王敏，宦鵬飛

一種作坊用鞋幫收口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)＊

王敏，宦鵬飛

（蘇州市職業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

鞋幫的收口主要包括拉線、穿線、拔線這三個(gè)動(dòng)作。在了解動(dòng)作的基礎(chǔ)上，根據(jù)功能要求進(jìn)行鞋幫收口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，結(jié)果表明設(shè)計(jì)可行，為國內(nèi)布鞋小作坊加工生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化提供了有益幫助。

鞋幫收口機(jī)；動(dòng)作要求；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；布鞋

1 引言

布鞋以其舒適性深受群眾喜愛。布鞋的生產(chǎn)流程為：針車車間加工鞋幫→收口成型車間成型→鞋底車間上底。收口是鞋幫加工之后幫與鞋底結(jié)合之前最重要的工序[1]。

目前，布鞋小作坊鞋幫的收口過程幾乎全部是靠工人一只手使用手持專用直鉤針穿布、勾線，同時(shí)另一只手使用夾緊工具用力拉動(dòng)并且配合鉤針的路徑才能完成，勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，所以，布鞋小作坊尋求與高等院校合作，以期能做出鞋幫收口穿線機(jī)。本研究將會(huì)為國內(nèi)同類制鞋設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)提供一定的參考依據(jù)，為企業(yè)謀求良好經(jīng)濟(jì)效益提供技術(shù)支持，同時(shí)，對(duì)于現(xiàn)代控制理論在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用提供一定的實(shí)現(xiàn)途徑[2]。

2 鞋幫收口機(jī)設(shè)計(jì)思路

目前布鞋加工的鞋幫手邊定型主要還是依靠手工來完成，這一系列的動(dòng)作需要工人具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)，根據(jù)普通的手工制鞋工藝和功能要求，進(jìn)行了鞋幫收口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)[3]。

2.1 拉線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路分析

拉線機(jī)構(gòu)與工人手工使用工具來拉近鞋幫線類似，可以通過2個(gè)氣缸來控制；穿線機(jī)構(gòu)是用來滿足穿線的動(dòng)作，可以通過直線氣缸完成；拔線機(jī)構(gòu)是在穿線動(dòng)作完成后鞋幫線的拉緊動(dòng)作，達(dá)到人工收口穿線的目的。

拉線是鞋幫收邊定型的一個(gè)重要工序，如圖1所示。

在手工操作中用手或借助一定的工具將線拉近，并在拉緊工程中調(diào)整鞋與鞋幫的位置，最終使鞋幫貼緊鞋楦。由圖1可清晰地看到此動(dòng)作對(duì)手的力氣要求較高，并且體力消耗較大。

拉線時(shí)用測(cè)力計(jì)反復(fù)多次測(cè)量其所需拉力為80 N<<120 N，兩根繩的伸長為80 mm<<100 mm。

圖1 手工拉線實(shí)際動(dòng)作

將拉線動(dòng)作簡化可得其受力分析如圖2所示。其中1和2近似相等。設(shè)計(jì)中只需對(duì)線緩慢地施加一定的拉力1和2，同時(shí)人手工進(jìn)行輔助進(jìn)定位，將線拉到預(yù)定位置。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中需要對(duì)線的材料、長短、粗細(xì)進(jìn)行限定，以保證線能夠承受一定拉力和拉線過程中線的夾緊能順利進(jìn)行。該動(dòng)作較為簡單，可用直線氣缸完成[4]。

圖2 拉線受力分析

2.2 拔線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路分析

撥線目的是與穿線一起完成鞋幫的固定，在實(shí)際操作中有一定的精度要求，手工操作如圖3所示。

用鉤針穿過鞋幫，拉著線繩穿過形成一個(gè)線圈，為后面撥線動(dòng)作做好準(zhǔn)備。

撥線動(dòng)作可利用轉(zhuǎn)角氣缸驅(qū)動(dòng)，利用機(jī)械裝置將線繩帶到指定位置，利用擺動(dòng)氣缸帶彎鉤針帶著線繩穿過鞋幫，形成2個(gè)線圈，為穿線做好準(zhǔn)備。

2.3 穿線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路分析

穿線的手工動(dòng)作如圖4所示。用直鉤針穿過撥線所形成的線圈，再穿過鞋幫另一側(cè)。勾著線繩穿過鞋幫和線圈，兩手同時(shí)用力將線繩拉緊。將鞋幫定位在鞋楦上，為后期將鞋幫縫上鞋底做準(zhǔn)備。

圖3 手工撥線動(dòng)作

圖4 手工穿動(dòng)作

穿線動(dòng)作可以看成是簡單直線運(yùn)動(dòng)，在機(jī)械裝置的實(shí)際動(dòng)作中，可以用直線氣缸帶動(dòng)直鉤針穿過撥線所形成的2個(gè)線圈，借助其他動(dòng)作將線繩纏繞在鉤針上，氣缸復(fù)位完成拉線動(dòng)作。

由于線繩具有一定柔性，形成線圈的尺寸有限，因此在設(shè)計(jì)中對(duì)氣缸的安裝精度要求較高，需要進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和選擇。

撥線和穿線的受力分析可參考拉線部分的受力分析，這里將不再贅述。

3 鞋幫收口機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鞋幫收口機(jī)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

根據(jù)以上動(dòng)作的設(shè)計(jì)思路，鞋幫收口機(jī)主要由支架、鞋楦、穿線機(jī)構(gòu)、拔線機(jī)構(gòu)以及拉線機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)設(shè)計(jì)圖制作的實(shí)物如圖6所示。

圖5 鞋幫收口機(jī)結(jié)構(gòu)

圖6 鞋幫收口機(jī)實(shí)物圖

4 總結(jié)

調(diào)查了國內(nèi)布鞋生產(chǎn)小作坊的生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀，了解了手工制鞋步驟、工藝以及遇到的問題，根據(jù)鞋幫的收口的拉線、穿線、拔線動(dòng)作要求，獲得了各個(gè)收口動(dòng)作的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)了鞋幫收口機(jī)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行制作，結(jié)果表明設(shè)計(jì)可行，為國內(nèi)布鞋小作坊加工生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化提供了有益幫助。

［1］張翔.民間布鞋文化在現(xiàn)代鞋品中的創(chuàng)新應(yīng)用［J］.河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（3）：64-67.

［2］周敬國.縫紉機(jī)與近代上海社會(huì)的變遷（1858—1949）［D］.上海：復(fù)旦大學(xué)，2009.

［3］王文博.制鞋機(jī)械設(shè)備與技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

［4］金紹文.皮鞋機(jī)械與設(shè)備［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1994.

2095－6835（2020）06－0118－02

TH122

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.046

王敏（1986—），講師。

蘇州市職業(yè)大學(xué)青年基金項(xiàng)目（編號(hào)：SVU2018QN18），蘇州市職業(yè)大學(xué)研究性課程項(xiàng)目（編號(hào)：SZDYKC-190511）

〔編輯：張思楠〕