Как делают швейные машины вход процесс выход

Обновлено: 24.04.2024

§ 23. Технологическая система : входы и выходы, управление, обратная связь

В современной жизни нас окружает много разных предметов: мебель, техника, одежда, транспорт, книги и др. Все эти предметы стали неотъемлемой частью нашей жизни, ведь они облегчают работу людей, создают уют в помещениях, способствуют отдыху и т.п. Одежда, обувь, книги, мебель, посуда, машины и много других вещей являются результатом труда или объектами технологической деятельности человека.

Изготовление любого изделия нуждается в затратах энергии, материалов и использовании оборудования. Изготовить одно и то же изделие можно с разными затратами энергии и материалов. Это зависит от сырья, избранного оборудования, формы и размеров изделий.

Любая технология состоит из таких элементов: предмет труда (то, что необходимо изготовить), средства труда (технические устройства для изготовления изделий), носители технологических функций (работник, коллектив и т.п.), продукт труда.

Предмет труда – объект, на который человек воздействует в процессе трудовой деятельности, превращая его в нужное изделие. Если человек вымешивает тесто, то тесто - предмет труда. Предметом труда есть металлическая заготовка, которую токарь обрабатывает на станке.

Средства труда – это орудия труда (оборудование, машины, механизмы, инструменты), с помощью которых человек, действуя на предметы труда, изготавливает изделия.

Решающая роль среди них принадлежит механическим средствам. Орудия труда, которые необходимы для выполнения определённой работы, называют технологическим оборудованием (технологическими средствами).

В зависимости от функций, выполняемых в процессе работы, определённая вещь может служить и предметом, и средством труда. Так, швейная машина, с помощью которой шьют одежду, принадлежит к средствам труда, а та, что находится в ремонте, - к предметам труда.

Материальным результатом труда человека является продукт труда . Это разные детали, механизмы, швейные изделия и т.п.

В деятельности человека выделяют два основных вида исследовательскую деятельность, служащую для познания законов природы, и преобразующую деятельность, предназначенную для создания необходимых человеку изделий, продуктов, услуг и т. д.

К преобразующей деятельности относится, например обработка различных материалов: древесины, металла, тканей, пластмассы. Из них люди производят изделия, удовлетворяющие их потребности. Преобразовывать может и энергия. Так, дома электрическая энергия может преобразовываться в тепловую – для обогрева помещения и приготовления пищи или в световую – для освещения комнат.

Исследоваться и преобразовываться может и информация. В процессе общения люди обмениваются информацией. Она может передаваться на расстояние с помощью различных устройств: телефонов (рис. 1, а), телевизионных приёмников (рис. 1, б), компьютеров. Например, получить информацию о состоянии здоровья человека можно помощью специального прибора — термометра (рис. 1, в)

Рис. 1. Устройства для получения и передачи информации: а – телефон; б – телевизионный приёмник; в – термометры

0та информация позволит понять, нуждается ли человек в помощи врача.

Для того чтобы организовать преобразующую деятельность, необходимы знания законов природы и способов их применения на практике. Нужно определить методы, приёмы, режимы работы, последовательность действий. Знание о каком-либо виде преобразующей деятельности определяет конкретную технологию.

Технологию обычно рассматривают в связи с конкретной отраслью производства (машиностроением, строительством и т. д.) или в зависимости от предмета труда (материал, энергия, информация и др.). На схеме представлены различные виды промышленных технологий.

Виды промышленных технологий

Любая производственная технология, современная или архаическая, решает три основополагающие технологические проблемы, которые можно сформулировать в виде вопросов:

Как обрабатывать?
На чем обрабатывать?
Чем обрабатывать?

Рассмотрим подробнее, в чем смысл этих вопросов.

В современном мире именно способ обработки деталей является главным секретом производства, фирмы-производители берегут его с особой тщательностью. И если конструкции изделий (автомобилей, космических кораблей, даже военной техники) часто не являются тайной, то процесс обработки (ноу-хау) засекречивают всеми возможными способами. Например, начертить схему компьютерного микропроцессора могут многие инженеры-электронщики, но как его сделать, какие процессы обработки применить, знает только небольшая группа специалистов.

