Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НИТОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Писарева А.А. 1 Русняк В.И. 1 Кузнецова И.Ю. 1
1 Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ФГБОУ ВПО ДГТУ
В статье рассматриваются вопросы повышения качества ниточных соединений. Установлено, что в процессе изготовления швейных изделий наиболее сложными являются операции соединения деталей по криволинейному контуру. При изготовлении швейных изделий сборочные операции всегда сопровождаются операциями влажно-тепловой обработки (ВТО), такими как разутюживание, заутюживание, приутюживание и др. В результате проведенных исследований выявлено, что операции ВТО приводят к существенному снижению показателей стягивания ниточных соединений независимо от их расположения по отношению к нитям основы. При поиске оптимальных условий выполнения стачивающей строчки отсутствие информации о поведении ниточных соединений после ВТО является существенным недостатком. Основным результатом проведенной работы является разработка программы, написанной в программной среде Maple 9.5, позволяющей найти оптимальные условия выполнения ниточных соединений деталей швейных изделий в зависимости от направления стачивающей строчки и наличия или отсутствия операций ВТО.
«деформация»
«соединительные швы»
«качество»
«швейные изделия»
1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. – М. : Наука, 1976. - С. 142-183.
2. Кокеткин П.П. Теоретические основы технологии соединения деталей одежды : дис. … докт. технич. наук в форме науч. доклада. - М., 1983. - С. 50-63.
3. Меликов Е.Х., Золотцева Л.В., Мурыгин В.Е. и др. Лабораторный практикум по технологии швейных изделий : учебник для вузов. – М. : Легпромбытиздат, 1988. – С. 82-83.
4. Савостицкий A.B., Мелихов Е.Х. Технология швейных изделий. - М. : Легкая и пищевая промышленность, 1982. - С. 282-311.
5. Стельмашенко В.И., Смирнова Н.А., Розаренова Т.В., Назарова Ю.В. Практикум по материалам для одежды и конфекционированию : учебное пособие / В.И. Стельмашенко, Н.А. Смирнова, Т.В. Розаренова, Ю.В. Назарова. – М. : ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2012. - С. 110-111.
6. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. - М. : Легкая индустрия, 1974. - 262 с.
7. Цветкова Е.С. «В мире оборудования» о компании TYPICAL. 2006 г. – URL: http://textile-press.ru (дата обращения: 15.04.2015).

В производстве швейных изделий ниточные соединения, выполняемые на различных швейных машинах, занимают наибольший удельный вес. К ниточным швам, применяемым для соединения деталей в разных видах одежды, предъявляются различные требования, которые зависят от их назначения. Качество ниточных швов определяет качество одежды в целом и является комплексным показателем, включающим такие группы свойств, как эстетические, механические, эксплуатационные, экономические и др. [2]. Из-за большого разнообразия материалов, используемых в швейном производстве, проблема так называемого сборения материалов в швах или стянутость строчки имеет особую актуальность. Наиболее часто перечисленные дефекты встречаются при соединении деталей швейных изделий из шелковых тканей. Причиной таких дефектов может служить швейное оборудование, влажно-тепловая обработка (ВТО), а также несоответствие игл, ниток применяемым материалам [7].

В результате проведенных исследований установлено, что наиболее распространенной причиной ухудшения качества ниточного соединения является изменение направления шва (ниточного соединения) относительно расположения нитей основы в стачиваемых деталях швейных изделий. Таким образом, соединение деталей швейных изделий по криволинейным срезам требует предварительного анализа анизотропии продольной деформации стачивающего шва и установления зависимости между технологическими параметрами соединения деталей швейных изделий, расположением соединительного шва относительно нитей основы и особенностями сшиваемого материала.

Из литературных источников [3; 5] известно, что продольная деформация швов складывается из стягивания слоев, посадки нижнего слоя материала и волнистости. Волнистость (В) выражается в изгибах материалов вдоль линии строчки и характеризуется коэффициентом волнистости, т.е. отношением величины изгиба материала в шве к длине стежка. Стягивание (С) – это совместное укорочение слоев после стачивания вследствие сжатия материала нитками строчки. Посадка (П) – укорочение одного слоя материала относительно другого.

