автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Повышение надежности ниточных соединений деталей верха обуви

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ЛЕГКОЙ ПРСШИШНОСГуГ

На правах рукописи

КОИАЕВА Нинель Евгеньевна

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ НИТОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ ЕЕШ. ОБУШ

Специальность Сб.19.06 - "Технология обувных и кохевенно-

галантэрейных изделий"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учоной степени кандидата технических яаук

Москва 1990

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте кояевэнно-обувной промышленности.

Научный, руководитель: доктор технических наук А.Н.Калита

Официальные оппоненты: доктортгшлеских наук, профессор В.М.Чесунов

кандидат технических наук, доцент Л.Э.Веселова

Ведущее предприятие: Московское производственно-торговое обувное объединение "Восток

Защита состоится /3 —часов на заседании специализированного Совета Д.053.32,02 при Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте легкой промышленности.

Адрес: 113035, г.Москза, ул.Осипенко, 33. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИШ.

Автореферат разослан 1990 г>

Ученый. секретарь специзлязитэованного Совета кандидат технических наук, доцент

■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБ01Ы

, !

Актуальность темы. В свете решения поставленных задач социально-экономического развития страны больиое внимание уделяется повышению эффективности производства и качеству товаров народного потребления. В обувной промышленности основными направлениями улучшения качества изделии являются применение новых высокоэффективных технологий, современных видов сырья и материалов с заданными свойствами, совершенствование методов контроля качества.

Одним из важнейших показателей качества обуви является на-декность соединения деталей верха, в частности ниточных, основными характеристиками которых являются прочность и износостойкость в процессе эксплуатации. Существуюяий стандартный метод определения прочности ниточных соединений деталей верха не позволяет достоверно оценить юс износостойкость при носка обуви. Наруиенке ниточных соединений в период гарантийного срока носки обуви является одной из причин большого количества ее рекламаций. По данным предприятий легкой промышленности СССР рекламации на обувь с дефектами ниточных еоздинений деталей верха составляют 10-15^ в год.

Несмотря на большое количество исследований по изучению потребительских свойств обуви и технологии сборки заготовки верха до сих пор не рассматривался вопрос взаимосвязи между прочностью ниточных соединений, определяемой стандартным методом, и их износостойкостью при эксплуатации в зависимости от применяемой технологии и конструктивных решений ниточных соеди-

I

некий, не предлонен лабораторный. метод прогнозирования долговечности (срока слухбы) ниточнах соединений взамен опытной носки обуви.

Надежность ниточных соединений определяется комплексом разнообразных факторов, в том числе свойствами; текстильных нитей. Применение в обувной промышленности высокоскоростных швейных машин, новьк материалов а современных технологий производства предъявляют возрастающие и совершенно новые требования к свойствам л качеству текстильных нитей. Интенсификация процесса стежкооб-разования приводят к росту теплового воздействия и динамических нагрузок на нить, в результата чего происходит увеличение обрывности и потерь прочности при сострачивании. Одшм из перспективных направления позкпеяия надежности ниточных соединений является применение новых синтетических нитей, способных не только заменять хлопчатобумажные к, тем самым, сократить дефицит хлопкового сырья, но и обладающих улучшенными физико-механическими свойствами.

В настоящее время проблема повышения надежности ниточных соединений полностью на решена. Поэтому разработка научно обоснованных технологических решений, связанных с повышением надежности ниточных соединений деталек верха обуви и созданием лабораторного метода их испытаний, является актуальной.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состоит в разработке способов повышен.',;: яадвЕНосгк ниточных соединений деталей верха обуви на основа изучения факторов, влияющих на их прочность и износостойкость, и создание лабораторного метода прогнозирования их долговечности (срока службы).

2

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- проведен анализ судествукцпх катодов оценки я способов повышения надежности ниточных соединений деталей верха обуви;

- исследованы дефекта ношеной обуви и определена их значимость;

- опредалеки факторы, влияющие на надежность ниточных соединений деталей верха обует;

- теоретически обоснован метод прогнозирования долговечности ниточных соединений деталей верха обуви;

- разработано устройство для шогоциклових испытаний материалов и ниточных соединений деталей верха обуви в рекиме динамической усталости;

- разработана методика п осуществлено экспериментальное исследование долговечности нитотаьх соединений деталей верха обуви при циклическом режиме нагружэнш;

- исследована взаимосвязь моаду результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний ниточных соединений деталей верха обуви;

- разработан экспресс-мотод определения долговечности ниточных соединений деталей верха обуви;

- разработаны и практически реализованы способы нсзшпения надежности ниточних соединений деталей верха обуви.

Диссертационная работа наполнялась в соответствии с планом научно-ясследовательск!!х работ ЦНЖКП, тема й 228622 "Создание методов я приборов для оценки свойств обуви и материалов в соответствии с ИКС" (Д гос.регистрации 01860000176).

