Mechanická opotřebení jednotlivých částí šicí jehly

Jehlu lze, dle typu sledovaných opotřebení, rozdělit na několik částí, u kterých je možno charakterizovat příčinu vzniku vady. Při pohledu na jehlu z profilu, lze stanovit 3 základní šířkové oblasti, u kterých je předpoklad stejné příčiny mechanického opotřebení.

Jelikož se příčina mechanického opotřebení jehel bude lišit v oblasti ouška jehly z návlekové a chapačové strany a rovněž v oblasti pod ouškem jehly, ve vybrání z chapačové strany a v niťové drážce z návlekové strany, budou tyto oblasti charakterizovány samostatně. Bude tedy charakterizováno 5 základních částí šicí jehly, jak je znázorněno na obr. 4-4 a příčiny vzniku jejich opotřebení.

a b

57 Obr. 4-4 Rozdělení šicí jehly na 5 základních částí

Pro názornou ukázku typického opotřebení jehel byla vybrána extrémně opotřebená jehla 160 Nm z dílny Y413, která šila po dobu 95 hodin a bylo na ní odšito 1830 ks potahů.

Doplňující fotografie jsou přiloženy z Testu povrchových úprav, který bude dále popsán.

Hrot špice jehly je nejvíce namáhaná část jehly, neboť při každém vpichu překonává odpor materiálu. Špice je deformována (viz obr. 4-5a) průnikem několika vrstev koženého materiálu a změnami počtu vrstev materiálu v případě prošívání křížových švů, čímž je také jehla vychylována ze své osy šití směrem od chapače. K dalšímu vychylování jehly dochází při posuvu a manipulaci s materiálem v průběhu šití, přičemž může dojít k nárazům na stehovou desku nebo k tření o okraje průpištnice. Ke tření jehel o okraj průpištnice dochází zejména u silných jehel 160 Nm, na obrázku 4-5b, které mají vlivem své tloušťky oproti slabším jehlám menší prostor v otvoru průpištnice. Opatřením mechaniků je zvětšení otvoru průpištnice, čímž dojde i u vyosené jehly k menší pravděpodobnosti nárazu. Tvar poškozené špice se liší dle intenzity a místa dopadu hrotu.

Obr. 4-5 – Poškozená špice a sražený hrot šicí jehly

a b

58 Ouško jehly je nejvíce tepelně namáhanou částí šicí jehly, z důvodu vzniku velkých třecích sil při průchodu materiálem. Rozšiřujícím se průměrem špice až k oušku jehly vzniká v materiálu otvor příslušné velikosti a zvyšuje se také teplota. Důvod vzniku mechanického opotřebení se na chapačové a návlekové straně liší.

Návleková strana jehly je typická naraženými a vybroušenými plochami na bočních stranách ouška, jak je patrno z obrázku 4-6a, které se na jehlách z různých strojů liší umístěním. Zřídkakdy je na návlekové straně pozorováno obroušení špice pod ouškem v místě, kde končí niťová drážka. Tato opotřebení jsou důsledkem vychýlení jehly směrem od chapače, které je způsobeno při prostupu jehly čtyřmi vrstvami materiálu. Ouško jehly tak přichází do styku s okrajem průpištnice a dále se spodní hranou podavače pod stehovou deskou. V případě, že jehla není v jehelní tyči upevněna správně a je mírně pootočena, dochází k nerovnoměrnému opotřebení ouška jehly po stranách, přičemž vzniká na jedné straně opotřebení mnohem hlubší. Opatřením mechaniků je v tomto případě zvětšení otvorů průpištnice, které slouží k prevenci tření s jehlou.

Na chapačové straně se opotřebení ouška vyskytuje nejčastěji v horní části, viz obrázek 4-6b, kde je vyvýšený zakulacený přechod z ouška do vybrání opotřebováván spodní hranou hrotu chapače a při zpětném chodu stroje chráničem chapače. Tato opotřebení vznikají při těsném seřízení pozice chapače a jehly z důvodu prevence vynechání stehu. Při pohybu jehly vzhůru dochází k dotyku horní strany ouška se spodní hranou hrotu chapače, který se při rotaci chapače rozšiřuje a ouško jdoucí nahoru klouže dále po stěně hrotu chapače. V případě, že je jehla úmyslně pootočena směrem k chapači, aby došlo ze zvýšení pravděpodobnosti záchytu smyčky, dochází k většímu mechanickému opotřebení ouška na pravé straně. Úkolem chrániče chapače je mírné posunutí jehly, která se pohybuje z dolní úvrati do zacházky, dál od chapače, přičemž se dotýká špice jehly v místě ukončení niťové drážky, kde následkem tohoto působení vzniká zbroušená plocha, viz obrázek 4-6c. Vychýlením jehly od chapače vzniká větší prostor pro zachycení smyčky chapačem. Při zpětném chodu stroje může chránič chapače mechanicky poškozovat jehlu v horní části ouška.

