3. Вышивальное оборудование. Обзор

19-е столетие в текстильной промышленности было ознаменовано- качественным скачком - переходом от ручного способа изготовления текстильных изделий к механическому. В это время было изобретено много машин, имеющих большое значение для текстильной промышленности (механический ткацкий станок, прядильные машины, жаккардовые ткацкие станки и др.). К этим машинам можно отнести и несколько известных вышивальных машин, которые в своем дальнейшем развитий привели к созданию вышивальных автоматов.

В основу изобретения вышивальной машины был положен принцип ручной вышивки. В 1829 г. была сконструирована первая вышивальная машина, которая работала от ножного привода. В этой машине была использована однониточная система с применением игл, имеющих острие с обоих концов и ушко для нитки посередине; Затем была создана первая высокопроизводительная вышивальная машина с четырьмя игольными рядами.

На этой машине можно было вышивать одновременно на двух-шести полотнах. Рама с натянутой на ней тканью через систему рычагов была соединена со стоящим слева пантографом. На пантографной доске находился шестикратно увеличенный шаблон (патрон рисунка). Через систему рычагов движение рабочего-пантографиста в соответствии с рисунком передавалось раме, которая могла подниматься и опускаться, передвигаться влево и вправо.

В 1865 г. для привода механизмов вышивальной машины впервые была применена сила пара.

Первая челночная вышивальная машина была создана в 1867 г. Челночная вышивальная машина подобно швейной машине работала с двумя нитками.

На передней стороне рамы с тканью располагались в два яруса иглы с ушком на конце, на противоположной стороне соответственно иглам находились стальные челноки с намотанной на маленькую бобинную шпулю ниткой.

Первые вышивальные машины с заправочной шириной 10 ярдов (9,14 м) появились в начале XIX в.

Завершающим этапом в развитии вышивальных машин явилось создание автоматической вышивальной машины. Машина была создана в Швейцарии в 1898 г., но вскоре в Германии была улучшена ее конструкция и машина стала называться зубчатым автоматом. Путем применения жаккардового аппарата инженер Вомаг механизировал у зубчатого автомата ручные процессы.

Вышивальные машины можно разделить на две большие группы: большие вышивальные машины и малые вышивальные машины схема 1).

Схема 1. Классификация вышивальных машин

К большим вышивальным машинам относятся ручные и челночные. Ручные вышивальные машины утратили свое значение в вышивальном производстве, и нет необходимости подробно останавливаться на их характеристике.

Автоматические челночные вышивальные машины выпускаются к основном тремя фирмами: "Комерио Эрколе" (Италия), "Хираоко" (Япония) и "Заурер" (Швейцария). Основными характеристиками автоматических челночных вышивальных машин являются межигольные расстояния, полезная площадь вышивки, длина и высота машин, размер челноков. Эти машины позволяют осуществлять вышивку со скоростью 150-200 стежков в минуту. На ручной вышивальной машине скорость составляет около 40 стежков в минуту.

К малым вышивальным машинам относятся машины с небольшим количеством игл. Большинство из них (машины зигзагообразного стежка, тамбурные и др.) имеет одну иглу. К ним относятся и автоматические вышивальные машины с несколькими головками (4, 6, 8, 10, 11, 12, 18, 24), работающими одновременно. Управление процессом вышивания производится автоматически с помощью перфокарт, перфолент, компакт-дисков. Перфорированные карты изготовляются на специальных картонасекальных машинах или на системах с электронным управлением.

Одной из первых многоголовочных вышивальных машин является машина фирмы "Вюркер" (Германия), выпущенная в 40-х годах. Впоследствии машины данной конструкции стали выпускаться и другими фирмами в таких странах, как Япония, Великобритания, Италия и Германия.

Преимущество челночной вышивальной машины перед ручной вышивальной машиной не только в ее большей ширине, но и прежде всего в большей производительности. Если на ручной вышивальной машине можно сделать только 300 стежков в час, то на челночной - от 4000 до 5000 стежков в час (в зависимости от рисунка).

Большие вышивальные машины можно подразделить на машины шириной 10 ярдов (9,14 м) и шириной 15 ярдов (13,7 м) и раппортом 4/4. За минимальное расстояние между иглами принята величина, равная одному французскому дюйму (27,07 мм).

Увеличение раппорта дает возможность применять в работе большие паковки.