3

Объекта исследования. Б соответствии с целью и задачами исследования на разных его этапах в качестве объектов приняты образцы основных видов ниточных соединений деталей верха и готовая обувь, изготовленные с применением -различных видов нитей, и текстильные няги. Проверка результатов исследования в реальных условиях носки осуществлена на примере муяскгос полуботинок с кастрочными берцэ.ш.

Теоретической и методологической основой исследования являлись современные достижения основных наук, а такие результати прикладных наук, достигнутые в области практического применения.

В диссертации использованы государственные документы по вопросам развития социалистического производства и качества промышленной продукции. При решении отдельных задач рассматривались труды советских и зарубежных ученых по проблемам надежности изделий и соединений отдельных деталей. В работе использованы и получила дальнейшее разватие методы физико-механических испытаний ниточных соединений деталей верха обуви и текстильных нитей, При построений теоретического аппарата и'рабочих гипотез для прогнозирования долговечности ниточных соединений использовалась кинот"ч:еекая теория прочности твердых тел. Исследования проводились с применением методов дифференциальной сканирующей калорл-, метрии, электронной сканирующей мигпоскошга, экспертных оценок, ранговой корреляций, математической статистики, математического анализа и планирования эксперимента. Обработка экспериментальных данных к нообходимые расчеты осуществлялись с помощью современной электронной аппаратуры и вычислительной техники.

Научная новизна работы заключается в следующем:

4

- впервые для характеристики изменения прочности ниточных соединений деталей верха при эксплуатации обуви применена кинетическая теория прочности твердых тел;

- установлены теоретические зависимости прочности ниточных соединений деталей, верха от времени эксплуатации обуви (количества деформационных циклов) и их долговечности от величины эксплуатационной нагрузки;

- разработан лабораторный метод прогнозирования долговечности ниточных соединений деталей верха обуви в режиме динамической усталости;

- получены математические модели прочности и долговечности ниточных соединений деталей верха обуви, учитывающие влияние технологических факторов.

Научные полокения и выводы настоящей работы аргументированы теоретическими и экспериментальными исследования!,¡и и проверены в условиях реальной носки обуви.

Практическая значимость работы состоит в том, что предложены: .

- устройство и методика для прогнозирования долговечности ниточных соединений деталей ворха обуви, изготовленных с применением новых материалов и (или) текстильных нитей, а такие ниточных соединений новых конструкций, з режиме динамической усталости;

- экспросс-метод определения долговечности ниточных соединений доталей верха обуви, предусматривающий использование со-райло-выпускаемой разрывной машины РТ-250-М-2;

- технрлогия сборки заготовки верха обуви клееными капро-

5

нозш.ш нитями. 65 кк с повышенной прочностью;

- технология обработки деталей верха обуви, предусматривающая антсфрикцкоиную пропитку ниточных соединений, обеспечивавшую повышение их надежности при коске обуви;

- способ модификация комплексных капроновых нитей, позволяющий улучшить их механические свойства и повысить долговечность ниточных соединений детаией верха обуви.

Новизна и приоритет прзддокояных технических решений подтверждены Государственным комитетом СССР по делам изобретений и открытий выдачей двух авторских свидетельств.

Апробация и реализация результатов работы. Основные положения и результата диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на:

- Всесоюзной школе передового производственного опыта "О задачах молодых ученых и специалистов кояевенно-обузной промышленности в улучшении качества и расширении ассортимента выпускаемой продукции в свете требований ХХУП съезда КПСС" (п.Вер-бллки, 2-4 декабря I9S7 г.);

- отраслевой научно-технической.конференции молодых ученых и специалистов "Расширение ассортимента и повышение качества кожа и обуви — основное направление перестройки в отрасли" . (г.Киев, 6-8 апреля 1988 г.);

- XXI научно-технической конференции преподавателей к сот-рудг - з Витебского технологического института легкой промышленности (г.Витебск, 11-15 апреля 1988 г.);

- научно-техническом семинаре "Передовой опыт работы предприятий по расширению ассортимента всех видов ресурсов в легкой

6

промышленности" !ДЖП1 ем. Ф. 3. Дзержинского, НТС Мшлегпром СССР, 1.ЯЛ1 и МОП ВИТО легкой промышленности (г.Косква, 24-26 сентября 1988г.);

- U научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов ВЗКТЛ11 "Соверзенсгвсз&чие технологии производства кояи, меха и изделий из коли и материалов для их изготовления", посвяцешюй 50-летию института (г.Москва, 1-3 ноября 1988 г.);

- научно-технической конференции колодпх ученых и специалистов ЦНКИТ31!легнрома (г.Косчга, 4-6 декабря 1988 г.);

- на ('б'ушой сс-вдиа научно-технического совета 1ГШШ1 (г.Москва, 28 февраля 1990 г.).