59 Obr. 4-6 Druh opotřebení ouška jehly

Niťová drážka a vybrání se nachází v pokračování ouška jehly, kde tření a tepelné namáhání klesá, neboť otvor potřebný pro průchod jehly materiálem byl již vytvořen.

Typickým opotřebením na návlekové straně jsou mírně odřené delší úseky hrany niťové drážky na obrázku 4-7a, které jsou způsobeny vychýlením jehel z osy šití a dochází ke kontaktu s hranami otvorů v pomocné patce pro horní posun materiálu nebo s hranami průpištnice. Jestliže je niťová drážka odřena v horní oblasti jehly blíže k dříku, jedná se o otěr s otvory v patce pomocného horního podavače. Čím více se poškození blíží k oušku jehly, tím větší je pravděpodobnost, že se jedná o otěr hrany průpištnice. V případě rázového šití a neopatrnou manipulací posuvu materiálu ze strany obsluhy stroje, může dojít k nárazu jehly na hranu otvoru v pomocné patce horního podávání materiálu.

Výsledkem nárazu je sražená hrana s vyčnívající šponou na obrázku 4-7b, která muže způsobovat destrukci vláken šicí nitě. Poškození může být také důsledkem uvolnění jehly z jehelní tyče, která zůstane zapíchnutá v materiálu a v plné rychlosti je naražena hrotem chapače.

Vybrání jehly, které je znázorněno na obrázku 4-7c, je mechanicky poškozeno z důvodu střetu jehly s hrotem chapače. Vybrání je konstruováno speciálně pro umožnění bezproblémového pohybu hrotu chapače v této oblasti. Vlivem těsného seřízení vzdálenosti chapače a jehly, z důvodu prevence vynechání stehu, dochází k nárazům a k tření mezi oběma součástmi. Opotřebení vlivem nárazu hrotu chapače se častěji objevuje na levé straně jehly (při pohledu na vybrání jehly, která je otočena špicí dolů), neboť z téže strany hrot chapače k jehle přistupuje pro zachycení smyčky. V některých případech se opotřebení jehel objevuje na pravé straně vybrání, přičemž důvodem může být i záměrně pootočená jehla v upnutí jehelní tyče, aby byla zvýšena pravděpodobnost zachycení

a b c

60 smyčky. Levá strana jehly je v tomto případě od hrotu chapače lehce vzdálena a hrot chapače naráží do pravé strany vybrání, které je k hrotu chapače pootočením přiblíženo.

Obr. 4-7 Opotřebení niťové drážky a vybrání jehly

Prevencí, nebo částečnou eliminací vzniku výše uvedených opotřebení jehel, je možnost změny povrchové úpravy šicí jehly, která bude vykazovat větší odolnost mechanickému opotřebení nebo výběr vhodněji konstrukčně řešené šicí jehly. Dále by mělo být provedeno seřízení vzdálenosti tělesa chapače a chrániče chapače tak, aby se tyto strojní součásti těsně míjely ve vzdálenosti 0,1mm. V tomto případě je však stávající těsné seřízení vzdáleností prevencí vynechání stehu, který by na dekorativním švu způsobil těžko opravitelnou chybu. Z ekonomických důvodů je vhodnější častější výměna jehly, která stojí v rozmezí 3 – 4 Kč, než riskovat ztrátu potahu za několik desítek euro. Pro zabránění pootočení jehly v jehelní tyči při upínání, by bylo vhodné použití šicích jehel opatřených plochou stranou dříku, na kterou dosedne upínací šroub a zabrání tak upnutí jehly v nesprávné poloze.

Na základě plošného sběru jehel z vytypovaných strojů lze říci, že životnost jehly a způsob jejího opotřebení závisí ve velké míře na seřízení šicího stroje, tloušťce jehly, tempu výroby a druhu šitých materiálů.

a b c

61 4.1.3 Simulace dotyku nitě s jehlou

Výskyt výše uvedených vad se podílí na destrukci šicí nitě. Cílem je analyzovat, jakým způsobem a v kterém okamžiku je opotřebená jehla v jednotlivých částech schopna zapříčinit třepení nitě. K znázornění jednotlivých situací slouží obrázek níže.

