ИГЛА ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1994 года по МПК D05B85/00 

Изобретение относится к конструкциям игл для швейных машин.

Известна конструкция иглы для швейных машин - игла Зингера, состоящая из стержня, включающего утонченную часть, переходящую в острие, колбы, завершающейcя торцом. В острие расположено ушко, служащее для заправки нити.

Недостатком ее является то, что она может осуществлять только функцию сшивания тканей, не изменяя ее рельефа.

Известна также конструкция иглы для швейных машин типа 1-А (ГОСТ 22249-82). Игла содержит стержень с желобком, включающий утонченную часть, переходящую в острие с ушком, колбу, завершающуюся торцом.

Недостатком ее является то, что она не способна при обычном процессе шитья осуществлять присобранность ткани, создавая ее рельеф.

Наиболее близкой по технологической сущности к изобретению является конструкция иглы для швейной машины по заявке на изобретение N 4874881/12 103199, 17.10.90.

Игла состоит из колбы и стержня, переходящего в острие, в котором выполнено ушко. Острие выполнено притупленным в виде расположенной перпендикулярно продольной оси иглы площадки, диаметр которой равен 0,62-0,32 мм, и шероховатость площадки соответствует 9-14 классу чистоты.

Игла кроме обычной функции сшивания тканей позволяет получить рельеф ткани, который образуется путем чередования мест прокола, где образуется присобранность, и стежков по строчке прошивания с участием катушечной нити.

Недостатком ее является то, что рельеф ткани может быть создан только с участием катушечной и челночной нитей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей иглы путем создания сжатого рельефа без участия катушечной и челночной нитей.

Это достигается тем, что в игле, состоящей из стержня, переходящего в острие, в котором выполнено ушко, и колбы острие выполнено притупленным в виде расположенной перпендикулярно продольной оси иглы площадки с диаметром 0,32-1,2 мм, максимальный предел которого равен величине диаметра соответствующего номера иглы, при этом поверхность площадки выполнена с шероховатостью соответствующей 8-9 классам чистоты.

Новизной предлагаемой конструкции является то, что площадка на острие иглы выполнена притупленной с шероховато-цепной поверхностью в виде расположенной перпендикулярно оси иглы площадки, диаметр которой равен 0,32-1,2 мм; некоторые величины диаметров стачиваемости, находящиеся между d(min и max), одновременно соответствуют и величинам диаметров швейных игл и их предельным величинам диаметров стачиваемых площадок (ПВДС) от N 60-N 120; при этом шероховатость притупляемой площадки соответствует 8-9 классу чистоты.

Данные отличительные признаки являются существенными, так как в исследованных источниках научно-технической и патентной информации признаков, идентичных и эквивалентных, не обнаружено.

На фиг. 1-4 представлена конструкция иглы швейной машины; на фиг. 5 - виды полученного сжатого рельефа.

На фиг. 4 крупным планом приведено графическое изображение профиля площадки шероховато-цепкой поверхности рабочей части швейной иглы предлагаемой конструкции. Как видно из чертежа, конец притупленной иглы в осевом сечении имеет трапецеидальную форму.

Тип шероховато-цепкой поверхности произвольный (Анурьев В И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. I, изд. 6-е, 1982, с. 275).

Предлагаемая конструкция состоит из стержня 1, в котором расположен желобок 2, в нижней части находятся ушко 3 и острие 4, которое заканчивается притупленной частью 5. Верхняя часть стержня переходит в колбу 6, которая заканчивается торцом 7.

За основу взята игла с размерами: L= 38,6 мм; l₁= 33,9 мм; d= 1,5 мм; модель 0277-33; исполнение колбы 01; острия 02; стержня 02; форма острия круглая нормальная.

Путем стачивания нижней части острия притупленного конца иглы, начинающегося с площадки шероховато-цепкой поверхностью с диаметром 0,32 мм, получили притупленность с максимальным пределом 1,2 м; определяющим показателем притупленности для выполнения новой функции швейной иглы - создания сжатого рельефа без катушечной и челночной нитей является диаметр сечения притупленной части в виде расположенной перпендикулярно продольной оси иглы площадки с шероховатой поверхностью.

