Швейные машины. Классификация. Характеристики. Критерии выбора

К.т.н. А.А. Ганулич

Определения. Швейной машиной называется оборудование, осуществляющее ниточное соединение деталей. В частном случае нитками может обрабатываться только одна деталь, например, при обметывании ее края. При этом материал деталей и ниток может существенно различаться. Например, известны машины для соединения деталей из металлической сетки металлической проволокой, которые тоже могут быть отнесены к швейным машинам. Швейные машины широко используются в различных отраслях народного хозяйства, в частности, в швейной, трикотажной, меховой, обувной, кожгалантерейной подотраслях легкой промышленности, а также в шинной, ковроткацкой, текстильной отраслях, в ателье и домах моделей, в театральных мастерских и мебельных и шторных салонах, в магазинах готовой одежды и во множестве других сфер.

Характеристика рынка швейных машин в России. К началу 80-х годов прошлого столетия благодаря массированным государственным денежным вливаниям парк промышленных швейных машин Советского Союза был обновлен на 20-25 % высококачественным оборудованием ведущих мировых фирм швейного машиностроения. Если учесть, что в стране имелось более 1 млн. машин, то около 250 тысяч составляли импортные машины ведущих машино-строительных фирм.

С учетом того, что с начала 80-х годов отсутствовали значимые инвестиции в отрасли перерабатывающей промышленности, к настоящему моменту парк оборудования крайне изношен и морально устарел. После развала Советского Союза на территории России осталось около 50 % всех швейных машин. Объемы производства легкой промышленности упали в 5-10 раз по различным отраслям, то есть количество используемых машин сократилось с 1 млн. до 100 000, а доля нового современного высококачественного оборудования не превышает в настоящее время 5 %.

Качественные уровни швейных машин. Можно выделить три уровня швейных машин по новизне идей и качеству изготовления. Ведущие изготовители швейного оборудования первого уровня традиционно сосредоточены в Германии и Японии.

В Германии – это «Пфафф» и «Дюркопп-Адлер», имеющие практически полные номенклатуры швейных машин, в Японии – это «Джуки» и «Бразер», также выпускающие большинство из известных типов оборудования. С некоторыми оговорками к этому списку можно добавить «Пегас» и «Ямато», производящие только машины цепного стежка, и «Мицубиси», выпускающую только машины челночного стежка. Все перечисленные фирмы являются лидерами мирового швейного машиностроения, постоянно выводящими на рынок новинки и поддерживающие высший уровень качества. Разумеется, продукцией этих фирм не исчерпывается все богатство первой группы оборудования. Существует ряд более мелких фирм, специализирующихся на выпуске отдельных видов машин, где они являются законодателями моды, например, «Штробель», «АМФ-Риис», «Вибемак», «Сейко» и некоторые другие.

Вторая группа оборудования представлена, в основном, копиями, однако достаточно высокого качества. Это машины фирм «Кингтекс», «Сируба», «Такинг» (все – Тайвань), «Санстар»(Южная Корея), «Шанггонг» (КНР), АОМЗ (Россия) и некоторые другие, которые либо по лицензии, либо на основе других форм сотрудничества изготавливают копии машин фирм-производителей первой группы.

От них трудно ждать новизны, уровень машин отстает на 8-10 лет от ведущих, однако, они обеспе-чивают приемлемое качество. К третьей группе швейных машин относятся все остальные, то есть это не санкционированные копии ниже среднего и откровенно низкого качества, которые производятся преимущественно в странах Юго-Восточной Азии, прежде всего, в Китае. Современный российский рынок швейных машин, к сожалению, все больше скатывается к машинам третьего уровня, что для России является абсолютным тупиком.

Классификация швейных машин. Швейное оборудование, составляет до 80 % всего парка технологического оборудования швейной промышленности и более 50 % парка оборудования обувной, трикотажной, кожгалантерейной отраслей. Оно очень разнообразно по конструкции, назначению, степени автоматизации. В основе предлагаемой ниже классификации швейных машин лежат три группы признаков.

Первая группа – технологическая, основанная на общепринятой классификации стежков и строчек.

Вторая группа – конструктивная, включающая такие признаки как форма платформы машины, количество игл, тип двигателя материала, степень тяжести машины, вид системы смазки и т.д.

Третья группа – степень автоматизации оборудования.

На наш взгляд трех этих групп признаков достаточно, чтобы охарактеризовать любую машину. Встречающиеся на практике другие классификационные признаки, например, степень универсальности машины или назначение машины, носят субъективный характер и неоднозначно характеризуют машины. Например, одноигольные машины челночного стежка с реечным двигателем материала ряд специалистов называют универсальными машинами. Однако, эти универсальные машины не применяются в трикотажной отрасли, в меховой промышленности, то есть их универсальность ограничена. Установка на такой машине приспособления сразу переводит ее в разряд специализированных машин, а это означает, что любая машина не изменив своих признаков может произвольно переходить в другую группу, то есть такая классификация не является однозначной и жесткой.

На схеме рис. 1 приведена международная классификация стежков, получивших реализацию в швейных машинах.

Все стежки делятся на две большие группы – челночные и цепные.

Из челночных наибольшее распространение получили прямой стежок (301) и различные виды зигзагообразных стежков, различающихся числом уколов (304, 308).

Из цепных стежков выделяются следующие группы – однониточные стежки (101, 103), двухниточные стежки (401), плоские стежки (406, 408, 602), краеобметочные стежки (503, 504) и комбинированные стежки (401+504, 401+602).

На рис. 2 приведены конструктивные классификационные признаки швейных машин. Рассмотрим их несколько подробнее.

Форма платформы машины. На практике нашли применение машины с плоской платформой, с цилиндрической и колонковой платформой, с П-образной платформой и моноблоки. Особенности конструкции машин видны уже из названия. По области применения наибольшее распространение получили машины с плоской платформой. На них выполняются те операции, в которых обрабатываемый полуфабрикат может быть развернут на плоскости. Это большинство операций при изготовлении одежды и заготовительные операции при изготовлении обуви и кожгалантерейных изделий.