Г-езультаты работы отмечены дипломом Ш степени на конкурсе научно-исследовательских работ ЩИИКП, прошли производственнуа апробащю на Московское экслерниенталъно-учебном ко.тавенно-обув-иом комбинате, Стерлитамакской обувной фабрике Банкирского производственного обувного объединения и внедренн в Центральной научно-исследовательском институте кояевенно-обувной промыилен-ности, Витебском технологическом институте легкой промышленности и Киевском производственном обувном объедкнешш "Спорт". Годовой экономический эффект, подтвержденный актами о внедрении, составил 14,4 тис.рублей.'

Публикации. Материалы теоретических и экспериментальных исследований изложены в 8 печатных работах, двух авторешх свидетельствах на изобретение.

Структура и ос/м« '.'п1отп. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и по работе в це-

7

лом, заключения, библиографии и приложения. Шбота изложена на 305 страницах машинописного текста, включает 150 страниц основного текста, 32 рисунка и 23 таблицы. Й1блиография включает 17ч< наименования работ советских и зарубежных авторов. Приложение представлено на 110 страницах.

СОДЕШНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, отмечена научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В пеовой главе выполнен систематизированный обзор отечественных и зарубежных литературных источников, отражающих уровень современных исследований по вопросам повышения и оценки надежности неточных соединений деталей верха обуви. Изучение научной литературы показало, что работы, проведенные советски,ш и зарубежными исследователями по изучению влияния различных факторов на прочность ниточных соединений, имеют.локальный характер и не решают задач надежности ниточных соединений деталей верха при носке обуви.

Наиболее полной характеристикой потребительских свойств ниточных соединений и критерием их надежности является долговечность (срок службы) - время от начала многоциклового растяжения ниточного соединения до разрушения при заданной деформации (нагрузке).

Дня правильного выбора скрепляемых материалов и нитей, технологических параметров соединения деталей необходимо знать ве-

8

• личину деформации и механизм разрушения ниточных соединении при носке обуви.

Показана целесообразность применения кинетической теории прочности твердых тэл для разработки эффективных способов повышения надежности ниточных соединений и создания научно-обоснованного метода прогнозирования их долговечности на стадии проектирования обуви.

На основании результатов обобщения литературных данных, анализа состояния изучаемого вопроса сформулированы задачи и основные направления исследования.

Вторая|глава посвящена исследованию факторов, влияющих на надежность ниточных соединений деталей верха обуви. Проведено обследование ношеной обуви в ремоктшх мастерских ПО "Труд" Мкнбыта РСФСР, что позволило изучил, и проанализировать дефекты ниточных соединений деталей верха обуви, обосновать объекты исследования."В результатз анализа распределения дефектов по степени оНеЧикости выявлены основные виды ниточных соединений, наиболее часто разрушаемые при носке обуви, г. которым относятся: соединение союзки с берцем (закрепка), задний тачкой шов, настрочкой двухрядный шов и строчка канта. Обоснован выбор вида обуви (мужские полуботинки с настрочными берцами) и обувных материалов для исследования надежности ниточных соединений при лабораторных испытаниях и в опытной носке.

Изучение характера и величины деформации ниточных соединений деталей верха при носке обуви осуществляли с помощью метода кругов, нанесенных 11а поверхность заготовки в мостах соединения деталей. Обмер окружностей проводили через 10, 15, 20 и

9

30 дней носка обуви. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о доминировании одноосностк (К0 = 0,6-0,8) при растяжении с изгибом ниточных соединений деталей верха обуви. При этом средняя величина деформации в продольном каправлешга в зависимости от 31да ниточного соединения составила

Для исследования фскторов, влияющих на надежность ниточных соединений, разработана иерархическая структурная схема, включающая управляющие, контролируемые и возиуиакщяз (случайные) факторы, влияющие на стадиях проектирования, изготовления к носки обуви. Для. выбора факторов с целью определения их оптимальных значений, обеспечивающих максимальную надежность ниточных соединений деталей верха обуви, в качестве основных приняты управляющие факторы, на которые можно воздействовать и целенаправленно изменять. В качестве критериев оптимизации приняты показатели, характеризующие прочность У^- и долговечность ниточных соединений деталей верха. Определение значимости каждого фактора и оценку степени его вшдая на критерии оптимизации проводили с помощьн экспертного метода. Б результате априорного ран-нирозаи.чя факторов установлено, что на стадии изготовления обуви наиболее значимыми являются факторы, определяющие механические свойства текстильных нитей, .'технологические параметры сбор-, ки заготовки верха и основные операции формования заготовки на колодке.