Экспериментально было установлено, что оптимальными являются значения размеров диаметра площадки в пределах 0,32-1,2 мм с шероховатостью, соответствующей 8-9 классу чистоты. Именно при этих значениях игла осуществляет при прокалывании по линии прокалывания на ткани оттягивания нитей ткани под давлением притупленной шероховатой поверхности и не рвет ее.

Для определения максимальной величины диаметра стачиваемых площадок для номеров игл от N 60-N 120 бралась игла N 150, по которой определены предельные величины диаметров стачиваемых площадок (ПВДС) для каждого номера иглы, начиная от N 60-N 120; выяснилось экспериментально, что каждая предельная величина диаметра стачиваемых площадок (ПВДС) для каждого номера иглы равна ее диаметру:
ПВДС= 0,6 мм= d N 60 иглы швейной машины,
ПВДС= 0,7 мм= d N 70 иглы швейной машины,
ПВДС= 0,8 мм= d N 80 иглы швейной машины,
ПВДС= 0,9 мм= d N 90 иглы швейной машины,
ПВДС= 1 мм= d N 100 иглы швейной машины,
ПВДС= 1,1 мм= d N 110 иглы швейной машины,
ПВДС= 1,2 мм= d N 120 иглы швейной машины.

Чем больше величина диаметра стачиваемой площадки, тем эффективнее реакция ткани на сжатость.

Такое явление основано на механическом парадоксе, который объясняется тем, что именно при существующих коэффициентах скорости, ускорения швейных машин и возникающем при этом процессе давления конца иглы на ткань и максимальном сопротивлении и трении происходит стягивание нитей ткани в присобранность (сжатость) путем затяжки нитей ткани вместо ожидаемого - порванной ткани. Последнее осуществляется (т. е. разрыв ткани) при изменении коэффициента величин данных параметров. Это обнаруживается при прокалывании ткани острыми предметами, когда мы случайно зацепимся за острый предмет. А при прокалывании ткани на швейной машине при очень низких величинах скорости (20 оборотов вала в 1 мин), ускорения движения иглодержателя в сравнении с существующими общепринятыми величинами скорости для швейных машин травмирования ткани не наблюдается, т. е. рваности ее.

Данные параметры взаимодействия между скоростью, ускорением, возникающем при этом сопротивлении, трении притупленной площадки при диаметрах 0,32-1,2 мм приведены в табл. 1.

Вывод: ткань при значения 1 не рвется, при значении 2 не рвется, при значении 3 не рвется, при значении 4 ткань не рвется и пpисобирается в сжатость.

На это не обратил внимание автор швейных машин и конструкций швейных игл Зингер, стремясь к обтекаемости поверхности и формы швейной иглы в плане дизайнерства (неусеченная конусность и предварительное лужение).

Логику механики этого парадокса разгадал Гулев Н. Т. Разгадку механизма этого парадокса назвали "Эффект Гулева-Шишко", на чем основана реакция ткани на сжатость: в зависимости от диаметра площадки с шероховатой поверхностью и существующих скоростей швейных машин. Причем притупленность шероховатой площадки не травмирует ткань, а образует сжатость с предельным диаметром (1, 2 мм), не образуя разрыва ткани.

Опишем траекторию конца иглы в параметрах математически в зависимости от скорости движения иглодержателя и работы вала швейной машины.

Траектория конца иглы. Пусть скорость иглы постоянна V₁, и скорость подачи ткани постоянна V₂. Ось ОХ выберем по поверхности ткани. В начальный момент времени t= 0 конец иглы находился в начале координат Х= 0, Y= 0 (фиг. 6).

Так как скорость есть производная по времени, то
Учитывая начальные условия (при t= 0, X= Y= 0), получаем С₁= С₂= 0.

или y = x - прямая.

Пусть l - длина между проколами по линии прокола, тогда при X = Y = · - высота подъема иглы h = ; время, затрачиваемое на 1 рабочий полный цикл иглы, T = .