Если полуфабрикат нельзя развернуть на плоскости, необходимо применять машины с цилиндрической или колонковой платформами, например при втачивании рукава в закрытую пройму, при монтаже головных уборов, обуви, кожгалантерейных изделий. Машины с цилиндрической платформой могут быть с поперечной подачей материала и с продольной подачей материала.

По количеству игл различаются одноигольные, двухигольные и многоигольные машины.

Чрезвычайное многообразие перерабатываемых материалов привело к тому, что появились швейные машины с различными видами и комбинациями двигателей материала. Наиболее распространенным является нижний реверсивный реечный двигатель. Однако, поскольку стабильность продвижения материала таким двигателем определяется разницей в коэффициентах трения материала о рейку, лапку и межслоевого коэффициента сцепления, то для “скользких” материалов реечный двигатель может приводить к существенному стягиванию и посадке слоев.

Чтобы избежать этого применяется комбинированный реечный и игольный двигатели материала, так называемый “беспосадочный”. Такие машины дают хорошие результаты на материалах с низкими коэффициентами сцепления, но относительно жестких, не сминаемых при перемещении иглой. Для менее жестких материалов, материалов с трудно транспортируемой поверхностью применяется комбинация реечных нижнего и верхнего двигателей материала. Такой двигатель как клещами захватывает обрабатываемый пакет снизу и сверху и перемещает его с большой точностью и практически без смещения. С другой стороны, такой тип двигателя материала может обеспечить заданную посадку одного из стачиваемых слоев, если придать нижней и верхней рейкам разные шаги перемещения. В этом случае достигается присбаривание верхнего или нижнего слоя материала.

Для самых сложных, тяжелых материалов, кожгалантереи, многослойных пакетов, применяется тройной двигатель материала: нижняя и верхняя рейки и игла. Смещение слоев при этом практически исключается.

Для легко растяжимых материалов, например, трикотажных полотен применяется дифференциальный двигатель. Он представляет собой нижнюю рейку, разделенную на две части, причем перемещение передней и задней частей различны, что приводит к заданному растягиванию материала или к заданному его сжатию. Также для сложных материалов и пакетов применяется комбинация реечного двигателя и тянущего ролика, устанавливаемого за лапкой. Наилучшие результаты такой двигатель дает при стачивании длинных деталей без посадки.

Для продвижения кожи применяются, в основном, роликовые двигатели материала в вариантах: нижняя рейка - верхний бесприводный ролик или нижний и верхний приводные ролики.

Такие комбинации позволяют стачивать детали с очень маленькими радиусами кривизны.

В машинах потайного стежка используется верхний реечный двигатель материала.

Существуют и другие комбинации перечисленных двигателей материала, но они применяются достаточно редко.

Машины могут предназначаться для стачивания легких, средних, тяжелых и сверхтяжелых материалов. Отличаются они друг от друга не только конфигурацией реечного двигателя материала и частотой и величиной зубцов, но и величиной хода игловодителя, усилением ряда узлов и пониженным скоростным режимом более тяжелых машин. Попытки стачивать, например, на тяжелых машинах легкие ткани приводит к образованию неприемлемых по качеству строчек. В ряде случаев для малых производств, которые все-таки стремятся перерабатывать как тяжелые, так и легкие ткани можно рекомендовать при покупке машины основного типа, например, тяжелой, покупать и комплекты рабочих инструментов (рейка, лапка, игольная пластина) для легких тканей. Тогда заменой комплекта можно приспосабливать машины к тем или иным материалам.

Машины, предназначенные для стачивания сверхтяжелых материалов, как правило, имеют свою оригинальную конструкцию, обладают большими габаритами, низким числом оборотов главного вала.

По виду системы смазки можно выделить машины с точечной смазкой, с фитильной смазкой, с централизованной автоматической смазкой, с дозированной смазкой и «сухие» машины, работающие без смазки.

По типу применяемого челночного устройства – машины с качающимся челноком и с вращающимися челноками с горизонтальной или вертикальной осями вращения. Различаются также различные объемы шпуль челночного устройства – стандартные, увеличенные в 1,6 раза, увеличенные в 2 раза и т.д.

Классификация по степени автоматизации оборудования позволяет выделить три группы машин – машины неавтоматического действия, автоматизированные машины и машины-полуавтоматы.

Нужно отметить, что скоростные режимы швейных машин достигли своего разумного предела еще 10-15 лет назад. Собственно машинное время составляет сейчас 10-20 % времени всей операции. Число оборотов главного вала челночных машин составляет 5000-6000 1\мин, краеобметочных 8000-9000 1\мин. Дальнейшее увеличение нецелесообразно как по технологическим так и по конструктивным соображениям. В этих условиях повысилась целесообразность автоматизации вспомогательных приемов, что и привело к появлению автоматизированных швейных машин. В таких машинах автоматизированы приемы позиционирования иглы в верхнем или нижнем положении, обрезки ниток, подъема-опускания прижимной лапки, закрепления начала и конца строчки, выполнения заданного числа стежков и некоторые другие. Такая автоматизация позволяет повысить производительность труда на операцию на 10-30 %, однако, приводит к троекратному увеличению стоимости машины, по сравнению с аналогичной не автоматизированной.

В связи с этим возникает необходимость тщательного подхода к применению автоматизиро-ванных машин. Применяться они должны на операциях, где автоматизация позволяет получить наибольшую эффективность - на операциях с частой повторяемостью, с большим числом точек излома в конфигурации строчки, где начало и конец строчки не выходят на край детали и т.д. Очень важно также выбрать машину не с максимальной степенью автоматизации, а с автоматизацией приемов, дающих наибольший эффект. В частности, очень часто достаточно применять машину только с позиционированием иглы и обрезкой ниток, что дает наибольший эффект и не стремиться к большей автоматизации. Такая машина может быть вдвое дешевле, чем с полной автоматикой.