Существует много разных технологий. С помощью одной технологии можно приготовить определённый вид еды, с помощью другой технологии – найти нужную информацию в учебнике или в сети Интернет, с помощью третьей технологии – организовать учёбу в классе.

В связи с этим технологии делятся:

• на материальные (преобразование, обработка материалов);

• энергетические (производство, передача и использование энергии);

• информационные (преобразование, обработка информации);

• социальные (работа с людьми).

Таким образом, человек создаёт и использует различные технологии для удовлетворения своих потребностей. При этом он преобразует окружающий мир.

Мир, который нас окружает, можно разделить на дне части. Первая – это мир природы (рис. 2). Вторая – это мир, созданный человеком (рис. 3). Искусственные технические объекты, созданные и используемые человеком составляют техническую сферу (техносферу). В неё входят технические устройства и технические системы.

Рис. 2. Мир природы

Рис. 3. Мир, созданный человеком

Для создания технических объектов человек используют различные технологии, которые постоянно совершенствуются. В связи с этим одни технологии устаревают и перестают использоваться, на смену им приходят новые, более эффективные.

Применение современных технологий позволяет решать важные социальные проблемы, например, бороться с нехваткой продуктов питания. Использование таких технологий имеет положительные последствия для общества. Но в то же время есть такие технологии, использование которых приводит к отрицательным экологическим последствиям.

Технологические машины обеспечивают скорость выполнения технологического процесса (другими словами – производительность) и точность изготовления изделий. Технологические приспособления, расширяя ограниченные физические возможности человеческих рук, позволяют прочно и жестко закреплять инструменты и обрабатываемые заготовки на станке, а также совершать сложные и точные движения инструментом. Например, стол современного фрезерного станка обеспечивает перемещение установленной на нем детали по шести пространственным координатам (трем линейным и трем вращательным) с точностью до 0,001 мм.

Три составляющие технологии

Другими словами, каждая технология состоит из трех составляющих:

процесса технологической обработки;
станка;
инструмента.

Эти компоненты взаимно влияют друг на друга и изменение, усовершенствование одного из них влечет за собой изменение двух других технологических составляющих (см. схему). Для иллюстрации этого явления совершим небольшой экскурс в историю развития техники.

Любая технология включает в себя описание последовательности действий, способов деятельности, а также инструменты и оборудование, необходимые для достижения нужного результата.

Рис. 4. Оборудование: а – станок сверлильный; б – швейная машина

Самое древнее каменное орудие – рубило (рис. 5). Для его изготовления первобытный человек брал кусок кремня или кварца (обрабатываемый материал) и, нанося удары (процесс обработки) другим камнем (инструмент), оббивал заготовку рубила так, что одна ее сторона заострялась. Оббивка производилась на весу, вручную. При этом мастерство выполнения обработки (удара) опережало в своем развитии и качество инструмента (обычный камень), и уровень приспособления для закрепления заготовки (отсутствующего на тот момент).

Рис. 5. Оббивка каменного орудия и каменные инструменты

На рисунке 6 мы видим еще одно свидетельство технологической мысли древности, где также присутствуют все основные составляющие технологии: приспособление – рычаг 1, с помощью которого древний человек обрабатывал камень-заготовку 2, вручную раскачивая оправку с кремниевым инструментом 3.

Рис. 6. Древнее приспособление для резки камня: 1 – нажимной рычаг; 2 – заготовка; 3 – оправка (совершает качательное возвратно-поступательное движение)

Кроме инструментов и оборудования, управляемого людьми, широко используются и автоматические устройства, которые работают без участия человека по программе, заданной человеком. Примером устройства с автоматически выполняемыми функциями является электроутюг (рис. 7, а). Он сам отключается от электрической цепи, когда его температура достигает определённого значения, которое заранее задаётся человеком. Более сложной автоматической системой является машина, управляемая встроенным компьютером, например посудомоечная машина (рис 7, б). Она действует без вмешательства человека по программе, созданной человеком. Автоматическими устройствами с компьютерным управлением являются роботы (рис. 7, в).