В момент времени t = = игла начинает движение вниз, т. е. ее скорость будет V₁, а уравнение движения x= V₂t + C₂ y = V₁t + C₁
Учитываем начальное условие при t= T/2; X= l/2; Y= h.
- прямая, ее график - график траектории притупленного конца иглы приведен на фиг. 7.

Скорость движения иглы изменяется по закону: V₁= asinKt, т. е. в моменты времени t = n (n= 0,1,2. . . ) она останавливается, разность между двумя соседними времени остановок = , т. е. K = , Т - время, затрачиваемое на движение полного цикла иглы, или расстояние между двумя точками прокола по линии прокола концом иглы, а - наибольшая скорость. Тогда, аналогично предыдущему, получаем уравнения траектории Vt0Vt
y= (1-cosx) - окончательное уравнение траектории конца иглы швейной машины, ее график приведен на фиг. 8.

Используя элементарную геометрию, установили зависимость между величиной h, на которую осуществляется стачивание уже притупленного конца для создания предельной притупленности для каждого номера иглы, диаметром D сечения предельной притупленности и высотой Н конуса острия иглы (α 35^o, α 45^o, α 55^o)
H = h + ; H = h + ;
Полученные данные при различных значениях входящих величин приведены в табл. 2.

Что касается вопроса шероховато-цепкой поверхности с характеристиками в числовых данных в соответствии с общепринятыми нормами, приведена табл. 3.

Рисунок сжатости рельефа зависит не только от величины шероховато-цепкой поверхности площадки притупленного конца, но и его формы, в данном случае конусность играет роль. Общая характеристика сжатого рисунка, сделанного швейной иглой данной конструкции иглы, имеет вид выпуклости, напоминающей вид кипящей пены, а на периферийных затухающих зонах выражается в стремлении к вафельности.

Образуемая сжатость ткани (ее деформация) при надавливании иглы на ткань и ее прокалывании с указанными параметрами конца иглы обладает эффектом стягиваемости нитей ткани в затяжку не только в местах прокола и по линии прокола, но и от нее в обе стороны на 8-10 см с эффектом переливов вафельности (вафельность характерна и по строчке). По самой же строчке на расстоянии 2-4 см сильная сжатость, которая не расправляется и после процесса прокалывания, сохраняясь в структуре ткани. Характерно сильное кручение нитей ткани во время их стягивания с места, при этом образуется искрометность нитей тканей тех, которые с лицевой перевернулись на изнаночную. Сжатость не расправляется: она держится на сильной затяжке, а затяжка, как замечено в практике, быстро не расправляется. Лицевая сторона сжатого рельефа имеет вид пенообразования. Присобранность в сжатость образуется без вспомогательных средств, а именно катушечной и челночной нитей. Деформация (сжатость) - признак деформированности ткани и нахождение ее на криволинейной оси координат. На лицевой стороне сжатого рельефа (если ткань прокалывалась с изнанки) образование распущенных нитей ткани - результат обрыва кольцевания нитей ткани в местах прокола по линии прокалывания в процессе их стягивания притупленным концом иглы с шероховатой площадкой в затяжку. Сильное кручение нитей тканей во время их стягивания с места - это момент перехода нитей ткани основы и утка из прямолинейной в криволинейную. Кручение и стягивание, стягивание и кручение очень активное возле линии прокалывания по обе стороны, а на периферии наблюдаются элементы затухания. Переворачиваясь с лицевой стороны на изнаночную, нити ткани несут искрометность, блески, особенно в атласе и подкладочной ткани, где они перевернулись кручением.

Класс 8 (а, б, в) характерен для швейных игл с диаметрами 1,2-0,6 мм, что соответствует предельным величинам стачиваемости диаметров и диаметрам швейных игл (N 120- N 60), используемых при шитье тканей средней толщины. Эффект сжатости сохраняется без катушечной и челночной нитей, Затяжка очень сильная по линии прокола и от нее по обе стороны. Волнообразование в отличие от класса 7 имеет вид игзиба в местах изгиба тканей со стремлением перехода от овала к угловатости (углу). Затяжка сильная, нити ткани стянуты в затяжку, не расправляются. Наблюдаются одновременное стягивание нитей ткани и их кручение (перевертывание с лицевой в изнаночную и наоборот), переходящее в присобранность - сжатие. Расстояния сжатости по линии прокола и от нее отличаются: по линии прокола сгустки сжатости 2-3 см, от линии прокола сгустки - затяжки несколько расправлены и напоминают кипящую воду. От линии прокола по обе стороны до 6 см.