Как бы много вспомогательных приемов не выполнялось автоматически, такая машина относится к автоматизированной, так как собственно процесс шитья выполняется не автоматически - оператор направляет детали относительно рабочих органов. Машины, в которых автоматически выполняется перемещение в процессе шитья являются полуавтоматами. Функции оператора при работе на таких машинах сводятся к установке полуфабриката на рабочую позицию, а иногда, и к съему полуфабриката после обработки.

В связи со сложностью автоматизации процессов загрузки машин полуфабрикатами не получили широкого практического применения машины-автоматы.

Характеристики швейных машин. Рассмотрим теперь все многообразие швейных машин по выделенным классификационным признакам. Для характеристики швейных машин большое распространение получили графические символы, часть из которых приведена на рисунках 1-3. В дальнейшем мы будем использовать эти символы, поэтому предлагаем читателю внимательно ознакомиться с этими рисунками.

Самым распространенным видом оборудования являются одноигольные швейные машины челночного стежка неавтоматического действия с реверсивным реечным двигателем материала. В связи с тем, что такие машины серийно выпускают не менее пятидесяти машиностроительных фирм по всему миру, невозможно даже перечислить все классы таких машин. В таблице 1 приведены машины только четырех ведущих фирм. Рассматриваемые машины работают на частотах вращения главного вала в пределах 4000-5500 об/мин, что делает необходимым применять в них одну из трех систем смазки: централизованную, дозированную или «сухую» головку.

Централизованная система имеет открытый картер, заполненный маслом, в которое погружен насос. Насос под давлением подает масло на сферический колпачок, отражаясь от которого оно разбрызгивается по основным трущимся парам. Часть масла через фитили поступает к труднодоступным местам, например, к челноку, игловодителю. Избытки масла поступают обратно в картер. Недостатками такой системы является избыточный расход масла, попадание в открытый картер грязи и очесов, возможность попадания масла на обрабатываемое изделие.

В системе с дозированной смазкой, которая стала применяться чуть более 10 лет назад, используются миниатюрные закрытые масляные картеры и соответствующие насосы (обычно два), а масло подается к трущимся парам по трубкам, имеющим регулировку количества масла. Масло не возвращается обратно в картер, что исключает его загрязнение, подача масла строго дозируется.

«Сухие» машины работают либо вообще без масла, либо масло подается только к внутренним трущимся парам, но не к челноку и игловодителю. Челнок у таких машин выполнен из композитного материала «бакрон», применяются металлокерамические втулки. Загрязнение обрабатываемых деталей исключено. Правда, у таких машин скоростной режим снижен и не превышает 4000 об/мин.

Все рассматриваемые машины выпускаются в неавтоматизированном и в автоматизированном вариантах. Автоматизированный вариант содержит в обязательном порядке управляемый электрический привод и набор устройств автоматизации.

Особенностью современного этапа развития автоматизированных машин является применение встроенного электропривода с тиристорным управлением. Такой привод потребляет меньше электроэнергии, лучше управляется, имеет повышенный крутящий момент.

В таблицах приведены также варианты машин, имеющих механизм краевой обрезки материала. Этот механизм имеет, как правило, неподвижный нижний нож и приводимый в движение от главного вала верхний нож, который может в любой момент отключаться по желанию оператора. Естественно, скорость работы ножа равна частоте вращения главного вала. Иногда при низких частотах вращения главного вала и при необходимости обрезки края материала на повороте указанная выше зависимость приводит к снижению качества обрезки. В этих случаях могут применяться машины, в которых механизм обрезки края материала имеет независимый электропривод.

Двухигольные машины челночного стежка позволяют получить две параллельные строчки. Все двухигольные машины имеют вертикальную ось вращения челнока. Отличаются они расстоянием между иглами, типами двигателей материала: реечный, реечный и игольный, тройной и с тянущим роликом, а также могут быть с не рассоединяемыми и рассоединяемыми игловодителями. Последние позволяют стачивать детали с резкими изломами строчки на углах.

Наибольшее распространение получили двухигольные машины с комбинацией реечного и игольного транспорта.

Известны также двухигольные машины с режущим механизмом между иглами, которые используются для изготовления прорезных карманов за один проход и для некоторых других операций.

Автоматизация двухигольных машин идет в основном по тому же пути, что и одноигольных. Дополнительно автоматизируются операции по отключению и включению рассоединяемых игловодителей. Оператор предварительно с пульта управления задает программу шитья, начиная от поступления сигнала на отключение одного из игловодителей. Программа включает следующие параметры: номер отключаемого игловодителя, количество стежков с отключенным игловодителем до поворота, останов машины с игловодителем в нижнем положении, количество стежков от останова до включения второго игловодителя.

Основные классы двухигольных машин челночного стежка приведены в таблице 2.

Также к машинам челночного стежка относятся машины зигзагообразного стежка. Они могут быть двух, трех и четырехукольными, а также могут быть предназначены для выполнения отделочных строчек на основе модифицированного зигзага по типу бытовых машин.

Нужно отметить, что в последнее время у ведущих фирм появились машины зигзагообразного стежка с механическим управлением, которые позволяют осуществить быстрый переход от шитья обычным зигзагообразным стежком к шитью многоукольным зигзагообразным стежком, например, «Джуки» LZ 2284N, «Пфафф» 938-U-6/01.

В машинах зигзагообразного стежка помимо уже знакомых нам функций автоматизации подвергается и поперечное отклонение игловодителя, что позволило создать машины, в которых поперечное отклонение осуществляется линейным шаговым приводом по задаваемой с пульта управления программе.

Основные классы машин челночного зигзагообразного стежка приведены в таблице 3.

Машины для шитья сверхтяжелых материалов имеют увеличенные размеры платформы, расстояние от иглы до рукава может составлять до 750 мм. Как правило, они снабжены качающимися челноками или челноками с вертикальной осью вращения, часто применяется унисонная подача материала. Они имеют пониженный скоростной режим – от 800 об/мин, но могут стачивать многослойные пакеты материалов толщиной до 25 мм в сжатом состоянии. Примеры таких машин приведены в таблице 4.

