Промышленные швейные машины

Содержание

1. Типовые элементы швейной  сборочной операции

2. Швейные машины для  выполнения операций групп Iа и II

3. Основные принципы совершенствования  швейных машин

4. Швейные машины для  выполнения операций группы Iб

5. Оборудование для выполнения  операций типа I и II в автоматическом режиме

6. Оборудование для выполнения  операций, относящихся к III группе

7. Оборудование для выполнения  операций IV группы

8. Машины для выполнения  операций, где полуфабрикат не раскладывается на плоскость

9. Столы для швейных машин

Библиографический список

1. Типовые элементы  швейной сборочной операции

Любой вид одежды – изделие сложное. И, как каждый сложный объект, состоит из отдельных деталей, соединённых тем или иным способом: с помощью ниток, сварки, клея, ультразвуковым воздействием. Наиболее распространённым типом соединения (95 % от всех) является ниточное, которое реализуется на практике с помощью швейной машины или вручную, но последнее при промышленном производстве одежды применяется крайне редко.

Соединение нескольких слоёв материала, сложенных определённым образом, называется швом, а ниточная составляющая шва – строчкой.

Строчка состоит из повторяющихся элементов, расположенных между двумя соседними проколами иглы и представляющих собою законченное переплетение ниток, которые называют стежками.

При этом наиболее употребляемые типы стежков: цепной однониточный, цепной двухниточный, двухниточный челночный, краеобмёточный и стачивающе-обмёточный (стежки классов 100, 300, 400).

Для того чтобы осуществить соединение деталей одежды, в общем случае нужно: установить (положить) заготовки на рабочую позицию, провести непосредственно рабочий процесс соединения и снять полуфабрикат, над которым совершены необходимые действия. Нужно заметить, что очень часто одновременно с процессом соединения проводятся другие воздействия на заготовки: формование (подгибка), резание, смещение слоёв в пакете и другие, в связи с этим устройство, обеспечивающее в целом рабочий процесс, должно содержать соответствующие органы: челнок (петлитель), двигатель ткани, нитепритягиватель, ножи и др.

Все эти органы и механизмы и узлы, приводящие их в движение, собранные в одном агрегате, и составляют устройство, называемое швейной машиной. Различных видов швейных машин довольно много, и, естественно, это многообразие нужно упорядочить. Известны различные варианты классификации швейного оборудования: по типу выполняемых стежков, по виду обрабатываемых материалов, по специалазации, по скоростным характеристикам, по виду отдельных элементов конструкции и др. (см. раздел 5.1).

Учитывая, что в последнее время много внимания уделяется автоматизации швейного производства, представляется целесообразным в основу классификации положить технологический принцип, выделив характерные элементы процесса сборки швейного изделия. Основы такого подхода разработаны в Центральном Научно-Исследовательском Институте Швейной Промышленности (ЦНИИШП) в 1970–80 гг.

Рассматривая всю совокупность швейных сборочных операций, принято выделять несколько основных их типов, базируясь на видах используемых строчек. В таблице 1 приведены 6 из них, наиболее часто встречающихся в процессе изготовления одежды, при условии, что полуфабрикат может быть разложен на плоскость.

Таблица 1

Типовые сборочные операции

Самые распространённые (47 %) – строчки по прямолинейным контурам челночным стежком, цепным двухниточным, краеобмёточным (I группа).

Здесь возможны два варианта: строчка в своих концах не закрепляется, просто выходит за край пакета полуфабриката (Iа) или строчка требует закрепления (Iб), предохраняя выполненный шов от распускания как во время последующей сборки изделия, так и при эксплуатации.

Закрепление шва осуществляется либо обратной строчкой на длину 7÷10 мм, либо учащением стежков в концах строчки, либо закрепляющей строчкой III группы (табл. 1). Характерным примером таких операций служит выполнение строчек при изготовлении прорезных карманов.

Операции, где вид строчки характеризуется небольшим отклонением от прямой (II группа), выполняются челночным или цепным стежком. Закрепки, как правило, не выполняются. Таких строчек в общем объёме до 15 %. В этой же группе есть операции (тип II б), при выполнении которых нужно обеспечить одно очень важное условие – стабильную ориентацию рабочих инструментов, взаимодействующих с полуфабрикатом, относительно контура строчки в каждый момент времени от начала и до конца операции. Примерами таких операций являются стачивание боковых срезов брюк на машине для одновременного стачивания и обмётывания, соединение на такой же машине срезов рукавов платья, обмётывание половинок брюк на краеобмёточной машине.

