CC BY
27
ТЕХНОЛОГИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 685.34.05
ОСОБЕННОСТИ ЦИКЛОДИНАМИЧЕСКОГО ФОРМОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ВЕРХА ОБУВИ
© 2011 г. В.А. Сорока, Л.В. Ларина, Ю.В. Присяжнюк
Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты
South-Russian State University of the Economy and Service, Shahty
Приводится технолограмма предлагаемого процесса формования, рассчитаны значения остаточной деформации кожи по реологической модели Максвелла - Кельвина - Фойхта. По полученным данным построены зависимости остаточной деформации от режимов циклодинамического формования заготовок верха обуви.
Ключевые слова: циклодинамическое формование; остаточная деформация; вакуумирование; реологическая модель; модель Максвелла-Кельвина-Фойта; режимы формования; заготовка верха обуви.
Tehnologramma of offered moulding process is presented, values of residual deformation of leather are calculated according to rheological model of Maksvell - Kelvin - Fojht. Dependences of residual deformation on the cyclic dynamic conditions of the footwear upper moulding are constructed under the received data.
Keywords: the cyclic dynamic moulding; residual deformation; pumping out; rheological model; model of Maksvell-Kelvin-Fojht; moulding conditions; moulding of the footwear upper.
Существуют технологии [1], при которых формование специальной обуви строчечно-литьевого метода крепления осуществляется путем вертикального перемещения пуансона относительно неподвижной упорной и обжимной площадок с последующей выдержкой - фиксацией. Фиксация заготовки на пуансоне перед вытяжкой осуществляется посредством носочного упора, при этом устанавливается положение обжимной площадки, влияющее на величину вытяжки. Принцип работы технологической машины для формования данным способом заключается в обжатии заготовки обжимом (прутковым или пластинчатым) на холодном пуансоне при перемещении либо обжима, либо пуансона относительно остальных неподвижных исполнительных рабочих органов.
Для повышения качества формования и увеличения величины остаточной деформации предлагается вытяжку и фиксацию заготовки верха обуви производить циклически на перфорированном пуансоне в герметичной камере [2]. Причем для обжима на пуансоне использовать давление воздуха с одновременным вакуумированием заготовки, находящейся на перфорированном пуансоне, изнутри. Технолограмма такого процесса представлена на рис. 1.
Для кожи остаточная деформация слагается из необратимой (пластической) и запаздывающей эластичной деформаций. Пластическая деформация обусловлена необратимым перемещением макромолекул. Для
кожи необратимые перемещения макромолекул возможны только при их разрыве, т.е. в момент разрушения материала. Остаточные деформации кожи при механических воздействиях являются не истинно пластическими, а «заторможенными» в нормальных условиях вынужденно эластичными деформациями, а также деформациями волокнисто-сетчатой макроструктуры кожи [3].
Для нахождения необходимого количества циклов «нагрузка - разгрузка» рассмотрим реологическую модель Максвелла - Кельвина - Фойхта, приведенную в работе [4], в которой для количественной оценки величины деформации, возникающей через N циклов «деформация - разгрузка», упругая деформация не рассматривалась, так как после снятия нагрузки она исчезает всегда практически мгновенно.
Проследив за изменением остаточной деформации через N циклов «нагрузка - разгрузка» и обозначив время нагрузки в течение одного цикла 4, а время до последующего цикла нагружения - время разгрузки tp, для величины остаточной деформации кожи после N-го цикла «нагрузка - разгрузка» получим следующее выражение:
-N
= —Ü - e ^
En
1 - e
e2
- N ^
Л2
E2t
- + N -Ü tH
E
2
H
P
где £дг - остаточная деформация через N циклов, %; о - напряжение, МПа; Е2 - модуль высокоэластично-сти, МПа; п2 - коэффициент вязкости медленного процесса восстановления деформации, МПа-с; п -коэффициент пластической вязкости, МПа-с; - время нагрузки, с; 1р - время разгрузки, с.
Р, МПа
0,28 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02
Т'ВыТяжка
.йдыдержка...