Машины с цилиндрической и колонковой платформой отличаются, в основном, типом двигателя материала и количеством игл. Основные типы таких машин сведены в таблицу 5. Следует также отметить некоторые конструктивные особенности таких машин, которые не видны из таблицы 5. В частности, колонки одноигольных машин бывают в правом (PFAFF 591) и в левом (PFAFF 571) исполнении. Машины отличаются также высотой колонки. Стандартная высота колонки равна 162 мм, а увеличенная - 424,5 мм (JUKI PLC-1690AB).

Машина с цилиндрической платформой изображена на рис. 5, а машина с колонковой платформой – на рис. 6.

Машины однониточного цепного стежка выполняют легко распускаемую строчку, поэтому их применяют, в основном, для временного скрепления деталей, в частности, для выметывания. Такие машины выпускаются в вариантах с плоской платформой и с колонковой платформой. Основные типы машин приведены в таблице 6.

Второй группой машин, использующих однониточный цепной стежок, являются машины потайного стежка для подшивки низа изделий, например, брюк, юбок, плащей, а также для изготовления шлевок.

Особенностью таких машин является наличие загнутой иглы, двигающейся в горизонтальном направлении и наличие одного или двух плунжеров для выдавливания участка материала, подлежащего прокалыванию. Машины, как правило, снабжены механизмом для пропуска стежков через один или через два стежка, что позволяет получить более подвижное соединение. Высота подъема плунжера регулируется таким образом, чтобы нитки не были видны с лицевой стороны материала. Строчка проходит по подогнутому краю на изнаночной стороне изделия. Двухплунжерные машины позволяют получить строчку, которая расположена не на крае, а внутри подогнутой части низа изделия. Такие строчки называются двойными потайными.

Машины выпускаются в вариантах с верхним реечным двигателем материала и с комбинацией управляемого нижнего и верхнего двигателей, что позволяет выполнить посадку подогнутого края.

Машины для изготовления шлевок потайной строчкой по конструкции не отличаются от рассмотренных выше, но снабжены механизмом с двумя краевыми ножами для вырезания заготовки шлевки из полоски ткани и приспособлением для формирования шлевки.

Основные классы машин потайного стежка сведены в таблицу 7.

Третья группа машин, использующих однониточный цепной стежок являются скорняжные машины для соединения краев меховых и кожаных деталей. В машинах используются дисковые двигатели материала, а игла перемещается в горизонтальном направлении. Известны также машины с независимым приводом каждого из дисков, что позволяет выполнить посадку одного из слоев материала. По виду платформы – все скорняжные машины выполняются в виде моноблока. Различаются машины также по степени тяжести соединяемых материалов (таблица 8).

Одноигольные машины двухниточного цепного стежка имеют практически ту же классификацию, что и одноигольные машины челночного стежка с плоской платформой – по виду двигателя материала, системе смазки, степени тяжести и т.д., что и отражено в таблице 9. Применяются они на тех же операциях, что и машины челночного стежка, однако, обеспечивают более подвижное соединение с возможностью более значительного линейного удлинения соединенных деталей. Тем самым повышается качество изделий, открывается возможность использования таких машин для соединения деталей из трикотажа.

Двух- и многоигольные машины прокладывают две или несколько параллельных строчек цепного двухниточного стежка. По виду платформы они могут быть с плоской, цилиндрической и П-образной платформой. Они различаются также направлением хода петлителей – поперек направления перемещения полуфабриката или вдоль направления перемещения полуфабриката. В последнем случае вместе с петлителем применяется и ширитель для образования петли. Такой вариант может работать даже при совместной подаче полуфабриката рейкой и иглой.

Двухигольные машины четырехниточного цепного стежка и трехигольные машины шестиниточного цепного стежка с плоской платформой обычно выполняются на той ж е базе, что и одноигольные, описанные выше. В них применяется поперечное движение петлителей. Чтобы такая конструкция работала необходимо располагать иглы на разном расстоянии относительно оси движения петлителя и на разной высоте относительно игольной пластины.

Двух- и трехигольные машины цепного стежка производятся также с цилиндрической и с П-образной платформой для получения из плоских заготовок полуфабрикатов цилиндрической формы, например, рукавов, штанин и др.

Многоигольные машины цепного стежка имеют обычно петлители, которые двигаются вдоль направления подачи материала. Чтобы при этом происходило петлеобразование, машины снабжены дополнительными ширителями, оттягивающими нижние нитки так, чтобы прокол иглы осуществлялся в образованный нижними нитями треугольник. Такие машины выполняются с плоской или цилиндрической платформой. Предназначены они для шитья поясов трусов, шортов, брюк спортивных, джинсов, для втачивания резинок, для настрачивания полос, для получения различных декоративных строчек.

Машины плоского цепного стежка различаются числом игл, ниток и видом переплетений, а также формой платформы. Нашли применение, в основном, двух-, трех- и четырехигольные машины плоского цепного стежка. По форме платформы выделяются машины с плоской платформой и с ци-линдрической платформой. Петлитель в таких машинах двигается поперек направления подачи материала и образует нижний застил строчки. Если требуется иметь также и верхний застил, машины снабжаются раскладчиком, что не вызывает существенного изменения конструкции. Машины могут снабжаться дополнительными механизмами для подрезки края обрабатываемых деталей.

Особо выделяются машины плоского цепного стежка с цилиндрической платформой с подачей заготовок вдоль платформы. На них можно получить полуфабрикаты цилиндрической формы. Как правило, они выполняются четырехигольными и снабжаются механизмами для независимой подрезки краев верхнего и нижнего слоев материалов. Поскольку первой такие машины начала изготавливать немецкая фирма «Маузер Специаль», то до сих пор их называют машинами «маузер лок», хотя самой фирмы уже много лет не существует.

