Исследование влияния молочной среды на прочность ниточного крепления деталей верха специальной обуви для работников молочной промышленности

Целью работы является исследование влияния молочной среды на прочность ниточного крепления деталей верха обуви, а также влияния молочной среды на физико-механические свойства специальной обуви для работников молочной промышленности. Определен характер влияния молочной среды на прочность ниточного крепления деталей верха специальной обуви под действием агрессивной среды.

Ключевые слова:специальная обувь, прочность соединения, молочная среда, ниточное крепление, агрессивная среда, молочная промышленность, долговечность обуви, физико-механические свойства.

Основной задачей обувной промышленности является изготовление высококачественных товаров, соответствующих как требованиям потребителей, так и промышленным требованиям. Молочная промышленность является составной частью пищевой промышленности Украины. Именно поэтому задача создания отечественной высококачественной специальной обуви для работников молочной промышленности является весьма актуальной. Первоначально с этой целью необходимо изучить влияние негативных производственных факторов, приводящих к возникновению профессиональных заболеваний, ведь условия работы на молочных предприятиях сопровождаются целым комплексом опасных и вредных факторов, характеризующихся повышенной влажностью окружающей среды, колебаниями температуры от +20°C до +5°C, постоянным контактом рабочих с водой, сывороткой, жиром и молочной кислотой [1]. В связи с этим возникает вопрос разработки современной специальной обуви, которая надежно защищала бы стопу человека от вредных производственных факторов. Однако, современная специальная обувь должна создавать не только надежную защиту, соответствовать условиям производства, но и выдерживать определенные сроки эксплуатации [2]. В настоящее время актуальной остается проблема изменения прочности ниточного крепления деталей верха специальной обуви под действием агрессивной среды молочного производства. Ведь прочность ниточного крепления деталей верха обуви влияет на долговечность специальной обуви. Долговечность, то есть свойство обуви хранить свои утилитарные и эстетические функции до наступления предельного состояния, при котором выполнение их становится невозможным, что связано с износостойкостью отдельных деталей и креплений. Долговечность характеризуется сроком эксплуатации обуви до полного ее физического износа [4]. Под физическим износом понимается невозможность рабочего работать в обуви вследствие понижения уровня потребительских возможностей материалов или креплений, входящих в конструкцию изделия. Износ материалов наступает в результате одновременного действия следующих факторов:

-          механических — истирание и потеря прочности от постоянных воздействий растяжения и сжатия и т. д.;

-          физико-химических — действие света, влаги, температуры, воздуха, кислорода, озона, пота, агрессивных сред и т. д.;

-          биологических — влияние микроорганизмов, вызывающих процесс гниения материалов.

В процессе эксплуатации специальной обуви, которая используется в условиях воздействия агрессивной среды, факторы влияют на материалы комплексно. Например, на подошву влияют трение, растяжение, сжатие и ударные усилия, погода и агрессивная среда и др. На материал верха обуви — атмосферные воздействия и утомление от многократных изгибов. Наиболее быстро изнашивается союзка, пяточная часть, подложки и ниточные швы. Поэтому, весьма актуальным является проведение испытаний физико-механических свойств материалов для специальной обуви при действии на них агрессивной среды, что обеспечит возможность оценки важнейших свойств обуви и материалов в условиях, приближенных к условиям их эксплуатации. Стремление к получению более полной характеристики свойств обуви и материалов обусловлено не только разработкой методов испытаний, заменяющих органолептическую оценку отдельных свойств, но и создание методов, предназначенных для характеристики одноименных свойств, а именно прочности ниточного крепления деталей верха обуви.

Прочность ниточного крепления деталей верха обуви — это показатель, определяющий усилие, необходимое для разрушения единицы длины ниточного шва элементарной пробы [3]. На прочность ниточного крепления влияют следующие факторы: свойства скрепляемых материалов; изменение свойств при скреплении; плотность прижатия деталей; длина стежка; число строчек; конструкция шва. Прочность Q ниточного крепления характеризуется усилием разрыва, которое приходится на единицу длины шва, Н / см:

Q =P/l (1.1), где P — усилие разрушения шва, Н;

l — длина шва (расстояние между крайними проколами иглы), см.