Рис. 7. Автоматические устройства:

а – утюг; б - посудомоечная машина; в – робот

Помимо технических устройств, люди создают технические сооружения: плотины, дороги, мосты. Мы живём в мире, наполненном техническими устройствами, техническими сооружениями и техническими системами, которые нужны для удовлетворения потребностей людей. Всё это создано не природой, а человеком. Именно этот мир и составляет техносферу .

После выявления потребностей человека, группы людей или всего общества в чём-либо необходимо организовать производство. Изготовление изделий или информации оных продуктов осуществляется с помощью технологически систем.

Рис. 8. Схема технологического процесса

На вход технологической системы подаются необходимые материалы, энергия и информация, а на выходе получается интересующая нас продукция.

Технологические системы бывают различной сложности. Простой технологической системой является кофемолка (рис. 9). На вход этой системы подаётся кофе в зёрнах, электрическая энергия и информация о включении кофемолки человеком, когда он нажимает кнопку пуска. Система содержит электродвигатель, который заставляет вращаться нож, размалывающий зёрна кофе. На выходе получается молотый кофе.

Рис. 9. Кофемолка

Более сложной технологической системой является швейная машина, ещё более сложной системой с компьютерным управлением — стиральная машина.

Можно считать сложной технологической системой завод или фабрику. На вход этой системы подаются необходимые для производства материалы и энергия, а также информация от людей, управляющих этим производством. На выходе получают ту продукцию, для изготовления которой был построен завод. Чтобы облегчить труд людей, на современном производстве широко используются автоматы, в том числе с числовым программным управлением и роботы.

Автоматизация производства важна не только из того, что она облегчает труд людей. При её использовании также проще добиться того, чтобы результаты производства удовлетворяли определённым требованиям, которые называются стандартами . Стандарты определяют, например, размеры изготовленных деталей, которые должны быть одинаковыми, чтобы можно было заменить одну деталь другой во время ремонта. Кроме того, существуют экологические стандарты, защищающие природу и человека от вреда, который может нанести производство.

Полезная информация

Экологические стандарты определяют допустили количество загрязняющих веществ в окружающей среде (воде, атмосферном воздухе, почве) и уровне вредных физических воздействий на неё.

Основные понятия и термины :

Исследовательская и преобразующая деятельность, технология, материальные, информационные, энергетические и социальные технологии, техническая сфера, техносфера, инструменты, оборудование, технологическая система, техника, автоматическое устройство, экологический стандарт, реклама.

Вопросы и задания

1. Чем отличаются друг от друга исследовательская и преобразующая деятельность?

2. Расскажите о техносфере. Приведите примеры объектов, входящих в неё.

3. Что такое технологическая система? Приведите примеры технологических систем.

4. Каково основное назначение рекламы? Приведите примеры рекламируемых изделий или продукции в спортивной сфере.

5. Какие достижения техники и технологий XX века вы считаете самыми значимыми для человечества?

Найдите в Интернете сведения о том, с последствиями каких технологий, отрицательно влияющих на природу, борется сейчас весь мир. Предложите пути решения этих проблем.

Подумайте, какие технологические системы могут использоваться на телевидении. Найдите сведения о них в Интернете. Объясните действие одной из таких технологических систем на основе схемы, представленной на рисунке 9.

Сейчас почти в каждом доме есть швейная машина. Она стала чем-то простым, понятным и обычным. Однако в свое время ее изобретение выглядело как чудо. Пользуясь швейной машинкой, полезно знать, когда и почему она появилась, кому человечество обязано ее созданием.

История изобретения

Точных данных о первых машинах для шитья не осталось. Считается, что они существовали в 14-м веке и использовались для того, чтобы сшивать полотна парусов.

С тех пор швейные машины прошли огромный путь развития. Однако полезно помнить о том, какими были первые модели.