Наиболее распространенной группой машин цепного стежка являются машины краеобметочные и стачивающе-обметочные (cм. Таблицу 13). Они имеют, как правило, дифференциальный нижний реечный двигатель материала, но для трудно транспортируемых и особо тяжелых материалов могут быть снабжены и верхним двигателем. Они также различаются по степени тяжести обрабатываемых материалов, для особо тяжелых могут снабжаться специальной “тракторной” лапкой, то есть имеющей двойной шарнир по направлению подачи материала.

По виду образуемых строчек делятся на двухниточную краеобметочную, трехниточную, четырехниточную с усилительной строчкой (двухигольные машины) и пятиниточную стачивающе-обметочную (двухигольную), семиниточную (трехигольные машины). Внутри этих групп они подразделяются по ширине обметки и расстоянию между иглами.

Машины, имитирующие ручной стежок, снабжены иглой с двумя остриями и с ушком в середине. Игла попеременно передается из верхнего в нижний цанговый зажим, а механизм перемещения ткани сдвигает ткань в моменты, когда игла находится вне материала. Машина работает с ниткой строго ограниченной длины, один конец которой каждый раз после прокола ткани перетягивается на лицевую или изнаночную сторону. Тем самым достигается внешний эффект строчки, проложенной вручную. В таблице 14 приведены характеристики наиболее известных машин такого типа.

Машины-полуавтоматы можно разделить на цикловые и не цикловые.

Цикловые полуавтоматы применяются в промышленности более ста лет. Свое название они получили из-за того, что в них автоматический цикл работы жестко связан с числом оборотов главного вала машины. К таким полуавтоматам относится оборудование для изготовления петель, пришивания пуговиц и изготовления закрепок. До недавнего времени связи между главным валом машины, перемещением зажима с полуфабрикатом, срабатыванием устройств останова, обрезки ниток, прорубки материала выполнялись механическими средствами. Это не давало возможности изменять автоматический цикл машины. Современные цикловые полуавтоматы снабжены системами числового программного управления, то есть связь между положением главного вала и перемещением зажима с полуфабрикатом осуществляется электронными средствами. Отсюда возникают широкие возможности по программированию подобных полуавтоматов.

Полуавтоматы для изготовления петель применяются, в основном, двух типов. Первый выполняет прямую или бельевую петлю челночным стежком, применяется для изделий бельевого ассортимента, рабочей одежды. Второй выполняет петлю двойным цепным стежком, как правило, она заканчивается глазком, однако может быть и прямая петля. Такие петли характерны для верхней одежды, джинсов. На другом конце таких петель может быть клиновая или прямая закрепки, а на высококачественных изделиях закрепка может отсутствовать. В этом случае закрепка выполняется на отдельном закрепочном полуавтомате.

Закрепочные полуавтоматы предназначены для выполнения закрепок, фигурных строчек, настрачивания этикеток. Различаются числом уколов и конфигурацией закрепки. Закрепки, как правило, выполняются челночным стежком. С помощью таких полуавтоматов можно пришивать шлевки на брюках, юбках, джинсах. Для таких операций на базе закрепочного полуавтомата разработаны агрегаты, способные автоматически отрезать шлевки из рулонной заготовки и подавать в зону шитья.

Если к надежности пришивания фурнитуры предъявляются повышенные требования, то ее также пришивают челночным стежком, однако гораздо чаще для пришивания пуговиц, крючков, петель применяются специальные полуавтоматы однониточного цепного стежка. В крупных процессах они снабжаются бункером для автоматической подачи фурнитуры.

Характеристики основных типов цикловых полуавтоматов сведены в таблицу 15.

В не цикловых полуавтоматах отсутствует жесткая связь между числом оборотов главного вала и положением полуфабриката относительно шьющих органов. Такие полуавтоматы принято классифицировать по форме и особенностям прокладываемых строчек.

Можно выделить следующие группы полуавтоматов: прямострочные с выходом строчки на край полуфабриката, прямострочные без выхода строчки на край полуфабриката, для прокладывания строчек с малым отклонением от прямой, для обтачивания деталей по сложному контуру, для настрачивания деталей по сложному контуру, для свободного шитья по произвольному контуру.

Полуавтоматы для выполнения прямых строчек с выходом на край полуфабриката предназначаются преимущественно для обработки срезов полуфабрикатов, например, для обметывания среза, для подгибки верхнего среза накладного кармана, для обработки планки полочки сорочки, для изготовления вытачек и т.д. В конструкции таких полуавтоматов присутствует, как правило, ленточный транспортер, с помощью которого перемещаются полуфабрикаты относительно шьющих органов. Шьющая головка установлена стационарно и выполняет заданный тип строчки, например, две параллельные строчки двухниточного цепного стежка.

Наиболее характерными полуавтоматами для выполнения прямых строчек без выхода на край является оборудование для прорезных карманов. Оно содержит стаци-онарно установленную двухигольную шьющую головку обычно с механизмом разрезания полуфабриката, а также зажим, который приводится в движение независимым приводом, например, электромеханическим. Зажим перемещает полуфабрикат относительно шьющей головки. Если применяется шьющая головка с рассоединением игловодителей, то на полуавтомате можно выполнять как прямые, так и наклонные прорезные карманы.

Группа полуавтоматов для прокладывания строчек с малым отклонением от прямой содержит оборудование для обметывания и для соединения длинных слабо искривленных срезов, например, срезов рукавов пиджака, среднего и боковых срезов пиджака, боковых и шаговых срезов брюк. Конструктивно можно выделить две группы таких полуавтоматов. Первая группа содержит направляющий зажим, установленный перед шьющими органами машины. В зажиме установлены ролики или выполнена насечка, заставляющая при перемещении смещать край полуфабриката до упора. На участке между зажимом и иглой край полуфабриката спрямляется за счет упругости текстильного материала. Вторая группа полуавтоматов снабжена подвижными направляющими, перемещаемыми двумя отдельными приводами вдоль и поперек платформы стационарно установленной шьющей головки. Сложение этих движений позволяет повторить контур среза перемещаемых направляющими деталей.

