В данной статье приведены материалы определения основных параметров челночного механизма, роль челночного механизма в обеспечении долговечности и качества швейных машин.
Ключевые слова: швейная машина, челночные механизмы, челнок, челночная строчка.
Одной из основных предпосылок роста производительности труда на предприятиях швейной промышленности является оснащение их новой, более совершенной техникой, соответствующей передовым достижениям мировой науки и техники.
Успешное внедрение в производство прогрессивной технологии создало предпосылки для проектирования специальных и специализированных швейных машин, предназначенных для выполнения определенных работ и даже для достаточно четко очерченных операций. Применение различных приспособлений малой механизации позволило увеличить коэффициент использования машин и их скорости. Наметились условия для создания и успешного использования высокопроизводительных машин-полуавтоматов, агрегатов поузловой обработки и автоматических линий для изготовления отдельных узлов и некоторых изделий.
В швейном производстве для изготовления одежды применяется около 300 типоразмеров машин. Машинный парк в связи с проведенной специализацией производственных процессов не только увеличился, но и значительно обновился. С целью повышения качества изделия некоторые машины усовершенствованы или заменены новыми, созданы машины, выполняющие одновременно несколько операций. Проектируются новые машины-автоматы для выполнения отдельных технологических операций (машины поузловой обработки изделий и многооперационные автоматические машины).
На швейных предприятиях широко пользуются технологической классификацией швейных машин. По этой классификации все швейные машины делятся на следующие типы:
1) универсальные, выполняющие большое количество операций (одноигольные стачечные);
2) специализированные, предназначенные для выполнения одной или нескольких операций (двухигольные, машины зигзагообразной строчки, потайной строчки, с регулируемой посадкой, вышивальные машины);
3) машины полуавтоматического действия для пришивания пуговиц, для обметки петель, а также закрепочные полуавтоматы;
4) машины поузловой обработки полуавтоматического действия.
Каждая швейная машина имеет четыре основных рабочих инструмента:
иглу, челнок или петлитель, нитепритягиватель или нитеподатчик, продвигатель материала; в процессе шитья образуются стежки и строчки;
скрепление материалов осуществляется в виде швов различного вида.
Все швейные машины можно классифицировать по виду выполняемой строчки и условно разделить их на три группы: машины челночной строчки; однониточной цепной строчки; многониточной цепной строчки. Машины челночной строчки можно разделить на стачечные машины; машины потайной строчки; машины специальной строчки; машины-полуавтоматы.
Улучшение динамики, системы смазки, подбора материалов; создание машин с остановом главного вала в заданном положении иглы, автоматическим подъемом прижимной лапки, обрезкой нити; установка устройств и приспособлений, облегчающих направление материала относительно иглы, ориентацию отрабатываемых деталей относительно друг друга и рабочих органов машины в процессе шитья, т. е. установка различных линеек, направителей, рубильников, устройств для сосбаривания тканей, устройств для автоматической смены шпуль и другие пути развития является характерными для универсальных машин.
Челночные механизмы является одним из основных механизмов швейных машин. Челнок служит для захвата игольной нити и обведения ее вокруг шпули или шпуледержателя с помещенной в нем челночной ниткой. От конструкции челночного устройства и приводного механизма во многом зависит качество строчки, производительность и долговечность машины. Так, размеры челнока оказывают влияние на частоту смены шпуль и потерю прочности игольной нити из-за многократного перетирания ее об ушко иглы. Челночные механизмы часто вызывают повышенный шум, износ основных деталей и разладку машины.
Существует большое разнообразие конструкций и схем челночных устройств и механизмов. Все челноки условно можно классифицировать по их расположению, по виду движения, по форме и конструкции шпульки. По расположению применяются челноки, расположенные в вертикальной плоскости, ось вращения горизонтальна; расположенные в горизонтальной плоскости, ось вращения вертикальна; расположенные под платформой.
А по виду движения применяются поступательно-движущиеся челноки с прямолинейным возвратно-поступательным движением и с криволинейным возвратно-поступательным движением, качающиеся челноки с возвратно-поворотным движением челнока вокруг неподвижной оси, а также вращающиеся челноки (ротационные) с равномерным вращением челнока (с передаточным отношением i = 2:1).