Obr. 4-8 Simulace doteku jehly s nití

Na obrázku 4-8a je znázorněn pohyb šicí jehly směrem dolů, kdy jehla prochází materiálem a je v těsném kontaktu s šicí nití. Nit klouže po poškozeném horním okraji ouška jehly a po vybrání, přičemž je na poškozené plochy tisknuta okraji vpichu šitého materiálu. Stejný případ nastává, když jehla materiál opouští a nit po ní klouže vzhůru.

Obrázek 4-8b demonstruje případ poškozené špice a sraženého hrotu jehly, který tvoří ostrou hranu, jež přichází do styku s nití v okamžiku stoupání jehly ze zacházky do horní úvrati. Špice a nit jsou v těsném kontaktu v místě otvoru v materiálu, kdy je nit k jehle tisknuta okraji smršťujícího se místa vpichu. Nit je v tomto okamžiku napnuta a vedena hrotem chapače, přičemž prokluzuje po poškozené špici a ostrém hrotu jehly.

Vznik ostrých hran v oblasti ouška šicí jehly je kritičtější na straně chapačové.

V případě dobře zvolené tloušťky jehly v závislosti na jemnosti nitě, je nit v průběhu šití na návlekové straně schována v drážce jehly, z níž ústí přímo do ouška a s hranami ouška na návlekové straně přichází do styku pouze při výskytu velmi hlubokých opotřebení. Na chapačové straně je nit v průběhu šití ve styku s poškozeným ouškem jehly po celém jeho obvodu. Při pozici jehly v horní poloze je nit vedena z ouška kolmo dolů do otvoru v materiálu vytvořeného posledním vpichem jehly a je tedy v kontaktu s odřenou plochou

a b c

62 na horním okraji špice, kde končí niťová drážka. Po bočních okrajích ouška na chapačové straně klouže nit při šití dopředu a dozadu, jak je vidět na obrázku 4-8c, čímž je nejvíce namáhána při změně směru při zapošití.

Porušené hrany dlouhé niťové drážky na návlekové straně jehly ohrožují kvalitu nitě v případě velkého průměru nitě, která není zcela uschována. Ve většině případů pozorovaných jehel se jedná pouze o lehce zbroušený povrch, který se vyskytuje ve třetině vzdálenosti jehly od hrotu. Za závažnější je považován výskyt zářezu se šponou na okraji niťové drážky, který může snížit i kvalitu nitě, která je schopna se zcela schovat v drážce.

Nejkritičtějším opotřebením jehly, které bude mít největší vliv na kvalitu nitě na štepu, je mechanické opotřebení horní strany ouška jehly na chapačové straně a bočních stran ouška na téže straně jehly, přes které je nit vedena nejčastěji.

4.1.4 Zatížení a opotřebení jehel L x R

Na základě poznatků z výroby, kde bylo pozorováno větší opotřebení a častější výměna levých jehel z dvoujehlových strojů, byla tato skutečnost zahrnuta do hypotéz a výsledků zhodnocení.

Obtížnost propíchnutí materiálu v oblasti švu při štepování se stupňuje přibližováním jehel k původnímu švu a je způsobena snahou vrstev materiálu (kterými jsou v tomto případě kůže a pěna) o vyrovnání do původního stavu. Největší tendence má materiál v místě ohybu. Jehly jsou v tomto případě při průchodu vrstvami materiálu odváděny od osy přímočarého pohybu směrem od chapače. Čím dále od původního švu propichuje jehla šitý materiál a švovou záložku, tím méně je průpich materiálu problematický.

V případě dvojjehlového stroje se stejnou vzdáleností jehel od původního švu, je zatížení obou jehel stejné, neboť síla vpichu je pro obě jehly vyrovnaná. Pokud dojde k vychýlení jehel z osy dráhy, vychýlí se jehly směrem k sobě. Pakliže je nastavení vzdálenosti chapačů od jehly na obou stranách stejné, mělo by v případě mechanického opotřebení dojít ke stejnému opotřebení jehel. Rozdíl nastává při srovnání dvojic jehel ze dvou dvojjehlových strojů s rozdílnou roztečí jehel. Pakliže chceme srovnávat jehly z dvojjehlového stroje s roztečí jehel nastavenou na 10 mm, viz obr. 4-9a, bude se namáhání jehel lišit od stroje, kde jsou jehly nastaveny s roztečí 8 mm, viz obr. 4-9b.

63 Obr. 4-9 Rozdílná rozteč jehel na dvojjehlovém stroji

Jehly s roztečí 8 mm budou vlivem bližšího umístšní k původnímu švu více vychylovány z původní osy šití, čímž dochází k větší pravděpodobnosti nežádoucího tření jehly s ostatními součástmi stehotvorného ústrojí.