Полуавтоматы для обтачивания деталей по контуру содержат кассеты, в которые укладываются обтачиваемые детали. Такое оборудование предназначено для обтачивания как мелких деталей – манжет, клапанов карманов, погончиков, так и крупных деталей – воротников, бортов. По конструкции полуавтоматы можно разделить на две группы – в первой из них шьющая головка установлена неподвижно, а по заданному контуру перемещается кассета с полуфабрикатом, во второй – неподвижна кассета, а перемещается шьющая головка. В полуавтоматах первой группы контур строчки задается обычно контуром кассеты с помощью центроидного механизма, в полуавтоматах второй группы, как правило, применяется числовое программное управление для перемещения шьющей головки.

Назначение полуавтоматов для настрачивания деталей по сложному контуру ясно уже из названия. Они содержат неподвижную шьющую головку челночного стежка и зажим, перемещаемый шаговыми приводами системой ЧПУ. По конструкции такие полуавтоматы могут содержать позицию холодного фальцевания накладной детали, а могут предназначаться для настрачивания предварительно сфальцованной детали. На рис. 7 приведен вид полуавтомата для настрачивания накладных карманов.

По принципу действия к рассмотренной выше группе оборудования примыкают полуавтоматы для свободного шитья по произвольному контуру. Различаются они габаритами поля шитья и конструкцией зажимов, фиксирующих полуфабрикат.

Основные типы полуавтоматов сведены в таблицу 16.

Несколько замечаний о применении приспособлений на швейных машинах. Приспособление позволяет простыми средствами обеспечить выполнение сложных операций за один проход, одновременно повышая и качество изделия. Наибольшее распространение получили приспособления для окантовывания срезов деталей, одинарной и двойной подгибки края, изготовления “шва в замок”, настрачивания полос, прокладывания канта и др. На производстве целесообразно иметь набор таких приспособлений, что позволяет гораздо быстрее и эффективнее переходить на выпуск изделий другого ассортимента. Однако, следует иметь в виду, что установка приспособления на машину превращает последнюю из универсальной в специальную, то есть на ней нельзя выполнять другие операции. Установка и смена приспособлений занимает довольно длительное время, этим нельзя злоупотреблять также из-за того, что от частого закручивания-раскручивания крепежных деталей разбалтываются резьбовые отверстия.

Нельзя обойти молчанием проблему использования в производстве машин и оборудования, бывшего в употреблении. Во-первых, следует четко различать степень новизны оборудования. Новым оборудованием считается только то, которое находится в упаковке, на него распространяются гарантийные обязательства, а год выпуска либо совпадает с текущим, либо на один год раньше. Все остальное оборудование относится к не новому. В нем можно выделить следующие группы:
а) не бывшее в употреблении, но не обладающее одним из выше перечисленных признаков, например, без упаковки или старого года выпуска. Его цена составляет 50-60 % от нового, при этом его эксплуатационные качества могут не отличаться от нового.
б) оборудование б\у со сроком эксплуатации до одного года, в полной комплектации. Его цена составляет 30-40 % от нового.
в) оборудование б\у со сроком эксплуатации до 5 лет в полной комплектации с ценой 20-30 % от нового.
г) оборудование б\у со сроком эксплуатации до 10 лет в полной комплектации. Цена 10-20 % от нового.
д) оборудование б\у со сроком эксплуатации свыше 10 лет либо не в полной комплектации. Цена не превышает 5-10 % от нового.

Следует также иметь в виду, что с увеличением срока эксплуатации стоимость оборудования падает неравномерно. На простые машины, имеющие большое распространение степень падения меньше, чем на дорогие и сложные машины, полуавтоматы.

Качество продукции и производительность труда при использовании бывшего в употреблении оборудования ниже, чем при применении нового специально подобранного. Это объясняется тем, что при выборе нового оборудования можно учесть все особенности создаваемого производства, выбран-ного ассортимента, перерабатываемых материалов. Оборудование, бывшее в употреблении подбира-ется только с большей или меньшей степенью приближения к требуемому. Скоростные режимы такого оборудования ниже, чем нового. Устройства автоматизации вспомогательных приемом могут частично не работать на старых машинах. Все перечисленные факторы приводят к тому, что производительность в процессах с оборудованием, бывшим в употреблении, ниже на 25-30 %.

Какие факторы влияют на выбор швейных машин и по каким критериям следует их выбирать? Сразу оговоримся, что данный раздел будет касаться только вновь создаваемых предприятий, цехов или участков, то есть мы рассмотрим эту проблему не применительно к конкретной операции, а в целом по технологическому процессу.

Факторы, влияющие на выбор технологического оборудования.

Как правило, предприниматель сталкивается с задачей выбора оборудования уже после того как определил для себя ассортимент изделий, которые будут изготавливаться на будущем производстве. Это совершенно правильный подход. Собственно выбор ассортимента может базироваться на маркетинговых исследованиях рынка, личных пристрастиях предпринимателя, доступностью сырьевых ресурсов и других факторах, которые мы оставим за пределами настоящей темы, однако, с несколькими оговорками.

Во-первых, необходимо по возможности избежать всеядности в ассортименте. Не существует производств, на которых с необходимым уровнем качества и производительности можно было бы изготавливать, например, весь ассортимент одежды. Необходимо хотя бы определить группу изделий - пусть это будет верхняя одежда или бельевая группа или изделия из джинсовых тканей, но ни в коем случае не все одновременно. Предпосылок в ограничении ассортимента множество как технологических, так и организационных. Мы отметим только то, что промышленное швейное оборудование имеет специализацию как по выполняемым операциям, так и по степени тяжести перерабатываемых материалов, что делает невозможным использовать одно и тоже оборудование для изготовления различных групп изделий.