Значение Q должно быть не ниже нормы, предусмотренной ГОСТ 21 463–87 «Обувь. Нормы прочности». Прочность ниточных швов заготовок верха обуви определяется на образцах, вырубленных на соответствующих участках так, чтобы шов располагался внутри образца. Размеры образцов и места их вырубки нормируются стандартом. По краям швы закрепляются нитью двойным узлом, измеряется длина строчки между крайними проколами, на разрывной машине определяется разрывная нагрузка и рассчитывается прочность шва в Н/см. Нормы прочности зависят от материала верха и количества строчек, которые располагаются в пределах от 75 для тонких кож при одной строчке до 175 Н/см для юфти, если количество строчек более трех. Метод определения прочности крепления деталей верха приводится в ГОСТ 9290. Для исследования влияния молочной среды на прочность ниточных швов специальной обуви, были избраны четыре группы материалов, которые наиболее отвечают условиям эксплуатации специальной обуви.

I группа — натуральная кожа «нубук ойл»;

II группа — кожа с полимерным покрытием;

III группы — искусственная кожа;

IV группы — синтетическая кожа.

Учитывая условия эксплуатации специальной обуви для работников молочной промышленности, испытаниям будут подвергаться образцы деталей верха, которые соединены двухрядной строчкой с длиной стежка 2,0 мм. Для проведения испытаний необходимо провести испытания 12 образцов для каждой группы (по четыре образца в каждой группе). Рабочий день на предприятии составляет 8 часов и непосредственное влияние на обувь происходит именно в это время. Избранные группы сшитых образцов подвергались воздействию молочной среды с различным уровнем кислотности (сыворотка — ph = 5,8; кефир 2,5 % — ph = 4,2; сметана 20 % — ph = 4,7). на протяжение 8 часов, а затем промывались и просушивались до начала следующего рабочего дня. Данный эксперимент достаточно длительный, по времени отвечал 6-и месяцам эксплуатации спецобуви (НПАОП15.0–3.03–98. Типовые нормы бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты мясной и молочной промышленности.), что позволило реально выдержать образцы кожи в условиях, приближенных к условиям эксплуатации специальной обуви. Во время испытания образцы периодически подвергались трению, многократному замятию, давлению и т. д. Одна группа образцов оставалась не обработанной (контрольная группа). Исследование прочности ниточных швов производились на машине РТ-250 М, при скорости активного зажима 100 мм/мин. и расстоянии между зажимами 25мм.

Результаты испытаний и расчета прочности ниточного скрепления представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты испытаний прочности ниточных швов

Анализируя результаты исследований влияния молочной среды на прочность ниточного крепления (рис. 1) видно, что необходимую нормативную прочность обеспечивают все образцы по четырем группам, хотя просматривается и существенное влияние кислотной среды на степень соответствия нормативным показателям. По характеру разрушения оказалось, что образцы III-й группы (искусственная кожа) и IV-й группы (синтетическая кожа) разорвались по материалу, что не допускается в производстве специальной обуви. Ведь материал для производства специальной обуви должен быть прочным и долговечным. Как видно из полученных результатов исследований, для изготовления специальной обуви для работников молочной промышленности целесообразно использовать в качестве материала внешних деталей верха натуральную кожу «нубук-ойл».

Рис.1. Диаграмма зависимости прочности ниточных швов различных видов кож от Ph молочной среды.

Литература:

1.         ДСТУ 3835–98. Обувь специальная с верхом из кожи для защиты от механического воздействия. Технические условия. — М.: Госстандарт Украины, 1998.

2.         ДСТУ 3962–2000. Обувь специальная с верхом из кожи для защиты от нефти, нефтепродуктов, кислот и щелочей, нетоксичной и взрывоопасной пыли. Технические условия. — М.: Госстандарт Украины, 2000.

3.         ISO 8782–1: 1998 «Safety, protective and occupational footwear for professional use раrt 1: Requirements and test methods» (Обувь безопасная, защитная и рабочая производственного назначения. Часть 1. Требования и методы испытаний). — М.: Госпотребстандарт Украины, 2003.

4.         В. П. Коновал, С. С. Гаркавенко, Л. Т. Свистунова. Универсальный справочник обувщика. — М.: Либра. — С. 202–205.Состояние безопасности труда в мире // Охрана труда. — № 11. — С.17–29.