Если в рабочей головке имеется нож для подрезания припуска эквидистантно линии строчки, то для правильной и стабильной работы требуется выполнить условие по жёсткой его ориентации относительно контура строчки, и подобные операции (стачивание с обрезкой) также относятся к группе II б.

При ручном сопровождении полуфабриката под рабочими органами шьющей головки требование по ориентации выполняется как бы «само по себе» и сложностей не вызывает, но при создании оборудования полуавтоматического действия, где оператор не влияет на проведение рабочего процесса, приходится такое положение учитывать, создавая для этой цели специальные технические средства. Поэтому сборочные операции со строгой взаимной ориентацией рабочих инструментов и обрабатываемых деталей вынесены в отдельную подгруппу.

Тип операции III. В контуре встречаются резкие переломы; стежок, как правило, челночный, но возможен и цепной. На долю таких операций приходится до 12 % всех работ, выполняемых с помощью ниточного соединения. Примерами операций такого типа является выполнение закрепок, прикрепление пуговиц, эмблем и других мелких деталей, обмётывание петель, выполнение отделочных строчек на карманах джинс.

И, наконец, последний тип операций связан с выполнением строчки по контурам произвольной конфигурации, встречающейся, как правило, при обтачивании деталей – клапанов, воротников, манжет, бортов. В процессе работы требуется обеспечить постоянство направления подачи относительно рабочих органов, осуществляющих переплетение ниток и подрезку припуска. Это специфическое требование связано с технологическими особенностями образования стежков и принципами резания материалов устройствами типа ножниц.

Все рассмотренные строчки могут выполняться на различных материалах. Их ассортимент чрезвычайно велик. От очень тонких и мягких до достаточно толстых и жёстких. Используются материалы сухие и эластичные, устойчивые и тягучие, ворсистые и гладкие. И на всех материалах или пакетах из них должна быть проложена качественная строчка, то есть без пропуска стежков, со стабильной их длиной, без посадки и стягивания или с заданной посадкой и с необходимой затяжкой ниток в стежке.

Понятием «Типовые сборочные операции» охватывается порядка 80 % всего объёма ниточных работ. На остальные приходятся либо комбинации выделенных строчек, либо строчки на объектах, не раскладывающихся на плоскость.

Нужно ещё иметь в виду, что и в каждом «типовом» случае могут быть технологические разновидности, и их, как и в основном варианте, нужно уметь осуществить, желательно с помощью производительных и надёжных технических средств.

Машиностроительные фирмы предлагают потребителю весьма значительную номенклатуру, из которой всегда возможно выбрать то, что наиболее подходит по технологическим и экономическим показателям.

2. Швейные машины  для выполнения операций групп Iа и II

Сборочные операции, по приведенной классификации относящиеся к группам Iа и II, самые распространённые. Выполняются они челночным, цепным и краеобмёточным стежками и их комбинациями. Закрепление от распускания строчки в её начале и конце при этом не производится.

Очень многие фирмы выпускают оборудование для подобной цели, и крупные с мировой известностью, и более мелкие. Как правило, такая техника выпускается в виде группы машин на одной конструктивной основе.

Одноигольные машины челночного стежка – базовый ряд «Juki» – 9000 DDL; базовый ряд «Pfaff» – 1160, 1180 и 2235; базовый ряд «Durkopp/Adler» – 271.

Двухигольные машины челночного стежка – базовый ряд «Juki» – LH и LU, базовый ряд «Pfaff» – 1120; базовый ряд «Global» – DN9200; «Mitsubishi» – LU-2.

Машины, выполняющие зигзагообразную строчку – базовый ряд «Juki» LZ, базовый ряд «Brother» – ZE.

Машины краеобмёточные и стачивающе-обмёточные – базовый ряд «Juki» – МО; «Pegasus» – EX 3200 и ЕХ-5200; «Siruba» – 700 F, 700 FX, 700 FS.

Цифры и буквы здесь никакой дополнительной информации не несут, это только условное обозначение.

В связи с тем, что сегодня конструктивные новинки очень быстро становятся достоянием всех машиностроительных фирм, то можно прямо сказать, что в основе машины разных производителей примерно одинаковы и отличаются не очень существенными деталями. Поэтому для понимания вопроса достаточно рассмотреть одну из типовых машин. Что мы и будем делать в дальнейшем, беря за прототип одну из моделей известных фирм.

Рассмотрим в качестве примера одну из последних разработок фирмы «Garudan» (Чехия) машину серии GF-115.

Машина предназначена для соединения деталей швейных изделий однолинейной строчкой двухниточного челночного стежка (рис. 1).

швейный машина стол сборочный операция

Рис. 1. Общий вид промышленной швейной машины

Она состоит из шьющей головки, которая установлена на крышке промышленного стола. На столе смонтированы катушечная стойка, электродвигатель в одном блоке с фрикционной муфтой, выключатель электропитания, педаль управления и коленоподъёмник нажимной лапки. Машина вобрала в себя все достоинства предыдущих конструкций и при этом достигнут низкий уровень шума и вибраций, что создаёт оператору комфортные условия работы.

Основными рабочими органами шьющей головки являются: прямая игла, совершающая возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости, вращающийся челнок с горизонтальной осью вращения, нитепритягиватель шарнирно-стержневого типа, нижняя зубчатая рейка в качестве двигателя ткани и шарнирная нажимная лапка.

В машине предусмотрено регулирование длины стежка, натяжения игольной и челночной ниток, усилия прижима обрабатываемого материала лапкой, натяжения приводного ремня, связывающего привод машины с главным валом шьющей головки, хода педали управления, высоты стола.

Зубчатая рейка механизма двигателя ткани может подавать заготовки в прямом и обратном (на работающего) направлениях. Для перехода на обратное транспортирование необходимо нажать до упора вниз рычаг, расположенный на колонке рукава шьющей головки. Применяется обратная подача, как правило, для закрепления строчки путём прохода несколько раз по одному месту. Но, как мы указывали выше, при прокладывании строчек, относящихся к группам I и II, закрепки не требуются. Рассмотренная функция остаётся в резерве и будет использована при выполнении других видов строчек, в частности, типа I б. Этот момент будет отмечен в соответствующем разделе.

Прижим материала к игольной пластине и зубчатой рейке производится нажимной лапкой, которая поднимается для закладывания под неё заготовок ручным рычагом или коленоподъёмником.

Устройство для намотки ниток на шпулю расположено справа от шьющей головки на столе машины и приводится в действие от контакта с клиновым ремнём привода. При полном заполнении шпули ниткой моталка автоматически отключается.

Машина имеет масляный картер и насос для автоматической подачи масла на все трущиеся поверхности деталей, включая зону челночного устройства.

В машине регулируются также:

• подача масла к узлам трения;
• усилие и ход компенсационной пружины, воздействующей на игольную нитку;
• положение стержня нажимной лапки по высоте;
• положение транспортирующей зубчатой рейки по высоте и углам наклона;
• момент начала продвижения материала;
• длина нитки, вытягиваемая нитепритягивателем.

Для работы швейное машинное масло заливается в масляный поддон до уровня верхней отметки. Во время работы за подачей масла можно вести визуальное наблюдение через прозрачный колпачок на верхней крышке рукава.

Подача масла к нитепритягивателю регулируется поворотом винта, который находится за фронтовой крышкой.

К челноку масло поступает через дозирующий винт, ввёрнутый во втулку вала челнока. Такая тонкая регулировка минимизирует поступление масла к упомянутым узлам и уменьшает вероятность загрязнения сшиваемых заготовок.

Установка по времени взаимодействия иглы и челнока осуществляется по рискам, нанесённым на игловодитель.

Наклон транспортирующей рейки по отношению к верхней плоскости игольной пластинки влияет на качество соединения заготовок. Изменение положения рейки осуществляется поворотом эксцентрика её подъёма. Другим эксцентриком, установленным на главном валу головки, регулируется начало взаимодействия рейки с материалом, то есть начальный момент продвижения.

Область применения подобных машин (различных фирм) охватывает весь основной диапазон обрабатываемых текстильных материалов: ткани лёгкого, среднего и тяжёлого веса.

Краткая техническая характеристика машин базового ряда GF-15 приведена в таблице 2.

Таблица 2

Некоторые модификации машины GF-115

Технологические требования к швейной операции ассортиментом тканей и типом стежка не ограничивается. Важными характеристиками также являются:

• вид строчки: беспосадочная, с посадкой верхней или нижней детали;
• с посадкой верхней и нижней детали;
• наличие поперечных швов и утолщённых участков;
• допускаемые отклонения в ширине шва.

Эти требования определяют наличие технических средств, которые должны присутствовать в машине, отвечающей конкретным условиям пользования. В связи с этим номенклатура вариантов машины существенно расширяется. В таблице 3 приведены самые распространённые.

Таблица 3

Некоторые конструктивные варианты

на базе одноигольной челночной машины

Могут быть и другие особенности. У ряда фирм этот перечень расширяется за счёт моделей с увеличенным челноком, с нижней дифференциальной подачей, с устройством для управления сборкой ткани.