Кто создал первую

На протяжении тысячелетий человеческой истории мастерицы шили при помощи игл. Развитие науки и техники привело к тому, что ученые и изобретатели стали задумываться о возможности облегчить этот сложный и утомительный труд.

В истории сохранились сведения о нескольких попытках изобретать машины для облегчения труда швеи:

Устройства, похожие на швейные машины, применялись в Голландии в 14-м веке. Их использовали для того, чтобы сшивать паруса. Считается, что история швейной машинки началась здесь.
Автором первого из известных проектов является великий ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. Однако этот замысел не был реализован.
Немецкий изобретатель Карл Вейзенталь получил патент на швейную машину. Это произошло в 1755 году. Тот механизм, который он создал, не был похож на современный вариант. Единственной его функцией было копирование стежков, которые делает швея.
Англичанин Томас Сейнт создал специализированную швейную машину. В 1790 году он получил патент на устройство, предназначенное для шитья сапог. Это был очень упрощенный вариант, в котором перемещение сапога во время шитья выполнялось руками.

5. Французский изобретатель Бартелеми Тимонье в 1830 году создал более совершенный механизм. Его работа была основана на использовании однониточного цепного переплетения.

К сведению! Он основал первую в истории швейную фабрику, однако она вскоре была сожжена конкурентами.

Первая швейная машина в том виде, который известен сегодня, была создана американцем Элиасом Хоу. Это произошло в 1845 году. С ее помощью можно было выполнять двойную строчку. Скорость работы составляла 300 стежков в минуту. Хотя патент на швейную машину был выдан англичанину, тем не менее Элиас Хоу во всем мире считается ее настоящим изобретателем. Когда изобрели швейную машинку, в конструкции использовался удлиненный челнок.

Однако еще до него такое изобретение сделал Уолтер Хант, который отказался патентовать его. Он мотивировал свой поступок тем, что не хотел, чтобы из-за него многие швеи потеряли работу.

Иглы с ушком у острия были придуманы Йозефом Мадерспргером, гражданином Австрии. Однако патент на них был получен Исааком Зингером.

Когда была создана первая швейная машина

В 1850 году была создана модель, которую считают самым первым вариантом современной швейной машины. Ее придумали и одновременно запатентовали в Соединенных Штатах три изобретателя: Зингер, Гиббс и Вильсон. Каждый из них предложил свой вариант. Наиболее совершенной из них стала машина, созданная Зингером.

Принцип работы первых швейных машин

Устройство, созданное Элиасом Хоу, было основано на том, как работает ткацкий станок. Швейная машина перемещала ткань, накалывая ее на шпильки. Игла работала в направлении, перпендикулярном перемещению ткани.

Важно! Несмотря на примитивное, с точки зрения сегодняшнего дня, устройство, швейная машина давала существенный выигрыш в производительности. Она заменяла труд пяти человек. Однако использование ручного привода было не самым лучшим решением.

Изобретение Исаака Зингера в числе различных усовершенствований сделало возможным применять ножной привод. Это позволило освободить руки для работы и имело большое значение. Одним из следствий этого явилась возможность держать ткань обеими руками и легко передвигать ее в любом нужном направлении. Таким образом появилась возможность делать не только прямые швы, но и фигурные.

В этой машине фиксация ткани выполнялась при помощи лапки, а передвижение происходило с помощью зубчатого колеса.

Работы отечественных и зарубежных учёных

Швейные машины с момента своего изобретения постоянно совершенствовались. Основные направления работы ученых и изобретателей состояли в следующем:

Внедрялись устройства с компьютерным управлением. Некоторые из них допускали прямое подключение к компьютеру или ноутбуку.
Развивалась конструкция челнока.
Внедрялось использование композитных материалов для различных узлов.
Совершенствовалась система смазки деталей.
Совершенствование эксплуатационных характеристик привода.

К сведению! Несмотря на то, что современные машины обладают многочисленными возможностями, их совершенствование продолжается и в настоящее время.

