4.Работа деталей низа обуви.
Детали обуви, находящиеся между стопой и опорной поверхностью (стелька, простилка, подошва, подложка, платформа, полустелька, каблук, набойка), находятся в более тяжелых условиях с точки зрения их работы, чем детали верха. Подошва испытывает сжатие, изгиб, трение качения, скольжения и т.д. Все это может усугубляться конституционными особенностями человека, характером профессии, состоянием грунта (земля, асфальт, песок), температурой среды.
Набойка в процессе эксплуатации подвергается различного рода нагрузкам повторного и переменного хар-ра. Нагрузки при эт значительно больше,чем на дет в.о. Небольшая поверхность опоры набойки, поставленной в момент касания опорной поверхности под углом и связанное с этим большое давление , происх быстрое истирание набойки, что приводит к быстрой ее замене.
Подошва. В об. обычной конструкции значительную работу выполняет подошва. Она работает на сжатие, изгиб, трение-качение, трение-скольжение, истирание. Причем в чистом виде каждый из этих видов практически не встречается. В первый момент соприкосновения с опорной поверхностью наблюдается малая поверхность опоры набойки под углом и большое давление со стороны массы тела человека, что приводит к созданию большого удельного давления. В результате происходит быстрый износ набойки, что требует частой ее замены. Далее опора на всю стопу. В этом случае одна стопа касается всей поверхностью опоры, а вторая стопа отрывается от опорной поверхности. Поэтому на подошву действует вся масса тела, т.к. опора на одну ногу. Площадь опорной поверхности max, поэтому удельное давление незначительно. Далее перекат через передний отдел стопы. Каблук начинает отрываться от опорной поверхности, стопа изгибается, а вслед за ней изгибается нога в пучках. Давление постепенно переносится на носочную часть, подошва начинает отталкиваться от опорной поверхности. Фаза заканчивается задним толчком, начинается фаза переносного периода. Радиус кривизны изгиба зависит от физико-механических свойств материала, его жесткости и толщины. В обуви на резиновой подошве удлинение больше, чем в обуви на кожаной подошве винтового метода крепления, т.к. больше толщины и меньше рифленой поверхности. Простилка в нейтральном слое подвергается в основном растяжению, а основная стелька – поперечному сжатию.
В начале периода, когда нагрузка переносится на передний отдел, общее давление плавно увеличивается. К концу периода это давление достигает max значения. Подошва в результате изгиба и переката постепенно отрывается, при этом площадь опоры уменьшается. Поэтому при отрыве подошвы от опоры происходит интенсивное истирание носочной части. Если сила трения подошвы и опоры мала, то возникает трение-скольжение и как результат – быстрый износ подошвы. В большинстве случаев подошва испытывает трение качения, которое возникает при перекатывании подошвы по опорной поверхности. В большинстве случаев подошва контактирует с поверхностью отдельными участками. В результате в этих точках возникают значительные удельные нагрузки и происходит механический разрыв подошвы при вдавливании в нее отдельных зерен поверхности. Параллельно резко повышается температура и происходит разрыв молекулярных связей. Это и является основной причиной износа подошвы в результате трения качения.
Износ подошвы происходит неравномерно по всей носочно-пучковой поверхности. Это зависит от распределения давления стопы на поверхность, от физ-мех. свойств материала подошвы, категории носчика. Наибольший износ наблюдается под подушками плюснефалангового сочленения и большим пальцем стопы. Во время носки обуви эти участки производят давление на стельку, простилку, как бы выдавливают подошву в указанных местах наружу, что и приводит к максимальному ее истиранию. В результате на стельке образуется ложе, глубина которого будет соответствовать тому объему, который вытерся на подошве. Также на этих участках происходит уплотнение материала за счет его пластических свойств. Образованию ложе способствует повышенное выделение пота.
Скорость износа подошвы из разных материалов различна. Для кожаных подошв она обуславливается категорией носчика, видом грунта, временем года, метеорологическими условиями, физико-механическими свойствами материалов, условиями ухода за обувью. Кожаная подошва изнашивается неравномерно, по слоям. Резиновые подошвы отличаются более равномерным износом, скорость износа примерно одинакова для всех слоев.
Кожаная подошва изнашивается намного быстрее, чем резиновая. На износ резиновых подошв оказывает влияние: состав сырых резиновых смесей, соотношение отдельных компонентов, технология изготовления материала, конструкция подошвы.
Стелька. Стелька работает на повторный изгиб, истирание во влажном состоянии и сжатие. Истирание относительно мало сказывается на стельках, т.к. в обуви используется вкладная стелька. Это может проявиться лишь при использовании материалов малоустойчивых к трению во влажном состоянии. Истирание, как правило, происходит в носочно-пучковой части обуви.