Известны также модели, где могут быть собраны упомянутые возможности в других комбинациях, например, увеличенный челнок плюс дифференциальная подача.

При изготовлении одежды часто приходится прокладывать одновременно две параллельные строчки. Многие из таких операций также могут быть отнесены к подгруппам Iа и IIа. Выполняются эти операции с помощью двухигольных машин (рис. 2).

Рис. 2. Двухигольная швейная машина

Основных вариантов здесь два: с нижней реечной подачей и с реечной вместе с игольной. Краткая техническая характеристика машин дана в таблице 4.

Таблица 4

Варианты исполнения двухигольных машин

В машине используются челноки с вертикальной осью вращения, которые работают при неподвижной шпульке. Ход левого и правого нитепритягивателя регулируется отдельно.

Смазочная система полностью автоматизирована.

Конструктивное развитие машина получила при выпуске модели LH-3168, где применён механизм раздельного отключения игл, что позволяет при одном размещении полуфабриката выполнять либо правую, либо левую строчки. Особенно это важно при прокладывании отделочных строчек на деталях с резким переломом профиля, например, на карманах.

В работу механизм включается лёгким нажатием рычага, удобно размещённым близ зоны шитья.

Вариант LH-3178 снабжён увеличенными челноками.

Строчки могут находиться на различном расстоянии друг от друга, в связи с чем к машинам прилагаются сменные комплекты иглодержателей, лапок, реек, игольных пластин. Стандартные расстояния между иглами: 2,4 мм; 3,2 мм; 4,0 мм; 4,8 мм и т.д. до 38,1 мм.

На этой же базе может быть выполнен одноигольный вариант. Версия DU-1181 с верхней и нижней подачей и увеличенным вдвое челноком предназначена для шитья тяжёлых тканей. Вылет рукава 260 мм.

У этой машины величина стежка до 9 мм и может регулироваться в обоих направлениях подачи. Величина чередования вертикального перемещения шагающей и прижимной лапок регулируется в диапазоне от 2 до 5 мм, в зависимости от толщины материала и числа слоёв.

Применяемые нитки достаточно толстые от № 40 до № 8.

Высокий подъём лапки позволяет выполнять операции на многослойных пакетах.

Максимальная частота вращения главного вала – 2000 об/мин.

К операциям типа Iа и II относятся и ситуации, реализуемые зигзагообразными строчками. Характерным примером операции является настрачивание нижней части воротника на верхнюю при его заготовке в технологических процессах сборки пиджака.

Зигзагообразные строчки могут быть образованы как стежками челночного переплетения, так и цепными стежками.

Получают зигзаг двумя способами: либо перемещая обрабатываемый материал в необходимом направлении после каждого прокола его иглой, либо поперечным перемещением иглы относительно направления прокладываемой строчки. Первый применяется, когда длина строчки невелика, например, при вымётывании петли и пришивании пуговиц (об этом ниже). Второй вариант используется при выполнении швов, длина которых существенно превышает величину поперечного смещения иглы, то есть ширину зигзага, и рисунок строчки образуется за счёт воздействия на материал иглы и реечного транспортирующего органа.

Многие фирмы выпускают машины, выполненные по второй схеме, при этом на одной конструктивной базе выпускается несколько модификаций.

Проследим эту тему на группе машин фирмы «Shanggong» (Китай). Первый и наиболее простой тип машин для строчки «двухукольный зигзаг» кл SG2023 (рис. 3а).

Рис. 3. Машины, выполняющие зигзагообразную строчку

Машина предназначена для шитья лёгких и средних тканей. Шаг строчки – до 5 мм, ширина зигзага – до 9 мм. Скоростной режим – 2000 об/мин. Здесь зигзаг образуется путём поперечного перемещения рамки, в которой двигается возвратно-поступательно игловодитель, с помощью трёхцентрового кулачка, охватываемого вилкой, связанной с упомянутой рамкой. Смазка машины – фитильная (капельная), по точкам.

Вылет рукава около 200 мм. Существует модификация этой машины, обеспечивающая ширину зигзага до 12 мм, однако рабочая скорость здесь поменьше – 1800 об/мин. Высота подъёма лапки – 10 мм.

Вариант этой машины под маркой SG2073 имеет устройство для фиксации иглы при шитье прямой строчкой: крайнее левое, крайнее правое и среднее положение (рис. 3б).