История появления и развития швейных машин в России

Квадратный игловодитель.
Регулировка натяжения нити была организована примитивным образом.
Движение челнока происходило вдоль машины.
Нить после выхода из челнока продевалась через несколько дырочек. Чем больше было их количество, тем сильнее становилось натяжение.

С помощью машинок этого типа можно было делать швы на брезенте или коже.

Важно! Недостатками такого типа машинок является низкая скорость работы и неудобная система натяжения нити.

Эта компания не только продавала машинки на территории России, но и экспортировала их в Турцию, Японию, Персию и Китай.

К 1913 году количество выпускаемых машин достигло 600 тысяч.
При этом каждый день создавалось 2 500 швейных машин.
Продажа осуществлялась через более чем 3 000 фирменных магазинов.
В них работало 20 тысяч человек.

Когда в 1917 году произошла Февральская революция, перед этой фирмой возникла угроза банкротства. Чтобы этого избежать, производственные мощности были сданы Временному правительству на льготных условиях.

Челнок как революция

Первым использовал челнок в качестве конструктивного элемента швейной машины Уолтер Хант. В качестве образца он использовал аналогичную деталь ткацкого станка. При этом внутри челнока имелась ось, на которую намотана нить. Один из концов был заострен. В процессе работы нить проходила то над, то под острием. В современных машинах такой челнок не используется.

При использовании горизонтального кругового челнока швее приходится выполнять меньше манипуляций по установке шпульки в шпульный колпачок. Предусмотрен регулировочный винт, с помощью которого можно установить нужное натяжение нити. Недостатком такого челнока является то, что его делают из пластмассы, и поэтому он плохо приспособлен к использованию толстых нитей. Грубая нить способна повредить пластмассовую деталь, проточив в ней канавку.

Вертикальный качающийся челнок применяется в старых машинах. В современных используется вращающийся ротационный. Его преимуществами является:

Высокое качество шитья.
Способность работать на различных скоростях оборотов.
Простота обслуживания и эксплуатации.

При использовании таких челноков исключается возникновение такой ситуации, как обрыв нити.

Иосиф Зингер был работником механической мастерской, занимающейся ремонтом швейного оборудования. Поскольку оно часто ломалось, инженер Зингер сказал своему боссу о том, что он создаст более надежную швейную машину, чем существовавшие в то время.

Дополнительная информация! На эту работу ему потребовалось только 11 дней. Одним из преимуществ его конструкции было активное использование сменных частей.

В то время промышленное использование такой техники было невыгодно. Дешевый ручной труд считался более выгодным по сравнению с механизированным. Поэтому Зингер разработал более усовершенствованную и компактную машину, предназначенную для семейного использования. Предоставлялась возможность приобретения техники в рассрочку. Благодаря правильной организации сбыта продажи швейных машин росли быстрыми темпами. Эта фирма использовала не только рекламу, но и проводила презентации, чтобы убедить покупателей в качестве своей продукции.

Зингер понял, что его основными покупателями будут женщины. Чтобы рекламировать свою продукцию, он раздавал брошюры о ней вместе с религиозными.

Важно! Эта компания считается первой в мире, которая организовала постпродажный сервис, продавая запасные узлы к машинкам отдельно.

Компания бурно развивалась. Большую роль в этом сыграл не только выбор продукции, но и использование продуманных рыночных стратегий. В конце 19-го века были созданы и другие компании, производящие и продающие такую технику.

Считается, что эта фирма предлагает машинки высочайшего класса, пригодные для качественной работы с тонкими и капризными тканями. История этой фирмы началась в Токио в двадцатых годах прошлого века.

Ее основателем является Йосаку Осе. В то время в конструкции швейной машины использовался удлиненный челнок. Эта компания вместо него стала использовать круглый.

Когда такие машины начали использоваться, это существенно повысило производительность труда швей. Даже самые несовершенные образцы помогали улучшить и ускорить работу. Однако для их дальнейшего развития были важны не только изобретения, но и внедрение использования швейных машинок в промышленности и в домашних условиях.

Читайте также: