Лекция 4

Тема: МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ ОБУВИ

Измерение формы и размеров обуви или отдельных ее деталей выполняют с различными целями. Чаще всего этот процесс представляет собой один из этапов проведения большинства испытаний обувных материалов и обуви. В ряде случаев результаты измерений имеют самостоятельное значение, характеризуя важные свойства обуви или материала. Значение таких измерений не вызывает сомнений. Их результаты необходимы для последующих расчетов ряда важнейших показателей физико-механических свойств, поэтому от правильности выполнения и точности измерений в значительной мере зависит точность конечного результата испытаний. Не менее важными являются результаты измерений, осуществляемых с целью оценки, например, размеров отдельных деталей, симметричности их расположения в полупаре или паре обуви, которые позволяют заменить органолептическую оценку ряда свойств обуви объективной.

Форма и размеры обуви в значительной мере определяют ее удобство, играют немаловажную роль в эстетическом оформлении и способны оказывать влияние на ее износостойкость.

Внутренние размеры обуви обычно отождествляют с размерами колодки, на которой она изготовлена. Однако между размерами колодки и обуви, изготовленной с ее применением, как правило, имеется разница, обусловленная рядом причин: неодинаковыми свойствами применяемых материалов и их сочетаний, конструкцией обуви, разницей в параметрах и режимах изготовления обуви. Это обусловливает необходимость объективных методов оценки формы и размеров обуви.

Применяемые в отечественной промышленности и за рубежом стандартные методы определения формы и размеров обуви предусматривают использование для этой цели простейших инструментов общего назначения (металлическая линейка, штангенциркуль, кронциркуль, микрометр, толщиномер и т. п.). Этими методами предусматривается измерение главным образом различных наружных размеров обуви и ее деталей. Наряду с этим известны попытки применения прибора типа стопомера и других приборов и устройств, которые позволяют измерять внутренние размеры обуви. А. Ю. Зыбиным предложена конструкция прибора для измерения внутренних размеров обуви (периметра пучков).

Прибор (рис. 1) состоит из корпуса 1, лепесткового механизма 4, рамки 3, тяги 2, рычага 14, индикатора 15, штока 10 с пяточным упором И. Корпус / в верхней части имеет ручку 13, в нижней — основание 7.

Внутри корпуса 1 и ручки 13 находится рычаг 14 с тягой 2, которые передают усилие пружины 12 через рамку 3 на лепестковый механизм 4. Величина перемещения тяги 2 фиксируется индикатором 75.

Механизм измерения периметра обуви имеет лепестки, выполненные в видесегментов, имитирующих при раскрывании профиль сечения колодки. Лепестки имеют, приливы, через которые они соединены с ползушками. Ползушки размещены в корпусе и могут регулироваться по ширине стельки в сечении 0,68 Д. Для плотного прилегания сегментов лепесткового механизма к периметру измеряемого сечения правой (или левой)200полупары обуви в приборе предусмотрено асимметричное относительно оси следа обуви расположение сегментов.

Рис. 1- Прибор для измерения внутренних размеров обуви (периметра в пучках)

Рис. 2- Прибор для измерения ширины голенищ сапог

На тыльной стороне корпуса имеется люк, через который видны шкала и стрелка, размещенные соответственно на ползушках. При перемещении ползушек путем поворота специального винта 8 по шкале можно контролировать установочный размер ползушки с сегментами лепесткового механизма, который должен быть равен ширине стельки в сечении 0,68 Д измеряемой обуви.

Корпус прибора имеет также стопорный винт 5, блокирующий перемещение ползушек. Через основание 7 корпуса при бора под определенным углом проходит шток 10 с пяточным упором П. Шток имеет направляющую шпонку 6, которая одновременно является указателем шкалы 9 определения размера обуви. Масштаб делений шкалы рассчитан таким образом, чтобы при установке пяточного упора в пяточное закругление стельки обуви плоскость, в которой размещены сегменты лепесткового механизма, совмещалась с сечением обуви 0,68 Д. При контрольных измерениях используют пружину с усилием сжатия в 30 Н и сегменты толщиной, равной 2 мм. Это обеспечивает создание удельного давления на измеряемую поверхность обуви 6—7 кПа (в зависимости от размера обуви). При выполнении исследований могут быть использованы пружины с другими усилиями сжатия и сегменты различной толщины,