Известно, что наибольшим деформациям детали верха и их соединения подвергаются при внешнем фор.'.ювапкч. Поэте,уу исследование влияния основных операций формования на прочность ниточных соединений деталей верха проводили на образцах, вырезанных

10

кз заготовок верха, но подвергавшихся формованию, и вырезанных г.з готовой обуви, изготовленной обтяапо-затялнкм способом и па-Гйлл-злькьу в условиях замкнутого контура. Оценку значимости различна !.:е:.:ду прочностью пато'ших соединений дстатей верха обуви, изготовленной при разных способах ¡Горговалпя, к прочностью пзтеч-них соединений, но подвергавшкея ормежапнп, проводили с нешж метода дисперсионного шалпза с ломощьп Рартлетт-критерня и критерия Фаасра, Анализ зкетргеяшталышх данных нозколкл . кя-всть следуюплр. B:ui нити не окая:пает сукестгшшого атгвпая «а изменение прочности ниточикх сосдяцешгЯ деталей верха обув;: при pccíaa способах ('рормслания. Суцос?ве;шлх различий в ивгхнепаз прочности ниточных соединений не наблпдалось и при разных

способах с-ор!лсьа:::л. Прочность ниточных соединений, как при об-•ипно-затя»к>м способе, гак и лрп параллельном, уменьшается в среднем на 6,5-7,7£. Однако, при коэ^гатентах варкашга 4,0-9,45» это изменение не- значительно. Поэтому в дальнейших исследованиях '¡•актор, характеризующий влияние основных операций формования па .прочность ниточных соединений но учитнкигся. Это дало возможность также исключить предварительную обработку ниточных соедшгошгй при испытании в резине динамической усталости, а при исследования кинетики понижения прочности ниточных соединений в процессе эксплуатации использовала о<5?яь, изготовленную с применением сбоях способов '¡ор-ловашг;;,

Иролвдон срспипгвлышЯ анализ 'механических свойств текстл-лышх питой, применяемых в обувной пр.омыилскности, и опытных, разработанных ленинградским 1Ш текстильной пгом^алеипостл для сборки заготовок верха обуви на высокоскоростных овеГ.пих wsnra-

II

нах. Результаты испытаний представлены в таблице I. В результате проведенного исследования установлено, что лучгкзнг механическими показателями обладают опытные (термостойкие) клееные капроновые нити. Применение этих нитей в обувной промышленности повышает надекность ниточных соединений деталей верха обуви и снимет обрывность при работе на высокоскоростных пвейкых машинах. Выявлено, что капроновые нити 50 к недостаточно устойчива к действии влаги, под влиянием которой происходит значительное ухудшение их механических свойств.

Третья глава лосвяцена теоретическому к экспериментальному прогнозирования долговечности ниточных соединений деталей верха обуви.

Как кзесстно, процесс износа ниточных соединений связан с постопешослаблением, вплоть до полного разруления, ориентированных волокон элементарных нитей, язлящихся составной часты) комплексной нити. При исследовании прочности.ниточных соединений, изготовленных с применением различных видов нитей, било установлено, что прочность я кинетику разрупения ниточного соединения определяет прочность и кинетика разрушения использованной в нем нити.

•»ундакентально - научной методологической основой прогнозирования долговечности твердых тел, в том числе и полимерных материалов, из которых изготовлены текстильные нити, является -кинетическая теория прочности. Основным уравнение:,! этой теории является гслассическое уравнение долговечности Еуркоза, которое связнвает долговечность материала в реяиие ползучести со значениями постоянного механического напряжения и температуру про-

12

Й

Ц

¡H

о

s о

<¿

С-1 «

d Е"

о О

О

О

о' а

G

X

^

о

о

Э;

X

О

i í

I

п

Й сЗ "О

'Йг

! i

i "

¡¿TS|o

I KV.

I------

i

, otri I P-. о

i------

i -

(-1

'fEîl

о о Vi 1-1

о о

О Ol

о

0 I

1 I

Й. i

Я_ I ,

I

5 1

I '

9 '

Í—

" I

о

О I

i р

i с-

о ■

О

С;

( ¡ о à:

( : о.

п о

сЗ о

DJ

о о о с о о

г- г-со со

m о -*

lo

"vO О m « Я.

о со со о с5 о и с) oí см н « С) И

ю о ад ю о_ t>

v-t с" со 01 со

Ci CJ С! Г) H H

о Сг

со '0

о? I—I

О! о кн CJ

со сг '■Q г- go

со c\¡ с г

о_ >-<_

г "

UÍ LO

со о о: и m о cj

t " ¡> С7> !> О

LO LO И W И H N

О О

со со f '1 СО LO LO

о о о о

О CT

о со О О V'

о со lo с-; о о

со г". с- о и c'i

с; rä г-! c-î cí с:

со и en lo м о

со о сп со со со

C>¡ CJ м и M ы

■с _ч о

LO л -с СО

P.I

lo

о

о у (я о

ю

о

I

е

L.0

о

а, с; р Р ~ о

о г-СО

со

с-

о о а о о о . N

LO

с\г

un о lo lo сг со <м

mW" ^ О (S СО

я и п « ci h ы

И 03 N о 1В о CJ_

со N о о сг с\г

СО со LO О о ^

о у

о U0

LO LI

о ;=-< и -о

О L-

О С-', о е.;

;; г- с, о uo

г; к <у

t§ S?

