Подача ниток в швейных машинах

В процессе скрепления деталей одежды и обуви на швейной машине необходима подача нитки при обводе ее вокруг челнока, при вытягивании сцепления (переплетения) в середину скрепляемых материалов. Для получения оптимальной плотности и прочности швов применяют предварительное прессование (сжатие) деталей прижимами и последующее утягивание, которое определяет и соответствующее натяжение нитки.

Существующие механизмы швейных машин, предназначенные для подачи и утягивания, работают по двум основным принципам фрикционного взаимодействия: с зажимом нитки и без него. С зажимом нитки работают механизмы машин для пристрочки подошв обуви, без зажима – для скрепления деталей одежды и деталей верха обуви.

При подаче нитки фрикционным зажимом создается сила трения, которая действует на нитку. Она возникает вследствие сжатия нитки силами давления (рис. 124, а), направленными перпендикулярно ее оси: , где – коэффициент трения между фрикционным зажимом и ниткой.

Сила трения является движущей, когда фрикционный зажим перемещается вместе с ниткой и тянет ее, и силой сопротивления, когда нитка протаскивается через фрикционный зажим. В обоих случаях сила натяжения нитки всегда направлена против действия силы трения и равна ей. Следовательно, сила натяжения прямо пропорциональна нормальной силе давления на нитку , коэффициенту трения и числу фрикционных зажимов.

Рис. 124. Схема подачи нитки:

а – фрикционным зажимом; б – через цилиндрическую опору; в – нитепритягивателем

Работа механизмов подачи нитки без зажима основана на взаимодействии двух трущихся пар: нитки и цилиндрической опоры. Сила трения при этом создается вследствие прижатия нитки к опоре силами натяжения и (рис. 124, б).

Сила трения является интегральной, т. е. состоящей из распределенных сил по поверхности трения, и может удерживать нитку на опоре.

Условие равновесия нитки на опоре , откуда , где , – сила соответственно сбегающей и набегающей ветви нитки. Закономерность изменения силы натяжения нитки на опоре основана на соотношении Эйлера:

,

где – коэффициент трения; – угол обхвата опоры ниткой.

Сила трения при этом может быть выражена в виде:

.

Таким образом, сила трения увеличивается с увеличением угла и коэффициента трения.

Формула Эйлера выведена для идеальной гибкой нерастяжимой нитки, перекинутой через шероховатую круглую в сечении опору. В действительности нитка растяжима, а опора имеет форму, отличную от круглой.

Формула Эйлера верна и для растяжимой нитки (в пределах закона Гука), если угол ее обхвата меньше угла обхвата нерастяжимой нитки, а также когда нитка огибает кривую поверхность произвольной выпуклой формы.

С учетом жесткости гибкого тела формула Эйлера имеет вид:

,

где – модуль упругости материала; – момент инерции сечения гибкого тела; – радиус кривизны огибаемой поверхности.

На силу натяжения нитки в швейной машине оказывает влияние скорость ее скольжения. Ускорение при перемещении ниток, влияющее на затягивание стежков, учтено в формуле:

,

где – масса нерастяжимой нитки; – ускорение.

Движение непрерывной нитки должно осуществляться по принципу соответствия длины подаваемой или вытягиваемой нитки длине, необходимой для образования стежка. Так, общая длина (рис. 124, в) нитки, подаваемой нитепритягивателем, при переходе его из положения в положение для полного цикла петлеобразования из графического построения составит:

.

Эта длина должна быть согласована с закономерностью движения механизма подачи, т. е.:

,

где – угол поворота главного вала машины.

При этом величина может увеличиваться исключительно за счет увеличения длины нитки в результате подачи ее через одну или обе точки и . Используя гибкость нитки и смещая ее действием силы , равной и приложенной перпендикулярно линии , можно создать некоторый запас нитки между точками и . Если сопротивления движению нитки в точках и одинаковы, подача происходит через обе точки, если различны, нитка подается со стороны меньшего сопротивления: либо со стороны катушки, либо со стороны сшиваемых деталей. Указанный принцип используется при подаче ниток, переплетении их и утягивании шва в обувных машинах для ниточного скрепления деталей.