При испытаниях рабочую часть прибора с предварительно сближенными сегментами лепесткового механизма помещают внутрь обуви таким образом, чтобы вершина пяточного упора 11 совпала с вершиной пяточного закругления стельки. При этом сегменты лепесткового механизма должны расположиться в указанном сечении обуви. При освобождении рычага 14 усилие пружины 12 передается на сегменты лепесткового механизма. По истечении 5 с снимают показания индикатора. На основании показаний индикатора и значения ширины стельки в сечении 0,68 Д измеряемой обуви по специальной таблице находят периметр сечения.

После снятия показаний индикатора действие пружины 12 прекращают, для чего воздействуют на рычаг 14, давая «отдых» в течение 30 с. По истечении этого времени проводят повторное измерение, после которого и последующего «отдыха» в течение 30 с осуществляют третье измерение. Затем рабочую часть прибора извлекают из обуви и испытание считают оконченным.

Разработан метод измерения ширины голенищ сапог, основанный на применении прибора, схема которого приведена на рис. 2.

Прибор состоит из стойки 3, скобы 8, коромысла 9, пружины 6, шкалы 12, опорных площадок 5 и 4. На стойке 3 укреплена шкала (линейка) 1, служащая для определения высоты (относительно стельки измеряемой обуви), на которой расположены измерительные площадки. Скоба 8 свободно закреплена на стойке 3 прибора и может перемещаться по ней или фиксироваться в каком-либо положении с помощью упорного винта.

К вершине скобы посредством шарнира прикреплено коромысло 9, на одном конце которого расположена опорная площадка 5, на другом —стрелка-указатель И, по которой осуществляется отсчет по шкале 12. Плечи коромысла, расположенные по обе стороны от шарнирного упора, не равны между собой.

Одно из них — между шарнирным упором и местом укрепления тяги 7 — равно 140 мм, второе — между шарнирным упором и опорной площадкой 5 — равно 175 мм; их отношение составляет 0,86. На одном из плеч коромысла 9 закреплена тяга 7, проходящая через блок 10 и передающая усилия пружины на опорную площадку 5.

Шкала 12 жестко укреплена на скобе 8 и может свободно перемещаться вместе со скобой по стойке 3. Величина этого перемещения может быть определена по шкале 1, жестко укрепленной на стойке 3, с помощью стрелки 2, которая составляет единое целое со шкалой 12.

Опорная площадка 4 укреплена на скобе 8 посредством шпильки. Площадки 4 и 5 являются съемными.

Прибор оснащен пружиной с максимальным усилием 6 Н и имеет три пары опорных площадок шаровидной формы диаметром 20, 30 и 40 мм.

Ширину голенищ сапог измеряют в двух участках: по сечению, проходящему перпендикулярно передней линии голенища, у верхней точки шейки переда; по сечению, проходящему перпендикулярно передней линии голенища в его наиболее широком месте (икре).

Перед испытанием проводят разметку голенища. Для этого на наружной стороне голенища проводят линии, перпендикулярные передней линии голенища, проходящие через верхнюю точку шейки переда и в наиболее широком месте.

При выполнении испытаний прибор с предварительно сближенными опорными площадками помещают внутрь обуви таким образом, чтобы стойка 3 расположилась на стельке обуви. Освободив упорный винт, скобу 8 с коромыслом 9 перемещают по стойке 3 до совмещения вершины одной из измерительных площадок с верхней точкой шейки переда, второй — с точкой на заднем шве (ремне),расположенной на продолжении перпендикуляра, проходящего через верхнюю точку шейки переда. По шкале 12 определяют ширину голенищ.

Перемещая скобу 8 с коромыслом 9 по стойке 3 вверх, определяют ширину голенища в икре.

ОЦЕНКИ ЭКСПЛУ АТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПУТЕМ ИСПЫТАНИЯ В

ОПЫТНОЙ НОСКЕ

Для характеристики эксплуатационных свойств обуви, изготовленной с применением новых материалов или использованием процессов производства, отличающихся по параметрам от параметров, предусмотренных нормативно-технической документацией, применяют главным образом испытание в опытной носке.