Величины посадки (П) и стягивания (С) определяются соответственно по формулам 1 и 2.

(1)

, (2)

где l0 - первоначальная длина проб, мм;

lв - длина верхней пробы (после стачивания), мм;

lн - длина нижней пробы (после стачивания), мм.

В случае рассмотрения посадки надо отметить, что при изготовлении швейных изделий посадка материалов может рассматриваться не только как дефект, а, наоборот, может быть заранее запланирована с целью создания объ­емной формы.

При пошиве швейных изделий сборочные операции сопровождаются операциями влажно-тепловой обработки (ВТО), такими как разутюживание, заутюживание, приутюживание и др. Чаще всего после операций ВТО наблюдается исчезновение волнистости ниточного соединения. Поэтому отсутствие информации о показателях стягивания и посадки после ВТО является существенным недостатком.

С целью совершенствования качества свойств ниточных соединений и определения оптимальных условий соединения деталей швейных изделий, когда стягивание и посадка были бы минимальны, выполнено математическое моделирование технологических параметров стачивания с использованием методов планирования эксперимента.

В качестве объекта исследования была выбрана шелковая ткань «Креп-сатин» артикул 32486. Для оценки деформационных свойств ниточных соединений были подготовлены пробы материала в виде полос, выкроенные в направлении от 0 до 90° с шагом 10°. Ширина каждой пробы равна 20 мм. Стачивание проб проводилось в три этапа, с изменением частоты стежков на 10 мм строчки. В первом случае все пары проб, выкроенные в направлении от 0 до 90°, стачивались с частотой 2 стежка на 10 мм, на втором этапе - 4 стежка на 10 мм, на третьем – 7 стежков на 10 мм. Обязательным условием при соединении проб было использование одной и той же стачивающей машины. Оценка влияния ниточных соединений на деформацию материала «Креп-сатин» артикул 32486 проводилась до и после ВТО. Таким образом, для определения совокупных параметров стягивания и посадки выполнено 60 измерений, представленных в таблице 1.

Таблица 1

Исследование деформации ниточного соединения проб материала «Креп-сатин» артикул 32486

частота стежков

на 10 мм строчки, шт.

Направление проб по отношению к нитям основы

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Стягивание, до ВТО

2

2

3,2

2,4

2,4

2

1,2

1,6

0,8

2,4

1,6

4

1,6

2

2,8

2,4

1,6

0,4

2,4

1,6

1,2

0,8

7

1,2

0,8

1,2

1,2

2

2

1,2

2

0,4

0,8

 

Стягивание, после ВТО

2

0

0

-0,4

0

0,4

-0,4

0

-0,2

0,4

0,2

4

0

0

0

0,8

0

-0,4

0

0

0

0

7

0

0

0

0

0

0

0

0,4

0

0

 

Посадка, до ВТО

2

1,6

1,2

3,2

1,6

4

4

3,4

3,2

1,6

0,4

4

1,2

1,2

1,2

1,6

2,4

2,4

2,8

1,2

0,4

0,8

7

0,8

1,2

2,8

2

2

2

3

2,4

1,2

1,2

 

Посадка, после ВТО

2

1,6

1,2

2,4

1,6

3,6

4

3,2

3,2

0,8

0,4

4

0,8

1,2

1,2

1,2

2,4

2

2,4

1,2

0,4

0,4

7

0,4

1,2

2

2

1,6

1,6

2,4

2,8

0,8

1,2

По результатам этих измерений, то есть по заданному плану эксперимента, построена полнофакторная квадратичная модель (3), при этом для удобства представления результатов градусная мера направления полос переведена в радианы

(3)

где угол направления пробы относительно нити основы в радианах;

частота стежков на 10 мм строчки, штук;

параметр, определяющий влияние влажной тепловой обработки, при рассматривается образец до ВТО, при после ВТО.