Vzdálenost jehel na dvojjehlovém stroji pro šití odskočeného štepování je seřízena nejčastěji na 3 mm a 6,5 mm na stranu od původního švu, jak je znázorněno na obrázku 4-10a, nebo na vzdálenost 2mm a 6mm na obrázku 4-10b.

Obr. 4-10 Seřízení vzdálenosti jehel pro šití odskočeného štepu

Šitím odskočeného štepu je jedna jehla, z důvodu bližší pozice k původnímu švu, namáhána více. V rámci jednoho kusu potahu je šití prováděno dvakrát, a to z důvodu zrcadlových dílů, přičemž zrcadlový díl je šitý v obráceném směru. Při šití obou zrcadlových dílů však dochází k většímu zatížení vždy jedné, v tomto případě levé jehly, která je v obou případech blíže původnímu švu.

4.1.5 Četnosti jednotlivých opotřebení jehel

Záznamem četností vzniklých opotřebení, která se vyskytují na jednotlivých částech šicích jehel shromážděných plošným sběrem, bude stanovena nejčastější oblast výskytu mechanického opotřebení.

Prostřednictvím plošného sběru byly shromážděny šicí jehly z vytypovaných strojů, jejichž typ opotřebení byl při makroskopickém pozorování zaznamenán do tabulek níže. Jehly byly rozděleny na čtyři základní kategorie, dle typu stroje na šicí jehly z dvojjehly a z dvojjehly odskočené a dále bylo u každého stroje rozlišeno, zda se jedná o jehlu pravou či levou. Jednotlivé četnosti vad budou vyhodnoceny v závislosti na celkovém počtu nasbíraných jehel v každé kategorii, neboť nebyl shromážděn stejný počet

a b

a b

64 jehel každé kategorie. Tabulka níže zobrazuje celkový počet shromážděných jehel v každé kategorii a dále počty konkrétních opotřebení v každé kategorii.

Tab. 4-1 Celkový počet shromážděných jehel v každé kategorii

Celkem

Dvojjehla L /////////////////////////// 27

R //////////// 12

Odskočka L //////////////////// 20 R //////////////////// 20

Tab. 4-2 Počet opotřebení na jednotlivých částech jehly v každé kategorii

Dvojjehla Odskočka DJ OS

1. Špice L //////// //////// 8 8

R ///// //////////// 5 12

2. Ouško chap.

L ///////////////////////// //////////////// 25 16 R ////////// //////////////////// 10 20

3. ouško návl. L /////////////////// /////////////// 19 15

R ///// //////// 4 8

4. Vybrání L ////////////////////////// //////////////// 26 16 R /////////// //////////////// 11 16

5. Drážka L /////////////// //////////// 15 12

R // ////////// 2 10

Vzhledem k nestejnému počtu jehel v každé kategorii byl výsledek stanoven v procentech a to jednak na procenta vad z celkového počtu jehel a na procenta vzhledem k počtu jehel v každé kategorii.

65 Tab. 4-3 Výsledky četnosti zastoupení vad v %

Procentuální zastoupení vad vzhledem k celkovému počtu jehel

Procentuální zastoupení vad

jednotlivých kategorií DJ OS

1. Špice 41,77%

Z výsledků vyplývá, že nejčetněji se vyskytujícím mechanickým opotřebením šicích jehel je opotřebení v oblasti ouška na chapačové straně a ve vybrání. Jak již bylo dříve charakterizováno, důvodem vzniku těchto opotřebení je těsné seřízení vzdálenosti chapače a jehly za účelem prevence vynechání stehu. Doporučením pro eliminaci mechanického poškození šicích jehel na chapačové straně je volba vhodné alternativy povrchu šicí jehly, která bude vykazovat menší známky opotřebení při stejných podmínkách zátěže šicí jehly.

4.2 Produktivita dílen

Produktivita dílen se liší z důvodu rozdílného počtu šicích strojů a šiček na dílnách.

Dílna Y413 je vybavena 16 stroji a layout je sestaven pro 10,7 šiček. Dílna Y283 má k dispozici 14 šicích strojů a 6,6 šiček. Rozdíl produktivity jednotlivých dílen byl zjištěn na základě údajů z databáze, která obsahuje časové záznamy počtu ušitých kusů.

V databázi bylo vyhledáno pro každou dílnu 30 směn, z jejichž záznamů se vyfiltroval počet vyrobených kožených potahů za směnu, a to dle šicích verzí, které označují konkrétní model potahu. Pakliže byly během směny vyráběny kožené i textilní potahy, byl zaznamenán pouze počet potahů a hodin, kdy se šily potahy kožené. Výroba byla zjišťována z buněk FB. Hodnoty v grafu 4-11 odpovídají průměrnému počtu vyrobených potahů za daný počet hodit.