Ещё одна разновидность – машина, выполняющая четырёхукольный (трёхшаговый) зигзаг (рис. 3в).

Но это всё машины для дома или для ателье, где нагрузки всё же не так велики, как в промышленном производстве. В качестве оборудования, выдерживающего более скоростную работу за счёт иного конструктивного решения и автоматической смазки, можно назвать машину 457А (рис. 3г). Опять здесь довольно много модификаций. В связи с чем ширина зигзага может доходить до 5 или 8 мм, длина стежка от 1,3 до 5,1 мм. Вылет рукава 260 мм. Максимальная скорость – до 5000 об/мин. Возможны варианты по тканям: лёгкий, средний и тяжёлый. При использовании машины на средних и тяжёлых материалах скорость работы снижается.

На этой же базе фирма выпускает модель для четырёхугольного зигзага и для декоративной строчки. Программа здесь задаётся копирным диском.

Замена механического управления на электронное расширяет возможности машин: возрастает число выполняемых строчек, а переход с одной на другую упрощается.

Используя стандартный рукав как базовый, группа фирм расширяет ряд за счёт соединения его с другими типами платформ: рукавной, колонковой, П-образной. Применение П-образной платформы позволяет изготавливать детали цилиндрической формы (рукава) сколь угодно большой длины.

Машины, выполняющие зигзагообразную строчку, могут комплектоваться различными дополнительными устройствами и приспособлениями – двойной иглой, тянущими роликами, окантовывателями или устройствами для пришивания резинки, ленты, кружев. В последнем случае в конструкцию машины вводится механизм для подрезки неровностей края ткани, на которую настрачиваются кружева или лента. Нож, служащий для этой цели, представляет собою планку, смонтированную над игольной пластиной, и располагается справа от иглы. Острая кромка ножа взаимодействует с краем прорези игольной пластинки, и совместно они работают как режущие кромки ножниц.

Практика часто требует не просто зигзагообразной строчки, но и выполнения некоторых особых условий. Например, для изготовления сидений автомобилей, парусов яхт, различных тентов, накидок, штор, палаток и других крупногабаритных вещей потребовалась машина с очень большим вылетом рукава, и фирмы создали такую технику (рис. 4).

Рис. 4. Швейная машина с большим вылетом рукава

Мы уже указывали, что строчки в операциях типа Iа и II могут выполняться не только челночными стежками, но и цепными, в частности, цепными двухниточными.

Эти строчки используются для соединения передних и локтевых срезов рукавов в верхней одежде, для выполнения швов спинки (в одноигольном варианте), для стачивания частей кокетки и боковых швов на джинсах, если применяется машина с двумя иглами.

Подобное оборудование выпускают фирмы «Juki» (серия МН), «Durkopp/Adler» (кл 273 и модификации), «Pfaff» (база 3811) и др. Общий вид такой машины приведён на рисунке 5.

Цепные стежки образуются у этих машин при взаимодействии иглы, движущейся возвратно-поступательно в вертикальной плоскости, и петлителя, участвующего в двух движениях – колебательном поперёк направления строчки и возвратно-поступательном вдоль неё.

Сложение этих двух движений определяет довольно непростую эллиптическую кривую фактического перемещения петлителя.

Петлитель, заправленный ниткой, снимает с иглы петлю, образующуюся после прокола ткани, обеспечивает условия для того, чтобы игла при повторном проколе прошла в области между своею предыдущей петлёй и ниткой петлителя. Эта зона в горизонтальной проекции выглядит как треугольник. На рисунке 1.3 приведён именно такой момент из процесса петлеобрезания.

Мы останавливаемся на этом специально, так как процесс закола (проход иглы в площадь нитяного треугольника) – самый ответственный при образовании стежка. Непопадание иглы в необходимую зону ведёт к пропуску стежков, что весьма нежелательно, ибо цепная строчка в таких случаях легко распускается.

Рис. 5. Швейная машина двухниточного цепного стежка

На рисунке хорошо видно, что одна из вершин треугольника из ниток уходит в строчку. Двигатель ткани (рейка), перемещая полуфабрикат, оттягивает нитки, и треугольник при этом имеет чёткие очертания, игле легче попасть в него.

Таким образом, если говорить строго, то в образовании двухниточного цепного стежка участвуют 3 рабочих органа: игла, петлитель и двигатель ткани.

При малых длинах стежка вершина треугольника, связанная со строчкой, приближается к его основанию, и площадь для закола уменьшается, а вероятность пропуска стежков увеличивается. Поэтому шаг строчки у подобных машин не может быть меньше 1÷1,5 мм.