В различных странах используют неодинаковые методы испытаний обуви в опытной носке. Известен метод, при котором испытанию подвергают небольшое количество обуви. Для этого организуется хождение носчиков в определенных условиях по специальным дорожкам под наблюдением экспериментатора с точным учетом продолжительности хождения и регистрацией появившихся дефектов обуви, ее деталей, мнения носчика об удобстве обуви и т. п. К недостаткам этого метода следует отнести, помимо высокой стоимости и сложности организации испытания, несоответствие условий носки обуви тем условиям, в которых впоследствии ее будут эксплуатировать.

В ряде стран для испытания обуви в опытной носке используют солдат армии. Однако это испытание может быть признано эффективным только для тех видов обуви и материалов, которые предназначены для изготовления армейской обуви.

Метод испытания в опытной носке характеризуется большой продолжительностью и дороговизной, что следует отнести к его недостаткам. Кроме того, этот метод не позволяет полностью исключить влияние на получаемые результаты различий в условиях эксплуатации, а также индивидуальных особенностей носчика (походка, степень потливости стопы) и ряда других факторов.

Многообразие факторов, обусловливающих различия в условиях носки обуви в период ее испытаний в эксплуатации, и большая неоднородность в свойствах обувных материалов и обуви предопределяют значительную колеблемость получаемых результатов. Поэтому, чтобы получить достоверные сведения об эксплуатационных свойствах обуви, изготовленной с применением новых материалов или технологий, необходимо испытать значительное количество обуви. При большом многообразии факторов, способных оказать влияние на результаты оценки эксплуатационных свойств в опытной носке, следует признать целесообразным применение сравнительной оценки свойств опытной обуви, изготовленной с использованием нового материала или технологии, с аналогичной контрольной, изготовленной в соответствии с действующей нормативно-технической документацией.

Применяемый в отечественной промышленности метод испытания обуви в опытной носке разработан на основе анализа результатов эксплуатационных испытаний и исследований, проведенных Н. Н. Котельниковым и Н. Н. Черниковым. Этот метод регламентирует целый ряд параметров, которые, ограничивая в некоторой степени влияние ряда указанных факторов, обеспечивают получение сопоставимых и достаточно надежных результатов. Метод основан на подготовке опытной партии обуви, изготовляемой с применением нового материала, конструкции какого-либо узла, нового способа крепления и т. п., передаче ее в эксплуатацию, периодических осмотрах обуви с целью наблюдения за ее эксплуатационными свойствами с регистрацией появляющихся дефектов, отзывов носчика об ее свойствах, а также на обработке полученных результатов испытания методами математической статистики. Чтобы уменьшить влияние условий носки и индивидуальных особенностей носчиков на получаемые результаты, при испытании широко применяют метод так называемых коррелятивно-связанных пар: одна из полупар обуви содержит испытываемую деталь или элемент, вторая — является контрольной и изготавливается без применения опытных материалов и элементов.

К сожалению, проведение испытаний в опытной носке с использованием контрольных полупар не всегда возможно. Например, значительные трудности возникают при испытании в опытной носке с контрольными полупарами новых материалов для наружных деталей, которые резко отличаются по толщине, жесткости, характеру внешней отделки и ряду других свойств от применяемых материалов. В этом случае испытание приходится проводить без контрольных полупар, а получаемые результаты более условны по сравнению с теми, которые могут быть получены при использовании контрольных полупар.

К числу основных факторов, способных оказать влияние на точность результатов испытаний в опытной носке, как уже отмечалось, относится неоднородность свойств обувных материалов, которая особенно значительна в натуральной коже. Высокие значения коэффициентов вариации показателей кожи наблюдаются не только при переходе от партии к партии, но также от кожи к коже и по площади кожи.

Для исключения влияния на получаемые результаты свойств кожи и различий в свойствах неодинаковых топографических участков при испытании эксплуатационных свойств в опытной носке кожи принято изготавливать по методу чередующихся половинок. Одну из половинок (контрольную) изготавливают по типовой методике, вторую опытную — по новой методике, которую предполагается проверить. При изготовлении обуви подопытную деталь для опытной и контрольной полупар обуви вырубают из одинаковых топографических участков соответственно опытной и контрольной полу кож (получепраков).