CL J

о О

ГО

L J

О О

О сг

Í ; f/j

)-) сг

с- о

01

ci и

•ч

if ....

ю со

С5 со

СО сг

, о

СО с-

о о

M с.

нн п

гг <'■

LO

со со

сг и

со СП

о о

L0 L}

О CÎ

ГО о

со сг

1-1 i—t

сг

LO LO

CJÍ

о

О

о о о с f;' Е' г: I-

(-1 Ci СО

LO О О

Е-

цесса. Используя основной принцип кинетической теории прочност: твердых тел, заклэчаицлйся в том, что термофлуктуационний механизм разрушения материала саетскг л совместном действии на хю.и чаские и ме-омолекулярние связи тепловых колебаний атомов и мех, нячсского напряжения и представляет собой вре:ленно;1 процесс накопления разрушавшие связен, уравнение Буркова было преобразов. но применительно к циклическому (реальному) режиму нагрукения ниточного соединения. Дяя этого ско];ость раз/оивеивя связей (¿¿л выразили, как функция капряхиия, измсишдсгося во времошк-'^г а период тепловых колебаний кинетических единиц ( ) заменил

у

на частоту ): )]/РТ

сЫ/^И = " (I)

В результате теоретического обоснования сущности и законо мерности механизма раз руления ниточных соединений детален верх при носке обуви получено теоретическое уравнение киньлш: пони яеиия ниточного соединения в ххш?-е динамической усталости:

где: Р0 - разрывная нагрузка исходного ниточного соединения, 1]

Рэ - нагрузка на ниточное соединение при носке обуви, Н;

П - продолжительность работы ниточного соединения в реяп мё динамической усталости (заданное количество цикле тыс.циклов;

- долговечность ниточного соединения, тис.циклов; о/, - параметр, определяемый из уравнения:

аЬ~&Рсг,.ЯТ/г,Н , (3)

, / о

где: £ - эффективная площадь поперечного сечения ниточного

"Ф соединения;^ = ^о^Ан]5 10"6, 1,2' ТФ ~

ческая линейная плотность шгги, текс;^ - плотное?] материала ¡сити, кг/м3; Рн - разривная нагрузка, нити,

14

R =3,31 йк/(моль'К) - универсальная газовая постоянная;

Т - абсолютная температура, К;

о

- структурный коэффициент Юркова, (кДа*1!Г)/(моль-Н).

Для реализации режима динамической усталости, имитирующего словия носки обуви, и изучения кинетики понижения прочности ни-эчных соединений деталей верха при вилолнении настоящей работы ыло создано специальное устройство. Устройство предназначенное ля глногоцикловых испытаний материалов, систем материалов и неточных соединений деталей верха обуви в pesaras постоянных нагру-ок с целью оценки их усталостных свойств. Принцип испытания ос-сван на сообщении образцу многократного растягекия с изгибом ри воздействий тепла, влаги, искусственного пота и определении злячияы разрывной нагрузки после заданного количества циклов.

В результате линейной аппроксимации экспериментальных зави-имостей Р = (Щ теоретическим уравнением определены значения араметра d , структурного коэффициента Буркова J* и долговечное! ь иточных соединений . Как видно из таблицы 2, значение ^ для аадого вида нити является величиной постоянной, не зависящей от ида ниточного соединения. Этот результат подтверждает объектив-ос ть используемой теории, так кап по физическому смыслу пара-eTpJ4 помимо реетма механического воздействия долнен зависеть олько от природы разрушаемого материала.'

На основании экспериментальных исследований разработаны па нетода прогнозирования долговечности ниточных соединений де-алей верха обуви - экспериментальный (предусматривающей есполб-оваяие специально созданного устройства) и расчетный (зкспресс-¡етод), основанный на использовании уравнения, полученного из ки-

1-5

Таблица 2

Показатели

физико-механических свойств ниточных соединений деталей верха обуви

Вид ниточного соединения "! Наименование ! нитей i ! ро ! Н j l,r ! H i 1 ! м / 'моль j/yio- ¡циклы 1

I 2 3 4 5 6 7 8

Настрочкой двухрядный шов lía. капроновые Полиамидные I3Ü5 III5 1,88 1,66 388 329 3,3S 3,39 12,0 12,5 25,74 24,86

Полиэфирные 976 1,29 290 3,35 11,0 22,74

Армированные 816 1,48 . 236 3,46 15,5 21,32

Капроновые 714 1,53 208 3,44 18,2 14,52

Хлопчатобумажные 656 1,72 192 3,42 22,2 12, 75

Строчка Кл.капроновые 1085 1,56 321 2,38 12,0 18,35

канта Полиамидные 914 1,36 270 3,38 12,5 16,44

Полиэфирные 770 1,02 230 3,34 11,0 13,97

Армированные 670 1.2* 198 3,39 15,2 12,30

Капроновые 625 1,33 190 3,29 17,4 10,23

Удопчатобумаж-ные 550 1,43 T65 3,33 21,5 8,44

Соединение Кл.капроновые 1385 1,99 410 3,38 12,0 16,83'