Наряду с большими вышивальными машинами, выпускаемыми в Германии, широкое распространение получили машины фирмы "Заурер" (Швейцария). Созданная этой фирмой новая автоматическая вышивальная машина 2S-55 имеет ряд преимуществ: улучшен внешний вид машины и существенно упрощена ее конструкция. Благодаря улучшенной конструкции челнока появилась возможность установить систему, наблюдающую за нитками, а также увеличить габарит челнока.

В больших вышивальных машинах, выпускаемых в различных странах и разными фирмами, общим является то, что они имеют большую станину, к которой подвешена специальная рама для крепления материала, способная перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлении.

Большие вышивальные машины могут быть длиной до 21 ярда (19,11 м), но наибольшее распространение получили машины длиной 15 ярдов (13,7 м) и 10 ярдов (9,14 м).

С передней стороны вышивальной машины расположены иглы, "слева - привод, предназначенный для приведения в движение рамы и всех остальных функциональных механизмов. На игольной стороне машины в два яруса друг под другом размещаются пластины с иглами. На машине длиной 15 ярдов (13,7 м) в каждом ярусе размещено 512 игл, а на машине длиной 10 ярдов - 340 игл.

С противоположной стороны рамы соответственно линиям игл размещается столько челноков, сколько игл. Правильное и одновременное взаимодействие игл и челноков обеспечивает соединение подаваемых ниток при соответствующих движениях рамы с материалом, что создает на поверхности материала вышивку.

Автоматические вышивальные машины могут работать с частотой вращения до 200 мин^-1.

Челночная вышивальная машина возникла на базе машин других видов, созданных независимо друг от друга. Ускорить процесс вышивания и родственный ему пошив, повысить производительность оборудования путем увеличения количества одновременно работающих органов удалось различными путями.

Первым шагом к увеличению производительности было создание швейной и ручной вышивальной машины, причем сроки обоих изобретений совпали. Попытки механизировать пошив предпринимались уже давно. Первые две из них, оказавшиеся успешными, были сделаны в Великобритании. В 1810-1839 гг. венский закройщик Мадершпрегер пытался работать двумя нитками, но ему удалось только механизировать транспортирование верхней нитки.

Различные способы ввести нижнюю нитку в петлю верхней, вручную или с помощью механического приспособления, оказались неприемлемыми.

Первым практического результата достиг американец Хоув, который в 1846 г. запатентовал свою швейную машину челночного стежка с челноком. Под челночным стежком подразумевался тогда двухниточный шов. В 1850 г. эта машина была оборудована иглами нового типа, предложенными Зингером.

Следующим изобретением была машина челночного стежка с петлителем, предложенная Вилером и Вильсоном в 1852 г.

Названные изобретатели и их машины не были единственными. Над механизацией швейного процесса работали, с большим или меньшим успехом, и другие люди. На машине удалось получить и цепной шов. В этом направлении работали, в частности, Крембе в Рейнской области (1810 г.), Тимонье в Париже (1828-1829 гг.), а также англичане (1847-1848 гг.). Изобретенные ими механизмы действовали на основе транспортирования материала по прямой линии. Только в 1863 г. (по другим данным в 1866 г.) французский слесарь Бонна изобрел вышивальную машину цепного стежка с управлением от вращаемой вручную рукоятки, которую стала выпускать фирма "Э. Корнели" в Париже, а многоигольная машина была предложена швейцарцем Бокарри (Санкт-Галлен, 1870 г.).

Промышленные швейные машины продолжали быстро усовершенствоваться, а также специализироваться. Швейной игле удалось придать качание с различной амплитудой, что позволило получить зигзагообразную строчку. Высокой степени усовершенствования достигла машина подобного рода, которую с 1860 г. стала выпускать фирма "Адлер" (Германия) специально для вышивания гладью.

Наряду со швейными машинами стали появляться вышивальные, именуемые тогда "вышивальными станками". Многоигольная вышивальная машина изобретена в эльзасском городе Мюльхаузене (1828-1829 гг.). Ее закупил некто Риттмейер в Санкт-Галлене и усовершенствовал в последующие годы с помощью механика Манже. Примерно в 1845 г. на этих первых многоигольных вышивальных машинах стали получать вышивки высокого качества. Эта вышивальная машина, которую позднее стали называть простой ручной вышивальной, завоевала вскоре общее признание.

В Швейцарии стали возникать фабрики, где работали такие машины. Оборудованные дыропробивальными аппаратами (изобретенными в Санкт-Галлене в 1867-1868 гг.), они выпускали шитье, а после изобретения на пороге XIX в. способа вытравки - и прекрасное гипюровое кружево.