В зависимости от степени отличия опытной партии обуви (новизна испытуемого материала, конструкции и т. д.) от обуви, выпускаемой промышленностью, проводят разведочное или основное испытание.

Целью разведочного испытания, проводимого на 10—20 парах обуви, является предварительная проверка возможности и целесообразности применения нового материала, технологии и т. п. При положительных результатах разведочного испытания для получения более достоверных результатов проводят основное испытание на большем количестве обуви (50—75 пар). В отдельных случаях, когда испытуемый материал (по структуре, составу, свойствам) или новая технология изготовления обуви принципиально не отличается от применяемых, эксплуатационные свойства опытной обуви оцениваются путем проведения только основного испытания.

При испытании обуви в опытной носке по методике, применяют следующие показатели: средний срок фактической носки партии обуви, средний процент дефектной обуви, средний срок службы опытной детали или элемента.

Сроки носки партии обуви разбивают на равные интервалы с таким расчетом, чтобы число этих интервалов было не менее 10, и указывают число пар обуви/ соответствующее каждому интервалу. Затем приводят условные значения интервалов, для чего примерно среднее значение интервала А принимают за начало отсчета (нуль), а кверху и книзу от этого значения выписывают ряд последовательно увеличивающихся на единицу чисел к соответственно со знаками плюс или минус. Находят произведение условного значения интервала на соответствующее число пар обуви f x , а затем сумму f x.

Средний срок фактической носки партии обуви Мер вычисляют по формуле

М_ср =А + dm,

где А — среднее значение условного нулевого значения, дни;

d — размер интервала, дни; m=

n — число пар обуви в партии.

Для приведенного в табл. примера -М_ср = 67,5+15 -0,13 = = 69,45-70 дней.

Процент дефектной обуви при испытании опытной партии обуви с контрольными полупарами рассчитывают раздельно для опытных и контрольных полупар. Процент опытных полупар обуви с дефектом рассчитывают как отношение в процентах числа опытных полупар с дефектом к числу пар обуви, подвергнутых испытанию. Аналогично рассчитывают процент контрольных полупар обуви с дефектом.

В случае, если испытание проводят без контрольных полупар, процент полупар обуви с дефектом рассчитывают, как отношение в процентах суммы левых и правых полупар с дефектом к удвоенному числу пар обуви, вошедших в обработку.

Процент обуви с дефектом опытной детали или элемента является непосредственной характеристикой свойств опытной обуви. Однако в большинстве случаев значительный интерес представляет процент обуви сдефектами других деталей; этот показатель обычно используют для характеристики интенсивности эксплуатационного испытания опытной обуви, для сравнительной оценки износостойкости опытной детали с другими деталями и элементами обуви, а в ряде случаев и для оценки степени влияния износостойкости опытной детали на износостойкость других деталей обуви.

С использованием значения t строят диаграмму xt, в которой по оси абсцисс фиксируют дни фактической носки х, по оси ординат — нормированный аргумент t, представляющий собой процент дефектных полупар обуви, выраженный через значение Ф(Х). Затем проводят линию, параллельную оси абсцисс и проходящую через нулевое значение t. На оси абсцисс фиксируют точку i — начало появления дефектов, которое устанавливают по карточкам наблюдения. После этого, пользуясь методом выравнивания, проводят выравнивающую прямую, проходящую через точку i на оси абсцисс и расположенную под таким утлом к оси х, чтобы ранее нанесенные эмпирические точки размещались по обе стороны этой прямой и расстояния между ними уравнивались.

Средний срок службы опытной детали (элемента) определяется значением абсциссы, соответствующей точке пересечения выравнивающей прямой с прямой, проведенной из нулевого значения t параллельно оси абсцисс.

При наличии ряда отмеченных недостатков метод испытания в опытной носке является единственным методом, обеспечивающим получение сравнительной износостойкости и ряда других свойств обуви и обувных материалов в реальных условиях носки. Результаты испытаний в опытной носке служат основой для создания методов, позволяющих в лабораторных условиях оценивать устойчивость обуви и материалов к факторам, определяющим их износ в эксплуатации. Кроме того, параллельные испытания обуви и материалов с применением лабораторных методов и в опытной носке позволяют обосновывать нормы по показателям свойств, обеспечивающим их надлежащие эксплуатационные свойства.