союзки с берцеы (закрепка) Полиамидные • 127 2 1,90 372 3,41 12,7 15,47

Полиэфирные 1123 1,48 326 3,43 il,3 14,33

Армированные 9S5 1,75 284 3,40 15,3 12,71

Капроновые 925 1,98 279 3,32 17,5 11,63

Хлопчатобумажные 872 2,27 ' 254 3,42 22,1 9,14

Тачной шов Кл.капроновые 455 0,65 138 3,29 11,7 15,63

Полиамидные 404 0,60 122 3,31 12,2 14,06

Полиэфирные 348 0,46 104 3,35 10,9 12,70

Армированные 282 0,51 82,5 3,42 1.5,4 9,64

Капроновые 246 0,53 72,1 3,41 18,0 7,59

Хлопчатобумажные 215 0,56 64,8 3,32 21,4 5,80

[етической теория прочности: /

,г - А111Р3(е - е * )_ (4)

Новиз!1а п приоритет расчетного метода защищены авторским шидетельотвом.

Экспресс-метод внедрен на Киевском П00 "Спорт". Преимущест-¡о этого метода состоит в том, что для его реализации не требует-¡я допол!штельного оборудования, кроме предусмотренного стандар-■ами.

Результаты экспериментальных исследований проверены в усло-шях опытной носки обуви, изготовленной в заданном размерно-пол-ютном ассортименте в соответствии с типовой технологией с приме-¡ением исследуемых видов текстильных нитей. Коэффициенты корреля-пш (0,80-0,92), рассчитанные с помощью метода наименьших квадра-?ов с вероятность!} 0,95 свидетельствуют о тесной взаимосвязи меж-С результатами испытаний ниточных соединений деталей верха в ла-5ораторных условиях и в условиях реальной носки обуви. Это дает зозшшюсть использования разработанных методов для оценки надеж-юсти ниточных соединений вместо опытной носки обуви.

Дана сравнительная оценка надежности ниточных соединений, сготовленных с применением различных видов текстильных нитей. Остановлено, что максимальную надежность ниточных соединений эбес'печивают опытные клееные капроновые нити 65кк.

Четвертая глава посвящена разработке эффективных способов ювышения надежности ниточных соединений деталей верха обуви и лх практической реализации.

В результате полного факторного эксперимента получены мате-

17

магические модели прочности и долговечности ниточных соединешп изготовленных с щмменониеи клееных капроновых югтей 65кк. С пс мощью метода крутого восхождения определены оптимальные значен;: параметров, с учетом которых разработана технология сборки загс товск верха обуви указанными ихтямя. Технология проверена в дрс изводствешых условиях и внедрена на Киевском ПОО "Спорт". Реа; зация оптимальных технологических параметров обеспечила повшт прочности ниточных соединении в 2-3 раза, по сравнению с нормщ мой, долговечности (срока службы) - на 60-87/$.

С целью улучшения фрикционных свойств текстильных нитей и снижения нх обрывности при сборке заготовок верха на высокоскоростных швейных машинах провели исследование влия1шя пропитки припусков под швы деталей верха хлорпарафином па прочность и дс говечносгь ниточных соединений. Микроскопический анализ структ^ нитей, извлеченных из ива после сострачивания показал, что под влиянием пропитки хлорпарафкном существенного разруиетш нитей не произошло. Структура нитей более компактна по сравнению с ш пропитанными образцами, ориентация волокон практически не наруг на. Выявлено, что влияние антифрикционной пропитки более значительно для капроновых нитей, чем для хлопчатобумажных. Это связано с тем, что для синтетических нитей, в частности капроковы: тепловое влияние при высокоскоростном пошиве особенно существе, но и сказывается на изменении прочности в большей степени. Про нитка хлорпарафином существенно повышает термостойкость капрон вых нитей за счет улучиешш фрикционных свойств и снижения лок льпого нагрева нити при трении об иглу. Ото дает возможность и пользования капроновых нитей на высокоскоростном швейном обору

18

шашш. Как видно из таблицы 3, долговечность ниточных еоедяне-нЧ в результате пропитки возрастает на 30-602 но сравнению с штрольными образцами.-

Таблица 3

Влияние антифрикционной пропитки хлорпарафином на долговечность ниточных соединений

Наименование и номер нитей

Долговечность ^ «10 ,ткс.циклов

-1-

соедкне- ; настрочил е союз-¡ной двух-ки с бер-;рядний цел) ;исв

строчка канта

тачной шов

Хлопчатобумажные й 30/Э

Капроновые 50к

11,8+0,4 17,3+0,3 11,7+0,3 8,2+0,2

9,1+0,4 12,8^0,4 8,4+0,4 5,8+0,2

18,0+0,4 22,8+0,3 16,3+0,2 12,0+0,2

И, 6+0,4 14,5+0,3 10,2+0,3 7,6+0,2

ринечание: в числителе - показатели опытных образцов,

в знаменателе - показатели контрольных образцов.