Во-вторых, следует учитывать, что разные ассортиментные группы требуют разного количества специальных машин. Например, для изготовления джинсов, отвечающих всем критериям качества, необходимо иметь более десятка различных видов специальных машин, аналогичным образом обстоит дело и при изготовлении мужских костюмов. Отсюда становится ясной абсурдность попыток создать производство джинсов или мужских костюмов с числом мест менее десяти. На практике существуют минимальные объемы производств изделий различных групп, при которых сохраняется прибыльность производства. Например: в случае джинсов это не менее 20-25 рабочих мест.

В-третьих, необходимо представлять весь цикл производства изделий и быть готовым к технологическим особенностям каждого этапа производственного цикла. В частности, если мы говорим о изделиях джинсового ассортимента, то необходимо иметь в виду, что законченный цикл включает в себя также варку изделий. Этот процесс требует не только специального дорогостоящего оборудования, но и решения вопросов энергоснабжения, паро- и водоснабжения, сброса отработанной жидкости с учетом экологических требований и т.д. Например, если принято решение о производстве трикотажных футболок, то следует одновременно представлять решение вопроса их отделки, то есть приобретения дорогостоящего оборудования для изготовления вышивки или контактной печати, причем, в последнем случае также нужно решать вопросы закупки красителей, растворителей, вопросы вентиляции, учитывать требования экологии и т.д.

Тесно связана с ассортиментом и группа вопросов по учету особенностей перерабатываемых материалов. Наибольшее влияние с точки зрения особенностей применяемого оборудования имеют такие показатели материалов как плотность и коэффициент сцепления. Большинство фирм швейного машиностроения производят оборудование для трех степеней плотности: легкое, среднее и тяжелое. Некоторые фирмы имеют только два подразделения - легко-среднее и средне-тяжелое. Здесь важно понимать, что не существует промышленное швейное оборудование, на котором одинаково успешно можно обрабатывать как легкие, так и тяжелые материалы.

Большой процент синтетических волокон в материалах, применение микрофазных волокон, трикотажных полотен, велюро- и бархатоподобных материалов существенно затрудняет высококачественную обработку текстильных материалов и требует применения оборудования со сложными и комбинированными двигателями материалов, о чем мы подробнее поговорим ниже. Здесь же в качестве примера отметим, что столь популярное в последнее время изготовление штор, занавесок и гардин невозможно без применения машин с нижним и верхним двигателей материала, так как на большой длине строчки особенно проявляются такие явления некачественного соединения материалов как стягивание и посадка одного из слоев.

Чуть раньше мы отметили, что выбранный ассортимент изделий диктует и объемы производства. Для правильной формулировки задачи по объемам производства необходимо представлять связь между объемами, занимаемой площадью и числом работающих. Если известны затраты времени на изготовление одного изделия, а они как правило подсчитываются или берутся из справочной литературы, то эту связь легко изобразить в виде простейших формул:

V = (TxKxN) \ C S = KxFxA,

где V - дневной объем производства;
Т - продолжительность смены;
N - количество смен;
К – количество рабочих;
С - затраты времени на изготовление одного изделия;
F - норма площади на одно рабочее место;
А - коэффициент загрузки рабочих мест.

Норма площади на рабочее место зависит от ассортимента - чем тяжелее ассортимент, тем больше норма, однако, для предварительных расчетов можно принимать F = 5 кв. м.

Коэффициент А учитывает то обстоятельство, одновременно заняты не все рабочие места, часть их является запасными или одна работница работает на 2-3-х рабочих местах, однако следует стремиться, чтобы А = 0,7 - 0,8 и не менее.

Представляет интерес расчет съема продукции с одного квадратного метра площади при односменной работе и 8-часовом рабочем дне, который будет равен

v = 2/C

При изготовлении джинсов с затратой С = 0,5 часа v = 4, а при изготовлении пальто с затратой С = 4 часа v = 0,5.

Таким образом, легко рассчитываются все объемные показатели производства продукции.

На выбор технологического оборудования существенное влияние оказывают также организационные формы планируемого производства. Прежде всего это полнота и законченность цикла. На первых порах начинающий предприниматель стремится обычно к созданию полного цикла производства на одной рабочей площадке. С точки зрения сохранения меньшей зависимости от внешних факторов, накопления необходимого опыта это оправдано. Однако в дальнейшем предприниматель начинает кооперироваться с партнерами, расширять производство, что зачастую приводит, например, к тому, что процессы раскроя, дублирования деталей выносятся в отдельное производство, которое обслуживает несколько швейных участков. Часто централизуется также отделочное производство и упаковка изделий. Такие схемы позволяют существенно повысить эффективность производства, повысить загрузку оборудования, применить более производительные виды машин и технологических процессов.

Также важна организационная форма процесса. Если в производстве осуществляется изготовление нескольких видов ассортимента, то их можно изготавливать на нескольких подпроцессах, ориентированных под каждую группу изделий, или на одном много- ассортиментном процессе. Последняя организационная форма позволяет повысить коэффициент использования оборудования, но затрудняет учет, несколько снижает гибкость производства.

Существенное влияние на выбор оборудования оказывает заданная конструкция и технологические особенности изделий. Проиллюстрируем это положение простейшим примером.

При изготовлении юбок может применяться различная технология обработки низа. Наиболее высококачественная - это отлетная подшивка низа. Для ее осуществления требуется сложное и дорогостоящее оборудование, выпускаемое всего двумя фирмами. Часто идут на обычную подшивку низа в ущерб качеству, но с применением обычной подшивочной машины, которая стоит в 3-4 раза дешевле. Наконец, можно применять и клеевой способ закрепления низа с помощью клеевой паутинки, что вообще не требует специального оборудования. Таким образом, уровень качества изделий очень тесно связан с применяемой технологией и, соответственно, оборудованием. При выборе оборудования можно учитывать и ряд других, менее существенных факторoв, например, длительность выполнения определенного заказа. Представим себе, что малое предприятие получило выгодный заказ, однако объем этого заказа ограничен, и нет уверенности, что подобные изделия будут изготавливаться и в дальнейшем. В этом случае можно пойти на использование на некоторых операциях менее сложного и дорогостоящего оборудования, например, бывшего в употреблении, или даже бытовых машин.

