一种作坊用鞋帮收口机结构设计＊

王敏，宦鹏飞

一种作坊用鞋帮收口机结构设计＊

王敏，宦鹏飞

（苏州市职业大学 机电工程学院，江苏 苏州 215104）

鞋帮的收口主要包括拉线、穿线、拔线这三个动作。在了解动作的基础上，根据功能要求进行鞋帮收口机的总体结构方案设计，结果表明设计可行，为国内布鞋小作坊加工生产的机械化、自动化提供了有益帮助。

鞋帮收口机；动作要求；结构设计；布鞋

1 引言

布鞋以其舒适性深受群众喜爱。布鞋的生产流程为：针车车间加工鞋帮→收口成型车间成型→鞋底车间上底。收口是鞋帮加工之后帮与鞋底结合之前最重要的工序[1]。

目前，布鞋小作坊鞋帮的收口过程几乎全部是靠工人一只手使用手持专用直钩针穿布、勾线，同时另一只手使用夹紧工具用力拉动并且配合钩针的路径才能完成，劳动强度非常大，所以，布鞋小作坊寻求与高等院校合作，以期能做出鞋帮收口穿线机。本研究将会为国内同类制鞋设备的生产企业提供一定的参考依据，为企业谋求良好经济效益提供技术支持，同时，对于现代控制理论在工业现场的应用提供一定的实现途径[2]。

2 鞋帮收口机设计思路

目前布鞋加工的鞋帮手边定型主要还是依靠手工来完成，这一系列的动作需要工人具备一定的技术基础，根据普通的手工制鞋工艺和功能要求，进行了鞋帮收口机的总体结构方案设计[3]。

2.1 拉线机构设计思路分析

拉线机构与工人手工使用工具来拉近鞋帮线类似，可以通过2个气缸来控制；穿线机构是用来满足穿线的动作，可以通过直线气缸完成；拔线机构是在穿线动作完成后鞋帮线的拉紧动作，达到人工收口穿线的目的。

拉线是鞋帮收边定型的一个重要工序，如图1所示。

在手工操作中用手或借助一定的工具将线拉近，并在拉紧工程中调整鞋与鞋帮的位置，最终使鞋帮贴紧鞋楦。由图1可清晰地看到此动作对手的力气要求较高，并且体力消耗较大。

拉线时用测力计反复多次测量其所需拉力为80 N<<120 N，两根绳的伸长为80 mm<<100 mm。

图1 手工拉线实际动作

将拉线动作简化可得其受力分析如图2所示。其中1和2近似相等。设计中只需对线缓慢地施加一定的拉力1和2，同时人手工进行辅助进定位，将线拉到预定位置。在实际的生产过程中需要对线的材料、长短、粗细进行限定，以保证线能够承受一定拉力和拉线过程中线的夹紧能顺利进行。该动作较为简单，可用直线气缸完成[4]。

图2 拉线受力分析

2.2 拔线机构设计思路分析

拨线目的是与穿线一起完成鞋帮的固定，在实际操作中有一定的精度要求，手工操作如图3所示。

用钩针穿过鞋帮，拉着线绳穿过形成一个线圈，为后面拨线动作做好准备。

拨线动作可利用转角气缸驱动，利用机械装置将线绳带到指定位置，利用摆动气缸带弯钩针带着线绳穿过鞋帮，形成2个线圈，为穿线做好准备。

2.3 穿线机构设计思路分析

穿线的手工动作如图4所示。用直钩针穿过拨线所形成的线圈，再穿过鞋帮另一侧。勾着线绳穿过鞋帮和线圈，两手同时用力将线绳拉紧。将鞋帮定位在鞋楦上，为后期将鞋帮缝上鞋底做准备。

图3 手工拨线动作

图4 手工穿动作

穿线动作可以看成是简单直线运动，在机械装置的实际动作中，可以用直线气缸带动直钩针穿过拨线所形成的2个线圈，借助其他动作将线绳缠绕在钩针上，气缸复位完成拉线动作。

由于线绳具有一定柔性，形成线圈的尺寸有限，因此在设计中对气缸的安装精度要求较高，需要进行具体的设计和选择。

拨线和穿线的受力分析可参考拉线部分的受力分析，这里将不再赘述。

3 鞋帮收口机结构设计

鞋帮收口机结构如图5所示。

根据以上动作的设计思路，鞋帮收口机主要由支架、鞋楦、穿线机构、拔线机构以及拉线机构组成。根据设计图制作的实物如图6所示。

图5 鞋帮收口机结构

图6 鞋帮收口机实物图

4 总结

调查了国内布鞋生产小作坊的生产设备应用现状，了解了手工制鞋步骤、工艺以及遇到的问题，根据鞋帮的收口的拉线、穿线、拔线动作要求，获得了各个收口动作的机构设计思路。设计了鞋帮收口机结构并进行制作，结果表明设计可行，为国内布鞋小作坊加工生产的机械化、自动化提供了有益帮助。

［1］张翔.民间布鞋文化在现代鞋品中的创新应用［J］.河南科技学院学报，2014（3）：64-67.

［2］周敬国.缝纫机与近代上海社会的变迁（1858—1949）［D］.上海：复旦大学，2009.

［3］王文博.制鞋机械设备与技术［M］.北京：机械工业出版社，2007.

［4］金绍文.皮鞋机械与设备［M］.北京：中国轻工业出版社，1994.

2095－6835（2020）06－0118－02

TH122

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.046

王敏（1986—），讲师。

苏州市职业大学青年基金项目（编号：SVU2018QN18），苏州市职业大学研究性课程项目（编号：SZDYKC-190511）

〔编辑：张思楠〕