На основании проведенного исследования разработана технояо-ия обработки деталей верха обуви из кок хромового метода дублз-ия, которая проворена ь производственных условиях и рекомендова-а к внедрении. Новизна и приоритет предложенного технического ешеякя защищены авторским свидетельством.

Для улучшения механических свойств комплексных капроновых итей и повышения их устойчивости к действ® влаги и агрессивных ред разработан способ физико-химической модификации этих нитей. 1 качестве модифицирующего агента использовали резолыше фенол-¡ормальдегидные олигомерц (РФФО), обладающие разветвленным отросшем, содержащие реакцщшноелособше функциональные метидолыше

т

группы, способные при нагреваши отвервдатъся с образованием грех-мерной сетчатой структуры, "сшитой" прочными ковалентными химическими связями. Креме того, для модификации использовали такке синтетический дубитель ШС Башкирского завода .дубильных экстрактов.

В результате экспериментальных исследовании, проведенных в лаборатории структуры полимеров кафедры "Высокомолекулярные соединения" химического факультета ЮТ отработаны оптимальные режимы обработки и тсрмостатировашгя модифицированных капроновых нитей. Терлическую стабильность 'исходных и модифицированных нитей исследовали с помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии.

Как видно из таблицы 4, модификация РФФО значительно повывает начальный модуль упругости комплексных капроновых нитей,как в воздушно-сухом, так и в равновесно-увлажненном состоянии. Наиболее эффективное повышение Ен происходит при комбинированной модификации (РФФО + ШС). Однако, при первом способе более существенно повышаются относительная разрывная нагрузка и работа разрыва нитей.

Влияние способа модификации на устойчивость модифицированных нитей к действию агрессивных сред изучали методом сканирующей электронной микроскопии. Выявлено, что образование в полимере резитного каркаса привело к тому, что модифицированные капроновые нити утратили способность растворяться в сильно концентрированных кислотах.

В результате производственной проверю!, лабораторных и эксплуатационных испытаний установлено, что применение для сборки заготовок верха модифицированных РФФО капроновых нитей обеслечи-

20

Таблица 4

Показателе

механических свойств исходной и модифицированных капроновых нитей

Воздушно-сухие образцы

Равновесно-увлаженные образцы

Исходная иить

213,0 41,0 46,0 94,6 38,1 37,0

Нить, модифицированная РЙО

271,0 47,1 43,0 149,0 42,0 41,2

Нить, модифицированная РК-0 и синтетическим дубителем ШС

375,0 45,6 47,5 165,5 39,2 37,3

вает повышение прочности на 25-355? и долговзчностц на 30-35^ ниточных соединении деталей верха по сравнению с исходными капроновыми нитями.

Технология сбо'ргл заготозок верха обуви модифицированными капроновш.га шгтяг.-т проверена в производственных условиях и рекомендована к внедрению.

- I. Показана необходимость проведения исследований по изучения факторов, Елияащих на надежность гагтсчкыг соединений деталей верха- обуви, совершенствованию методов научно-обоснованного прогнозирования долговечности и разработке способов позшения их надежности.

2, Установлена теоретическая зависимость прочности ниточных соединений деталей верха от времени эксплуатация обуви (количе-

0ЩИЕ вызолы

21

сгва деформационных циклов), характеризующая кинетику понижение прочности ниточных соединений в реяиме динамической усталости:

Р- о1 бт[ер»и- (ср°м- еррл<:) г/*?»] .

3. Проведена оценка значимости факторов, влияющих на надел ность ниточных соединений деталей верха обуви с помощью эксперт ного метода. В основу исследований положена иерархическая стру* турная схема факторов, определяющих надежность ниточных соедипс ний на стадиях, проектирования, изготовления и носки обуви. Усте новлено, что на стадии изготовления обуви наиболее значимыми яь ляытся факторы, определяющие механические свойства текстильных нитей и технологические параметры сборки заготовки верха и сбо£ ки обуви.

4. Исследованы механические свойства текстильных нитей,при меняемых в обувной промышленности, и опытных, разработанных Лен НИЙТН. Выявлено, что капроновые нити недостаточно уст эйчивы к действию влаги, под влиянием которой происходит значительное ух дшение их механических свойств. Установлено, что лучшими мехами ческими свойствами обладают опытные клееные капроновые нити 65к применение которых на высокоскоростном швейном оборудовании поз воляет снизить обрывность и повысить надежность ниточных соединений деталей верха обуви.