Основные параметры ручной вышивальной машины были использованы при создании механизированной многочелночной машины. Это прежде всего:

габарит. Большая вышивальная машина имеет несколько метров, в ширину и оборудована сотнями игл, расположенными горизонтальными рядами;

способ размещения вышивального грунта в специальной вышивальной раме, ширина которой соответствует рабочей ширине машины. Ввиду расположения грунта в вертикальной плоскости иглы для выполнения прокола движутся по горизонтали;

сбалансированное перемещение рамы в любом направлении; вышивальная рама, ведомая пантографом через систему рычагов: и перемещаемая вручную.

Максимальный размер раппорта, соответствующий расстоянию между крайними иглами, выражается в старых французских дюймах (1 французский дюйм равен 27,07 мм). Особенностью ручных вышивальных машин (сейчас используются лишь немногие из них) является функционирование, подобное ручному вышиванию, при котором одна игла перерабатывает одну нитку (однониточная система), а управление, хотя и с помощью механических устройств (рукояток, шестерен, штанг и валов), осуществляется вручную. После того как большая часть продукции стала изготовляться на более производительных многочелночных вышивальных машинах, ручная машина используется лишь для специального цветного вышивания, которое можно выполнить только по однониточной системе.

Идея перенести способ стежкообразования швейной машины на большую вышивальную машину принадлежит швейцарскому ткачу Исааку Грёбли и относится к 1862 г. После создания образца такой машины в 1863 г. в механической мастерской братьев Беннингер годом позже первая челночная вышивальная машина была изготовлена фирмой "Ритер". В 1878 г. машиностроительный завод Заурера (Швейцария) также начал выпускать такие машины. В 1883 г. его примеру последовала фирма "Дитрих" в г. Плауэне (Германия), переименованная впоследствии в машиностроительный завод "Вомаг", а в 1885 г. - фирма "Фогт" в Хемнице (позднее "Каппель"), Наряду с этими крупнейшими поставщиками машин подобного рода возникают и другие.

Постоянные усовершенствования этих машин не только заключались в улучшении процесса стежкообразования и модернизации органов управления, но и касались увеличения рабочей ширины и создания лучших условий перемещения вышивальной рамы. Кроме того, разрабатывались новые механизмы, такие, как фестоночный аппарат, пробивной аппарат для образования отверстий, аппарат для вышивания ворсистой пряжей, сутажный аппарат, а также зажимные и заправочные устройства.

Вскоре были предприняты попытки автоматизировать процесс. В первую очередь это коснулось управления вышивальной рамой от перфокарт. В 1880 г. решением этой проблемы занялся сын изобретателя челночной вышивальной машины Арнольд Грёбли. После многократных неудач он снова возобновлял свои усилия, и вот в 1896 г. в Цюрихе заработал первый автомат Грёбли, снабженный картонасекальной машиной.

С 1898 г. эти автоматические вышивальные машины стали находить применение на многих фабриках в Швейцарии и за ее пределами. Соответствующий патент закупила фирма "Фельдмюле", принадлежащая Шенфельду. Но к 1910 г. плауэнский техник Цанге, проработавший несколько лет в этой фирме, предложил автомат более совершенного типа и назвал его автоматом Цангса. Эта машина быстро распространилась в последующие годы.

Упомянутый выше машиностроительный завод Заурера в 1916-1919 гг. создал собственный автомат, так называемый заурерский. Эта машина применялась в основном в Швейцарии и Австрии. Фирма "Роберт Рейнер" в Нью-Джерси (США) также выпускала вышивальную челночную машину, по типу близкую к автомату Цангса.

После многолетнего перерыва (кризис 30-х годов, вторая мировая война) оживление промышленности снова пробудило интерес к вышивальным машинам. Фирма "Заурер" создала свой автомат "Заурер 2S". Выпуском этого производительного оборудования занялась фирма "Цанге" в Крефельде (Германия). В других странах, в частности в Японии (фирма "Хитачи"), Италии ("Комерио Эрколе" и "Металмеканика"), также начали изготовлять вышивальные машины на базе автомата Цангса. Но не отстала и фирма "Заурер": в 1947 г. появилась ее новая высокопроизводительная вышивальная машина "Заурер 1040". Своей максимальной скоростью - 170 стежков в минуту - эта машина превзошла машины из Крефельда ("Цанге 117R" и "Цанге 117S"), делающие 200 стежков в минуту.

Вышивальные машины с пантографом сейчас стали редкостью на фабриках, а уцелевшие применяются обычно только для разработки рисунка.