66 Obr. 4-11 Graf produktivity na 2 dílnách

Průměr byl stanoven na počet ušitých kusů za hodinu z 30 hodnot pro každou dílnu, přičemž produktivita dílny Y283 činí 12 potahů za hodinu a produktivita dílny Y413 byla stanovena na 19 ks za hodinu. Stanovení počtu potahů za hodinu nám dále poslouží pro odhad životnosti šicí jehly.

4.3 Stanovení základní jednotky životnosti šicí jehly

Životnost šicí jehly musí být vždy určena pro stejný typ materiálu a počet prošívaných vrstev. Modely Leather a R-Design Leather se druhem materiálu na obou dílnách neliší. Rozdíl je pouze v drobném modelovém řešení, které bude zohledněno v rámci soupisu šicích operací a jejich délek na konkrétních strojích.

V případě dvou dílen s rozdílnou produktivitou nelze stanovit životnost jehly na počet hodin, neboť jehly na obou dílnách nejsou po stejnou dobu stejně zatíženy.

Z hlediska různé produktivity dílen je pro vyhodnocení životnosti jehly stěžejním údajem počet kusů potahů, který byl jehlami za dobu provozu vyroben.

Životnost jehel dle počtu ušitých kusů lze však porovnat pouze u strojů šijících stejně dlouhou operaci. V momentě, kdy se operace na různých strojích mezi sebou liší délkou šití, je nutno stanovit životnost jehly na počet stehů, či vpichů. Výsledný počet vpichů, kterým bude stanovena životnost jehly, poslouží jako základ pro určení počtu kusů, které je v rámci životnosti jehly možno odšít na konkrétním stroji. Pro určení počtu vpichů je nutno znát šicí operace, jejich počet v rámci potahu na konkrétním stroji a počet stehů na jednotku délky, která je v technologické dokumentaci stanovena pro každý model. Počet

67 předešlého a zároveň pro začátek nadcházejícího stehu) a zapošití, které je tvořeno vždy čtyřmi stehy na začátku a čtyřmi stehy na konci šití. Vzorový příklad pro určení počtu vpichů je k nahlédnutí na obr. 4-12 pro dvojjehlový šicí stroj 980 a 972, který šije modely Leather i R- Design Leather.

Obr. 4-12 Výpočet počtu vpichů na potah na konkrétním stroji

Pro vzorový příklad výpočtu vpichů byl vybrán šicí stroj, na kterém se šijí oba kožené modely a párové i nepárové operace. Po vzoru tohoto výpočtu byl dopočítán počet vpichů i pro ostatní stroje vytypované pro testování, viz tabulka 4-4.

68 Tab. 4-4 Přehled zatížení jednotlivých vytypovaných strojů

DÍLNA TYP STROJE ČÍSLA STROJŮ MODELY POČET VPICHŮ NA POTAH v tabulce počítány, jsou umístěny v příloze B.

4.3.1 Záznam dat plošného sběru

V průběhu shromažďování dat z plošného sběru, byly k jednotlivým jehlám doplňovány následující informace v tabulce 4-5.

Tab. 4-5 Sběr a záznam dat

Každá jehla má své pořadové číslo, které slouží k jednoznačné identifikaci jehly.

Číslo jehly slouží pro identifikaci párových jehel odevzdaných z jednoho stoje, které jsou označeny stejným číslem, jenž se liší od pořadového. U každé jehly je uvedeno z které dílny, buňky a stroje jehla pochází a zda se jedná o jehly z dvojjjehlového stoje nebo z dvojjehly odskočené. Dále je uvedeno, zda se na příslušném stroji šijí oba či pouze jeden a který kožený model. K určení životnosti jehly slouží datum a čas vložení a vyjmutí jehly ze stroje, celkový počet hodin, po který byla jehla v provozu a počet zhotovených kusů za

Číslo jehly slouží pro identifikaci párových jehel odevzdaných z jednoho stoje, které jsou označeny stejným číslem, jenž se liší od pořadového. U každé jehly je uvedeno z které dílny, buňky a stroje jehla pochází a zda se jedná o jehly z dvojjjehlového stoje nebo z dvojjehly odskočené. Dále je uvedeno, zda se na příslušném stroji šijí oba či pouze jeden a který kožený model. K určení životnosti jehly slouží datum a čas vložení a vyjmutí jehly ze stroje, celkový počet hodin, po který byla jehla v provozu a počet zhotovených kusů za