5. Проведены экспериментальные исследования в направлении создания метода оценки надежности ниточных соединений деталей верха обуви, в результате которых:

установлено, что технологические операции сборки обуви не оказывают существенное влияние на прочность ниточных соединений деталей верха. С использованием метода дисперсионного анализа

22

;ано, что различно между прочностью ниточных соединений дета-¡ерха, не подвергавшихся формовании я прочностью ниточных сошли деталей верха с<5уви, изготовленной при разных способах )вания, незначимо. Это позволило исключить предварительную >отку ниточных соединений деталей верха при лабораторных ис-шях в режиме динамической усталости;

определены характер и величина деформации ниточных соедане-хетале-". верха при эксплуатации обуви. Выявлено, что ниточные тения в условиях реальной носки подвергаются многократному таению с изгибом с преобладанием одноосности при Ко=0,7-0,8 строчки канта а заднего тачного пва; Ко=0,6-0,7 - для соеда-я союзки с берцем и настрочного двухрядного шва.

6. Разработан новый лабораторный метод прогнозирования дол-чности ниточных соединений деталей верха, предусматривающий льзование специально созданного устройства для шогоцккловых такий материалов и ниточных 'соединений деталей верха обуви в ме динамической усталости. Метод рекомендуется для оценки на-ости ниточных соединений деталей верха, изготовленных с при-нием новых материалов и (или) текстильных нитей, а также ни-:ых соединений новых конструкций.■

7. разработан экспресс-метод определения долговечности ни-мх соединений деталей верха, который рекомендуется для исполь-ишя в обувной промышленности в качестве расчетного метода для пси надежности ниточных соединений на стадиях проектирования зготовления обуви.

8. Выявлена тесная связь меясду результата:® испытаний ни-1ых соединений де-талей верха в лабораторных условиях и в ус-

23 >

ловиях реальной носки обуви (£ = 0,80-0,92), что позволяет в I де случаев исключить опытную носку обуви.

9, Разработаны способы повышения надежности ниточных соедо: нений деталей верха обуви за счет:

- применения для сборки заготовки верха клееных капроновые нитей 65кк с повышенной прочностью;

- антифрикционной пропитки припусков под швы деталей верхг обуви хлорпарафином;

- улучшения механических свойств комплексных капроновых ю тей и повышения их устойчивости к действию влаги и агрессивных сред в результате физико-химической модификации резолышми фен< формадьдегвдшми олигомераш.

10. Результаты работы позволяют получить определенный соц: альный и экономический эффект. Производственная апробация и вн дрение результатов работы на ряде обувных предприятий позволил повысить надежность ниточных соединении деталей верха и уровен качества обуви. Годовой экономический аффект, подтвержденный а тами о внедрении, составил 14,4 тыс.рублей.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Копаева Н.Е., Калита А.Н., Щербаков В.В. Исследование дефектов ниточных соединений заготовки верха при эксплуатации обуви. Ы., 1987. - 12 с. - Деп.в ВДШТЗИлегпром 14.09.87,

№ 2117-лп.

2. Копаева Н.Е. Способ повышения прочности ниточных соеди нений заготовки верха обуви//Легкая промышленность. - 1988. -й 3. - С.30-31.

24

3. Копаева Н.Е., Щербаков В.Е., Калита А.Н. Учет механичес-х свойств текстильных нитей при производстве и эксплуатации уви//Передовой опыт работа предприятий по расширению ассорти-нта, улучпению качества продукции и экономному использованию ех видов ресурсов в легкой промышленности: Материалы семинара НТП игл.Ф.Э.Дзержинского. - М., 1988. C.I3&-I42,

4. Копаева Н.Е. Метод определения срока службы ниточных сое-нений заготовки верха обуви/научно-техническая конференция мо-дых ученых и специалистов ЦНШЭТЭИлегпрома: Тез.докл. - М.,

(88. С. 19-20.

5. Денисова H.H., Копаева Н.Е., Калита А.Н. Классификация фектов обуви. М., 1989. - 14 с. - Деп. в ВДЖГЭИлегпром

). 09.89, И 2648-лп.

6. A.c. 1535524 СССР, ШЗ4 А 43 В 9/00. Способ соединения сталей верха кояаной обуви/М.М.Дорофеев, Н.Е.Копаева, А.Н.Кали-I, В.В.Щербаков (СССР). - Зс.

7. A.c.. I6I2235 СССР, ОТ4 G Ol ./V 33/44. Способ определе-гя срока службы ниточных соединений заготовки верха обуви/ .Е.Копаава, В.В.Щербаков, А.Н.Калита (СССР). - 3 с: ил.

. 8. Копаева Н.Е. и др. О замене испытания ниточных соедаяе-1й в опытном носке новым лабораторным методом/Копаева Н.Е., алита А.Н., Бондарев В.В., Щербаков В.В.//Известия ВУЗов. Тех-элогия легкой промышленности. - 1990. - й 4. - С. 50-53.

Ротапринт МТИЛП саказ № 497. Тираж - 100 энэ.