По конструкции шпульки челноки бывают центрально-шпульные и нецентрально-шпульные. В центрально-шпульных челноках ось шпульки совпадает с осью челнока. В нецентрально-шпульных челноках ось шпульки смещена относительно оси челнока в сторону его вращения или рабочего хода. Это смещение шпульки уменьшает рабочий угол поворота челнока при обводе вокруг него нитки и увеличивает объем шпульки.
При проектировании челночных устройств необходимо, с одной стороны, стремиться к увеличению емкости шпули для повышения производительности машины, с другой стороны, при увеличении размеров челнока увеличивается периметр петли, обводимой вокруг шпуледержателя, что влияет на износ игольной нити из-за многократного перетирания ее об ушко иглы. Это ведет к увеличению затрат времени на заправку нити в иглу и в конечном итоге снижает производительность машины.
Как выше упоминалась, увеличение размеров челнока увеличить периметр петли, обводимой вокруг шпуледержателя, что влияет на износ игольной нити. А увеличение размера челнока по высоте, то есть ширину шпули
, сохраняя диаметра шпули 
, по нашему мнению, не влияет на износ игольной нити. Но при этом надо сохранять периметра петли игольной нити, обводимой вокруг шпуледержателя. При увеличении емкости шпули за счет увеличения размера челнока по высоте, сохраняя диаметра шпули , производительности машины повышается. Однако, увеличение размера челнока по высоте принуждаеть изменению размеров корпуса челночного устройства.
Установлено, что прочность нити зависит от отношения длины нити Lч, обводимой вокруг челнока или шпуледержателя, к длине игольной нити lст, расходуемой на один стежок, т. е.
(1)
Длина игольной нити в стежке
(2)
где s — шаг строчки; 
— толщина сшиваемых материалов; 
— коэффициент утяжки стежка, зависящий от плотности и жесткости сшиваемых материалов (
).
Длину нити Lч найдем из диаметрального сечения челнока (рис.1)
(3)
где 
— коэффициент, учитывающий отклонение действительной формы петли от принятой; 
— расстояние от игольной пластины до траектории носика челнока; 
— полупериметр челнока или шпуледержателя.
Объем шпули определяется по формуле
(4)
где и — диаметр и ширина шпули; — диаметр стержня шпули.
Рис. 1. Диаметральное сечение челнока
Для упрощения дальнейших расчетов диаметром стержня шпули можно пренебречь ввиду его малости. Тогда 
(5)
Учитывая толщину стенок челнока, запишем:
,
где 
и 
— постоянные коэффициенты, учитывающие толщину стенок челнока.
Рациональный объем шпули можно установить, приравняв нулю производную от производительности машины dQ по объему шпули:
Зависимость 
очень сложна, поэтому в первом приближении определим рациональные размеры челнока, обеспечивающие наибольший объем шпули при некотором постоянном периметре петли, необходимой для переплетения нитей.
В формуле (5) ширину шпули
выразим через диаметр :
где 
.
Исследуем функцию (6) на max и min, т. е. приравняем нулю производную 
:
После некоторых подстановок находим, что 
. Емкость челноков 
оказывает влияние на длину нити, охватывающую челноки. Критерием при изменении размеров челнока является отношение
(7)
где 
— периметр петли, обводимой вокруг челнока.
С учетом потери прочности игольной нити из-за многократного перетирания ее об ушко иглы рациональные размеры челнока характеризуются коэффициентом
В настоящее время наиболее рациональными являются челночные устройства машин, у которых при объеме челнока 
, периметр петли 
. Увеличение объеме челнока и периметра петли повышает производительности швейных машин.
Литература:
- Вальщиков Н. М. и др. «Расчет и проектирование машин швейного производства». Л., «Машиностроение», 1973 г.
- Комиссаров А. И., Сторожев В. В. «Челночные устройства и механизмы швейных машин». М., МТИЛП, 1964. 20 с.