Изгибающее воздействие стопы на стельки выражается значительно меньше, чем на подошвах, т.к. сопротивление жестких обувных материалов продольному сжатию превышает их сопротивление растяжению. Поэтому образование трещин и изломов стелек под влиянием мех. нагрузок в первоначальный период носки имеет место лишь при использовании стелек из малоустойчивых к изгибу материалов или при недостаточно прочном соединении составных стелек.
Сжатие стелек под давлением стопы проявляется в образовании своеобразного индивидуального ложе. Непосредственно соприкасаясь со стопой, стельки подвергаются ее потовым выделениям, а также высокой влажности и температуре внутри обувного пространства, в результате чего материалы стелек подвергаются значительному изменению. Т.о. материал стельки должен обладать хорошими остаточными деформациями (выработка ложе), сопротивлением к истиранию, быть гибким, хорошо удерживать крепители, хорошо работать на торцевое сжатие.
Каблук. Каблук в процессе носки обуви подвергается разнообразным механическим воздействиям. Утоненный каблук под воздействием сосредоточенных нагрузок в процессе ходьбы и бега во многих случаях (при неправильной конструкции каблука или неудовлетворительной конструкции материалов) подвергается излому. Кожаные, деревянные, пластмассовые каблуки в обычных условиях носки не подвергаются значительному износу, т.к. основную нагрузку на себя воспринимает набойка. Резиновые каблуки по своим эксплуатационным свойствам превосходят кожаные. В последнее время применяется АВС-пластик, который может окрашиваться в массе и хорошо работает на все виды нагрузок на каблук.
Простилка. Простилка работает на повторное сжатие и иногда на изгиб. Когда простилка находится ближе к нейтральному слою, она практически не работает на повторный изгиб. К ней в значительной степени применяется сказанное выше о работе стельки и подошвы. Простилка имеет большое значение для комфортности и повышения износоустойчивости подошвы. Она должна обладать хорошими амортизационными свойствами, пластичностью и мягкостью в начальные периоды носки (способствовать выработке ложе), должна обладать 50/50 упругими и пластическими свойствами, выдерживать повторные изгибы.
Платформа и подложка. Платформа – внутренний способ формования (строчечно-клеевой метод), подложка – внешний способ (доппельно-клеевой, рантово-клеевой). Большую роль играет свойства материала платформы (подложки). Это связано со способностью платформы (подложки) сосредотачивать нагрузку по опорной поверхности и т.о. снижать скорость износа подошвы. Быстрее всего истирается подошва без платформы, медленнее с кожаной платформой, еще медленнее с платформой из микропористой резины, самое медленное с платформой из войлока h = 8мм.
Геленок. Геленок служит для укрепления пяточно-геленочной части обуви, поддержания наружного свода стопы, воспринимает на себя довольно большую нагрузку, передаваемую на него отростком пятой плюсневой кости. Даже обувь на низком каблуке рекомендуется делать с геленком и недопустима без геленка обувь на с/к, в/к и особо в/к. При слабом геленке возникает прогиб подошвы в переймах, а отсюда подвертывание каблука.
Исследования показали, что при одевании обуви на стопу в сечении геленка возникают отрицательные изгибающие моменты в результате изгиба геленка в обратную сторону. Поэтому в сечении геленка возникают отрицательные напряжения. Мax напряжение 10-25 МПа возникает в сечении геленка, расположенного по середине его длины. У разл. людей абсолютное значение напряжения колеблется значительно, однако характер напряжения достаточно близкий. При стоянии на плоскости в сечении геленка под действием давления со стороны наружного свода стопы происходит изгиб геленка в противопол. сторону и в сечении геленка возникает положительное напряжение, max значение которого 20-50МПа, причем эти напряжения возникают ближе к сечению геленка, близкому к линии фронта каблука. При ходьбе напряжение в сечении геленка изменяется по величине и по знаку.
Работа геленка в различные фазы ходьбы (рисунок):
1 – фаза переноса стопы: в сечении геленка наблюдается такие же напряжения, как и положение стопы «на вису».
2 – фаза переката через пятку: наблюдается резкий всплеск отрицательного напряжения, которое достигает 60-80 МПа, при этом эпюра напряжения по длине геленка имеет характер, аналогичный положению стопы «на вису».
3 – фаза опоры на всю стопу: под действием давления со стороны внутреннего свода стопы напряжение в сечении геленка резко возрастает, меняя знак на положительный и достигает 80-130 МПа. В эту фазу самое max напряжение. Эпюра аналогична как при стоянии, причем max напряжение наблюдается в сечении геленка в области линии фронта каблука. К концу переката напряжение уменьшается, достигая 40-60 МПа.
4 – фаза переката: пятка отрывается, начинается изгиб стопы в пучках, геленок изгибается, напряжение возрастает до 60-80 МПа. Затем носочная часть начинает отрываться от опоры, напряжение резко уменьшается до значения в переносной период. Знак меняется на противоположный и цикл повторяется.
БИЛЕТ № 2 _