Класс 9 (а, б) характерен для швейных игл с диаметрами стачиваемой площадки от 0,6-0,4 мм. Как и в предыдущих классах чистоты (7-8), в этом классе чистоты тоже не используются катушечная и челночная нити. Сильное стягивание притупленной шероховато-цепкой площадкой конца иглы в местах прокола и по линии прокалывания. По линии - 1-2 см сжатости, от линии прокола - 3-4 см. Между линиями прокола интервал меньше в сравнении с классами чистоты (7, 8). Общая характеристика сжатого рисунка рельефа (вафельность с оттенками переливов стянутых нитей в кручение и перевернутых в местах стягиваемости).

На изнанке обрыв нитей тканей до 1 см в местах прокола. Некоторые в кольцеобразование с отсутствием разрыва нитей ткани. Затяжка ослаблена, но сжатость не расправляется (к примеру: затяжка, образованная на чулке, тоже сохраняется после ее расправления). Сохраняется искрометность.

Шероховато-цепкая площадка притупленного конца иглы, как художник самостоятельно делает узоры по линии прокола и от нее без участия катушечной и челночной нитей путем стягивания нитей ткани, крученных в затяжку, на которой держится суть сжатости.

Обработка ткани осуществляется на одном слое, без прокладки, которая, как выяснилось экспериментально, препятствует образованию сжатости, служит ее затуханию.

Выбирая значение h и Н, можно получить сжатый рельеф разнообразных рисунков с волнообразным овалом и под углом вместо изгиба ткани, фигурной сжатости, т. е. сжатость разной выпуклости.

Игла работает следующим образом.

При прокалывании в местах прокола, по линии прокола и по обе стороны от нее осуществляется натяжение нитей ткани (основы и утка) поверхности материала в момент надавливания на ткань притупленным шероховатым концом площадки, натяжение сохраняется до момента прокола. В момент прокола образуется стягивание нитей ткани в присобранность, затяжку, т. е. деформация ткани, которая сохраняется и после прокалывания в местах прокола, по линии прокола и от нее по обе стороны до 15 см (предел). Сжатый рельеф создается путем последовательного чередования мест прокола по линии прокалывания, где образуется сжатая присобранность, в том числе и от линии прокола за счет сильной стягиваемости в затяжку, которая держит сжатую присобранность и от линии прокалывания до 10-12 см по обе стороны. Стежка нет, так как не используются катушечные и челночные нитки.

Так, под воздействием только притупленного конца иглы с шероховатой цепкой поверхностью площадки с формой усеченного конуса без катушечной и челночной нитей получается сжатый рельеф, рисунок, который делает сама игла, а также в зависимости от шероховатости класса чистоты притупленной площадки в сочетании с линией прокалывания получаемая разновидность показана на фиг. 5.

5(а) - сжатый рельеф образован иглопрокалыванием с хаотично расположенными линиями прокола, некоторые из линий расположены рядом друг к другу. ПВДС равна 1,2 мм, что соответствует диаметру иглы N 120. Шероховатость 8 (а) класса чистоты. Сохраняются 2 функции иглы - шить и делать рельеф.

5(б) - рисунок сжатого рельефа сделан путем прокалывания притупленным концом иглы зигзагообразными линиями с повторным прокалыванием в интервале между линиями прокола до 8 см. ПВДС равна 1,1 мм, что соответствует диаметру иглы N 110. Шероховатость 8(а) класса чистоты. Сохраняются 2 функции иглы - сшивать ткань и делать рельеф.

5(в) - рисунок сжатого рельефа напоминает мозаичную структуру (форму). Осуществляется прокалыванием по ткани, где линии расположены в противоположном направлении одна к другой и параллельно в каждой части целого, общего вида. ПВДС равна 1 мм, что соответствует диаметру иглы N 100. Шероховатость 8(а) класса чистоты. Сохраняются 2 функции иглы.