2 выдержка /
2 вы' яжка
1 вакууми- 2 вакууми- 3 вакууми-
рование 1 сушка рование 2 сушка рование 3 сушка
Рис. 1. Технолограмма процесса формования заготовок верха обуви с использованием вакуума и давления паровоздушной среды
Для определения численных значений составляющих данного выражения и воспользовавшись данными по испытаниям кож хромового дубления после вакуумно-сорбционного увлажнения, обеспечивающего увеличение остаточной деформации в 1,2 - 1,4 раза при одном цикле нагружения [5], рассчитаем значения остаточной деформации для двух и более циклов формования при различных значениях времени нагрузки 1Н и времени разгрузки (таблица). Известно, что пластифицирующее действие влаги проявляется особенно эффективно в первые 30 - 60 с после нагружения материала [6], что необходимо учитывать при выборе времени нагрузки.
Расчетные значения остаточной деформации
Количество циклов N Остаточная деформация 8, % при:
tH = 60 с; tj, = 30 с tH = 60 с; tj, = 20 с tH = 60 с; Ц = 15 с
1 28,0 28,0 28,0
2 31,0 37,1 41,1
3 39,5 49,1 56,2
4 45,7 58,8 68,6
5 50,3 66,2 78,9
Как следует из таблицы, при увеличении количества циклов и отношения времени нагрузки 4 к времени разгрузки от двух до четырех наблюдается повышение значений величин остаточной деформации соответственно при каждом цикле формования. По полученным данным построены графические зависимости £осг N = f N при разных значениях 4 и (рис. 2).
8ос^ %
1 2 3 4 5
Количество циклов N
Рис. 2. Зависимости остаточной деформации от режимов формования заготовок верха обуви: 1 - при ^
60 с; ip = 15 с;
2 - при tH =
60 с; tj, = 20 с; 3 -
при tH = 60 с; Ц = 30 с
Полученные данные не противоречат общепринятым законам релаксации. Таким образом, согласно реологической модели Максвелла - Кельвина - Фойх-та, повышение величины остаточной деформации вызывает необходимость циклодинамического формования заготовок верха обуви.
Но предварительно полученные расчетные данные показали, что среди них отсутствует значение, соответствующее нормируемому значению остаточной деформации 8ост = 65 ± 1 %, удовлетворяющему типовой технологии изготовления обуви [7].
Поэтому целью дальнейшего исследования является оптимизация режимов циклодинамического формования заготовок верха обуви.
Литература
1 Особенности формования носочной части заготовок без-
затяжной специальной обуви / И.Р. Татарчук [и др.] // Кожевенно-обувная промышленность. 2009. № 5. С. 33 - 34.
2 Пат. РФ № 2349238 А 43 Д 95/10. Способ гигротер-мической фиксации заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, В.В. Смирнов.
3 Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М., 1975.
575 с.
4 Присяжнюк Ю.В. Исследование и разработка процесса и
оборудования для получения эластичных кож : автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 2000.
5 Ларина Л.В. Исследование процесса и разработка установки для вакуумно-сорбционного увлажнения деталей верха обуви: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1991.
6 Луцык Р.В., Хомяк Н.Е., Холод В.П. Влияние влаги на релаксационные процессы, происходящие в обувных материалах при формовании. Сообщение 2 // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1987. № 3. С. 38-41.
7 Справочник обувщика (Технология) / Е.Я. Михеева [и др.].
М., 1989. 416 с.
Поступила в редакцию 31 марта 2011 г.
Сорока Виктория Александровна - аспирант, Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса. Тел. 928-179-95-70. E-mail: SVictorySV@yandex.ru
Ларина Людмила Васильевна - канд. техн. наук, доцент, Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса. Тел. 928-139-12-23 E-mail: ludmila-larina2010@mail.ru
Присяжнюк Юрий Владимирович - канд. техн. наук, доцент, Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса. Тел. 928-105-34-34.
Soroka Victoria Aleksandrovna - post-graduate student, South-Russian State University of the Economy and Service. Ph. 928-179-95-70. E-mail: SVictorySV@yandex.ru
Larina Lyudmila Vasilevna - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, South-Russian State University of the Economy and Service. Ph. 928-139-12-23 E-mail: ludmila-larina2010@mail.ru
Prisjazhnjuk Yury Vladimirovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, South-Russian State University of the Economy and Service. Ph. 928-105-34-34.