Параметр оптимизации «стягивание ткани» обозначим , а параметр «посадка ткани» обозначим , которые зависят от входных параметров модели .

По плану эксперимента, представленному в таблице 1, в среде Maple 9.5 составлена программа, позволяющая найти уравнение регрессии для каждого из параметров оптимизации. Для параметра «стягивание» уравнение регрессии имеет вид

(4)

Проверка соответствия полученной модели полиному второй степени осуществлялась с помощью критерия Фишера Fр = 18,40. Табличное значение критерия на уровне значимости α = 0,01 и α = 0,05, при степенях свободы k1 = 10, k2 = 49 равно FТ(α = 0,01;10;49) = 4,12 и FТ(α = 0,05;10;49) = 2,64 соответственно. Так как в обоих случаях Fр > F(α; k1; k2), то гипотеза зависимости (4) по критерию Фишера принимается как правдоподобная [1; 6].

С помощью программы Maple 9,5 найдем минимальное значение функции стягивания

при . (5)

Для параметра «посадка» уравнение регрессии имеет вид

(6)

Проверка соответствия полученной модели полиному второй степени осуществлялась с помощью критерия Фишера Fр = 8,43. Так как теоретические значения критерия Фишера удовлетворяют неравенству Fр > F(α; k1; k2) как на уровне α = 0,01, так и на уровне α = 0,05, то гипотеза о квадратичной зависимости между факторами и значима как на уровне α = 0,01, так и на уровне α = 0,05, то есть гипотеза о модельной зависимости (6) принимается как правдоподобная [1; 6].

Минимальное значение функции «посадка» равно

при . (7)

Для детального представления влияния рассматриваемых факторов на характер изменения показателей стягивания и посадки построены поверхности отклика при фиксированных величинах одного из этих параметров. На рисунках 1-4 показано парное влияние факторов на величину стягивания и посадки до и после ВТО.

Рис. 1. Зависимость стягивания от направления строчки и количества стежков на 10 мм строчки до ВТО

Рис. 2. Зависимость стягивания от направления строчки и количества стежков на 10 мм строчки после ВТО

Рис. 3. Зависимость посадки от направления строчки и количества стежков на 10 мм строчки до ВТО

Рис. 4. Зависимость посадки от направления строчки и количества стежков на 10 мм строчки после ВТО

Как видно из поверхностей, показанных на рисунках 1-4, максимальная деформация материала возникает при расположении швов в направлении от 30 до 70° по отношению к нитям основы. При выполнении соединительных швов на образцах из материала «Креп-сатин» артикул 32486 установлено, что минимальное значение показателей посадки и стягивания наблюдается после ВТО, при расположении швов вдоль нитей основы. При этом с учетом особенностей исследуемого материала рекомендуемая частота стежков стачивающей строчки превышает установленный норматив, равный 4 стежкам на 10 мм строчки. В результате проведения исследований выявлено, что применение операций ВТО ведет к существенному снижению показателей стягивания ниточного соединения независимо от расположения шва по отношению к нитям основы. Основным результатом проведенной работы является разработка программы, написанной в программной среде Maple 9.5, позволяющей найти оптимальные условия выполнения ниточных соединений деталей швейных изделий в зависимости от направления стачивающей строчки и наличия или отсутствия операций ВТО.

Рецензенты:

Черунова И.В., д.т.н., профессор кафедры «Моделирование, конструирование и дизайн», декан факультета «Сервис и технологии» ИСОиП (ф.) ФГБОУ ВПО «ДГТУ», г. Шахты;

Петросов С.П., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Технические системы жилищно-коммунального хозяйства и сферы услуг» ИСОиП (ф.) ФГБОУ ВПО «ДГТУ», г. Шахты.


Библиографическая ссылка

Писарева А.А., Русняк В.И., Кузнецова И.Ю. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НИТОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21046 (дата обращения: 20.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074