В заключение этого раздела следует подчеркнуть, что чем точнее и полнее исходная информация заказчика, с тем большим эффектом можно выбрать технологическое оборудование.

Основой составления комплекта оборудования для конкретного процесса является технологическая схема разделения труда под изготовление конкретного изделия. Для разработки схемы разделения труда необходимо составить последовательность неделимых (элементарных) операций с указанием нормы времени выполнения каждой из операций и типа технологического оборудования, то есть образуется некоторая сумма, характеризуемая затратой времени на каждую операцию и видом применяемого оборудования. Затем определяется такт процесса, который в обозначенных выше терминах равен:

t = C/K = T/V

Далее неделимые операции группируются в организационные с учетов следующих основных правил:
а) однородность применяемого оборудования. В принципе допустимо объединение в организационную операцию и разнородного оборудования, но не более двух видов, и расположенных как можно ближе друг от друга;
б) возможность дополнения машинных операций ручными;
в) суммарное время организационной операции не должно отличаться от величины такта потока более чем на 10 %.

После того как сформирована схема разделения труда подсчитывается количество каждого из типов машин, добавляются машины для модельных особенностей других изделий предполагаемых к изготовлению в процессе, а также запасные машины на случай выхода из строя основного оборудования. Таким образом, формируется парк технологического оборудования под конкретное производство. Естественно, каждая фирма занимающаяся поставками технологического оборудования имеет наработанные типовые наборы машин под стандартные виды изделий с заданным сменным выпуском.

Таким образом, комплект оборудования сформирован. Но подобных комплектов может быть несколько, отличающихся степенью автоматизации, конкретным классом и фирмой машины и т.д. Возникает вопрос выбора оптимального набора.

Критерии выбора комплекта технологического оборудования.

Поскольку в конечном счете малое производство создается для получения прибыли, то главным критерием выбора оборудования должен быть стоимостной. Конечно, легче всего сопоставить конкурирующие варианты впрямую по их стоимости и выбрать с наименьшей стоимостью. Однако это будет в корне не верно. В этом случае предпочтение всегда придется отдавать самому дешевому оборудованию без учета его качества, производительности и других факторов.

На наш взгляд следует применять стоимостной относительный показатель, учитывающий не только стоимость оборудования, но и затраты на его эксплуатацию, причем, отнесенные на единицу выпускаемой продукции:

с = (Со + Э)/V

Рассмотрим на примере возможности использования такого критерия.

Для швейного производства из 10 рабочих мест сравниваются два конкурирующих варианта.

Первый - стоимость рабочего места - 2000 у.е., начальные эксплуатационные затраты равны нулю, выпуск в смену - 25 изделий.

Второй - стоимость рабочего места - 500 у.е. (оборудование б.у со сроком эксплуатации 4 года), выпуск в смену на 30 % меньше, чем в первом случае по изложенным выше соображениям.

Для ремонта оборудования требуется 100 у.е. на машину, кроме того, возникают эксплуатационные затраты, складывающиеся из зарплаты механика, затрат на расходные материалы и дополнительные запчасти. В месяц принимаем 22 рабочих дня по две смены.

Естественно, в начальный момент времени второй вариант предпочтителен. Определим за сколько месяцев он станет менее выгодным, чем первый. Считаем, что продукция с обоих вариантов процессов выпускается одинаковая. Тогда

(20000 )/1100 n = (5000 + 1000 + 500 n)/770 n,

откуда n = 16 месяцев, то есть через год и четыре месяца первый вариант станет предпочтительнее, причем, в дальнейшем его выгодность будет увеличиваться, хотя и в нем появятся затраты на эксплуатацию.

В ряде случаев, особенно, в относительно крупных процессах, может применяться критерий максимальной производительности без учета стоимостных показателей.

В этом случае следует применять как можно больше полуавтоматов и автоматизированных машин, специальных машин и приспособлений. Следует отметить, что прогнозируемая еще десять лет назад степень автоматизации швейного производства существенно выше, чем реальная. Тем не менее имеются отдельные виды ассортимента, где возможно применение более 20 % полуавтоматов.

Например, при изготовлении сорочек мужских может быть до 40 % полуавтоматов, джинсов - до 30 %, мужских костюмов - до 20 %. Производительность труда в таких процессах может в 2-4 раза превосходить производительность труда в неавтоматизированных процессах. Особо следует подчеркнуть, что такие результаты достигаются не простой заменой машин на полуавтоматы, а серьезной технологической проработкой, совершенствованием конструкции и применяемых материалов.

Серьезнейшим критерием выбора оборудования в настоящий момент является качество выпускаемых изделий. Понятие качество может складываться из ряда показателей. Это не только хорошая посадка изделия, ровнота строчек, качество выполнения отдельных узлов, эксплуатационная надежность и долговечность, но и соответствие моде, качество применяемых материалов и другие показатели, которые, естественно, выходят за рамки рассматриваемой проблемы. Качество обеспечивается применением специальных машин: приспособлений и полуавтоматов, дублирующего и прессового оборудования: машин с соответствующими двигателями материала.

Гибкость процесса является еще одним из критериев выбора оборудования. Обычно этот показатель вступает в противоречие с производительностью. Гибкость следует рассматривать как в аспекте универсальности каждой из единиц оборудования, так и возможности выбора многовариант-ного маршрута обработки и сборки изделия.

Наконец, часто бывает важным обеспечить однородность парка машин, ограничивая их одной-двумя фирмами, что упрощает обслуживание и снабжение запасными частями. Вполне достаточно бывает обеспечить получение всего комплекта оборудования из одних рук, так как солидные постав-щики автоматически берут на себя и вопросы снабжения запасными частями.

Вернуться к списку статей