затем нитка перемещается в челночных строчках – в сторону стежка, в цепных – в сторону нитепритягивателя. Условия проведения нитки через материал во многом зависят от радиуса закругления (затупления) граней ушка и кромки желобка, т.е. качества изготовления игл.

Для правильного хода процесса образования стежков необходимо, чтобы длина нитки, освобождаемая нитепритягивателем и перетягиваемая со стороны предыдущего стежка, была не меньше длины нитки, проводимой через материал, которая равна удвоенному рабочему ходу иглы (рис. 12).

Рис. 12. Схема перемещения иглы при образовании стежка

(1.9)

где l₀ – общий ход иглы, мм (расстояние от крайнего верхнего до крайнего нижнего положения); l₁ – расстояние от ушка иглы в крайнем верхнем положении до игольной пластины (холостой ход), мм; – толщина стачиваемых материалов, мм.

Величины l₀ и l₁ измеряются конструкцией машины определенного класса.

В машинах челночного стежка несоответствие количества подаваемой игле нитки расчетному значению L_u приводит к обрыву ниток, а в машинах цепного стежка – к неправильному (некачественному) затягиванию ниток стежка.

Образование петли-напуска

Образование петли-напуска из нитки происходит при движении иглы вверх из крайнего нижнего положения (рис. 13). Образование петли происходит вначале вследст-вие взаимодействия сил трения F ₁ и F ₂ нитки о материал, сил упругости нитки q, а затем и дополнительной силы Р _д взаимодействия нитки и нижней стенки ушка иглы.

Сначала петля распределяется по обе стороны от иглы, а затем смещается в сторону короткого желобка, так как она смещена относительно оси иглы в отверстии прокола. Увеличение размера петли и смещение ее в сторону короткого желобка позволяет облегчить захват петли носиком челнока.

На размер и форму петли оказывают влияние плотность материала, крутка и неуравновешенность ниток, их свойства, подъем ткани вместе с иглой и другие факторы. Нормальная ширина петли – 1,5–2 мм, наибольшую ширину она имеет на уровне 1,5–2 мм выше верхней стенки ушка. Именно на этом уровне должен находиться носик челнока или петлителя в момент захвата петли.

Челнок захватывает петлю верхней нитки, расширяет и обводит ее вокруг половины шпульки. Ветвь петли, идущая от иглы, заводится внутрь челнока, а ветвь, идущая от строчки, проходит с наружной стороны шпуледержателя (рис. 14).

Рис. 14. Схема образования челночного прямолинейного стежка:

1 – игла; 2 – верхняя нитка; 3 – челнок; 4 – шпулька; 5 – нижняя нитка

 

После того, как петля обведена вокруг половины шпуледержателя, происходит подтягивание нитки со стороны иглы. Благодаря этому петля сдергивается с носика челнока и обводится вокруг второй половины шпуледержателя.

При выполнении зигзагообразных строчек на машинах, где отклоняется игла, при правом и левом проколе петля нормальных размеров образуется на одном и том же уровне. Для захвата второй петли носик челнока должен пройти расстояние, примерно равное величине отклонения иглы, а петля к этому времени уже изменит свои размеры и форму. Для нормального процесса образования стежков ось челнока в таких машинах смещается по отношению к точкам прокола иглы.

В машинах цепного стежка петлитель захватывает образовавшуюся петлю а₁ нити иглы (рис. 15а), петля расширяется носиком 1 и удерживается петлителем 2. Материал перемещается на величину стежка (рис. 15б). Петлитель захватывает следующую петлю а₂ (рис. 15в) и вводит ее в предыдущую петлю а₁, которая при дальнейшем движении петлителя сходит с него, образуя переплетение ниток стежка (рис. 15г). При выполнении двух- и многониточных строчек петлитель не только удерживает петлю нитки иглы, но и вводит в нее петлю своей нитки.

а) б) в) г)

 

Рис. 15. Образование стежка однониточной однолинейной прямой цепной строчки

Затягивание ниток стежка

Затягивание ниток челночного стежка начинается в тот момент, когда нитепритягиватель, двигаясь вверх, подтягивает игольную петлю и сдергивает ее с челночного комплекта. Окончательное затягивание стежка происходит при подъеме ушка нитепритягивателя в крайнее верхнее положение. Качество затягивания стежков зависит от соотношения натяжения игольной и челночной ниток, а также свойств материалов.

Натяжение нитки иглы зависит от натяжения нитки челнока, коэффициента трения нитки о нитку и силы трения узла переплетения в отверстии прокола. Натяжение нитки иглы при затягивании челночных стежков в 2–4 раза больше натяжения нижней нитки.

Затягивание цепных стежков отличается от затягивания челночных тем, что нитка иглы в этот момент перемещается между двумя отверстиями прокола. После того как игла войдет в петлю предыдущего стежка, подача нитки уменьшается. Благодаря этому происходит предварительное затягивание стежка иглой, которая перетягивает нитку со стороны стежка из своей предыдущей петли. Окончательное затягивание цепных стежков происходит с помощью нитепритягивателя и петлителя, движущихся в противоположных направлениях.

Условия затягивания цепных стежков отличны от рассмотренных для челночных. Для двухниточной цепной стачивающей строчки натяжение нитки иглы Т_и в конце затягивания стежка составляет:

,

(1.10)

где – натяжение нитки петлителя; m – среднее значение коэффициента трения нитки о нитку и материал.

При m = 0,3 Т_и = 21,2 Т_п, т.е. натяжение нижней нитки в этой строчке в 5÷10 раз меньше, чем в челночной строчке.

Величина силы, прижимающей материалы друг к другу, составляет:

- для челночной строчки Р_ч = 2,3 Т_и;

- двухниточной стачивающей цепной Р_ц = 1,7 Т_и.

Поэтому машины цепного стежка, как и челночного, можно использовать для пошива изделий из бельевых, платьевых, костюмных тканей.