5(г) - рисунок сжатого рельефа сделан путем прокалывания ткани под углом основы и утка с повторным прокалыванием параллельно основы, причем линии прокалывания зигзагообразные. ПВДС равна 0,9 мм, что соответствует диаметру иглы N 90. Шероховатость 8 (б) класса чистоты. Сохраняются 2 функции иглы.

5(д) - сжатый рельеф образован линией прокола с зигзагообразным спиралевидным закруглением и с повторным проколом по тем же линиям хаотично. ПВДС равна 0,8 мм, что соответствует диаметру иглы N 80. Шероховатость 8 (б) класса чистоты. Сохраняются 2 функции иглы.

5(е) - рисунок рельефа сделан хаотичными линиями прокола, которые расположены зигзагообразно под углом, сначала в одном направлении, а затем повторно в противоположном. ПВДС равна 0,7 мм, что соответствует диаметру швейной иглы N 70. Шероховатость 8(в) класса чистоты. Сохраняются 2 функции иглы.

5(ж) - рисунок рельефа образован хаотичными линиями прокола, расположенными на значительном интервале между собой под углом, с повтором прокалывания с противоположной стороны тоже под углом. ПВДС равна 0,6 мм, что соответствует диаметру иглы швейной машины N 60. Шероховатость 8 (в) класса чистоты. Сохраняются 2 функции иглы.

5(з) - сжатый рельеф образован прокалыванием конца иглы параллельно нитям утка с некоторой асимметричностью рисунка, которая достигается хаотичным прокалыванием под углом в определенных местах. ПВДС равна 0,5 мм. Номеров игл с таким диаметром нет. Шероховатость 9(а) класса чистоты.

5(и) - рисунок рельефа образован расположением линии прокола в хаотичном порядке в стремлении к параллельности по отношению друг к другу в форме зигзагообразных направлений. ПВДС равна 0,4 мм. Номеров игл с таким диаметром нет. Шероховатость 9(б) класса чистоты. Представленные рисунки рельефа, сделанные иглами (N 60 -N 120), сохраняют и вторую функцию - сшивать ткань.

Характеристика материала, используемого для образования сжатого рельефа.

Атлас, подкладочный шелк, капрон, балонья, штапель, ситец, батист, синтетический шелк.

Прокладка отсутствует, так как служит условием затухания рельефа, что обнаружено экспериментальным путем исследования.

Получаемый сжатый рельеф с помощью предлагаемой конструкции швейной иглы может быть использован в легкой промышленности при пошиве разнообразных швейных изделий - курток, пальто, плащей, костюмов, а также в качестве отделочного материала.

Таким образом, предлагаемая конструкция иглы швейной машины позволяет без катушечной и челночной ниток только самой иглой с шероховато-цепкой поверхностью и формой усеченного конуса на конце иглы кроме обычной функции сшивания тканей получать сжатый рельеф по линии прокола и от нее по обе стороны на значительном расстоянии в сантиметрах, что позволяет расширить ассортимент выпускаемых изделий при минимальных затратах (без катушечной и челночной нитей). (56) Авторское свидетельство СССР N 134976, кл. D 05 B 85/02, 1957.

Изобретение относится к конструкциям игл для швейных машин и позволяет расширить технологические возможности путем создания сжатого рельефа. Устройство состоит из стержня с желобком, в нижней части стержня находятся ушко и острие, заканчивающееся притупленной частью с шероховатостью, соответствующей 8-9 классам чистоты. 8 ил, 3 табл.

ИГЛА ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ , выполненная в виде стеpжня с ушком и остpием на одном конце и колбой на дpугом, отличающаяся тем, что, с целью pасшиpения функциональных возможностей путем создания pельефа, остpие выполнено пpитупленным в виде pасположенной пеpпендикуляpно к пpодольной оси иглы площадки с диаметpом 0,32 - 1,2 мм, максимальный пpедел котоpого pавен величине диаметpа соответствующего номеpа иглы, пpи этом повеpхность площадки выполнена с шеpоховатостью, соответствующей 8 - 9 классам чистоты.