содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

§ 5. ЖЕСТКОСТЬ ОБУВИ

Обувь разного назначения должна обладать различным сопротивлением деформациям, определяющим ее силовое взаимодействие со стопой.

Бытовая обувь должна хорошо приформовываться к стопе, иметь небольшие сопротивление изгибу и жесткость, т. е. быть гибкой, тогда как некоторые типы специальной обуви должны иметь конструкцию, предохраняющую стопу от травм и обеспечивающую достаточную жесткость. Гибкая обувь удобна в носке, обладает малым сопротивлением изгибу и поэтому не требует от стопы больших затрат энергии на изгиб обуви. В настоящее время к этому показателю качества бытовой обуви предъявляют высокие требования. В. Н. Цветков впервые выделил три основных вида сопротивления обуви деформациям, или три вида жесткости:

1) изгибная жесткость (гибкость) характеризует сопротивление обуви изгибу. Данный вид жесткости обуви проявляется особенно резко при ходьбе и беге и представляет в значительной мере силы давления тыльной поверхности стопы на верх;

2) распорная жесткость характеризует сопротивление поперечных сечений обуви примерно в области плюснефалангового сочленения изменению ее формы. Этот вид жесткости проявляется при стоянии и движении человека и связан с силами давления тыльной и боковой поверхностей стопы на верх обуви;

3) опорная жесткость характеризует сопротивление обуви изменению ее формы в направлении увеличения контакта опорной поверхности стопы с обувью под действием сил, нормальных к опорной поверхности. Опорная жесткость проявляется как в статике, так и в динамике.

Изгибная жесткость. Гибкость обуви определяют отношением усилия при изгибании ее на угол 25°, зафиксированного на шкале нагрузок при третьем изгибе, к ширине подошвы в месте изгиба. Гибкость бытовой обуви разных родов, методов крепления с подошвами из различных материалов колеблется от 8 до 22 Н/м. По данным А. П. Макаровой, ходьба в жесткой обуви вызывает хроническую перегрузку мышц стопы й голени, увеличение нагруженности пальцев стопы, что приводит к утомлению носчика.

Гибкость обуви зависит от многих факторов, из которых наиболее важными являются конструкция шва, скрепляющего

верх и низ обуви, и свойства материалов низа.

При изгибании обуви происходят растяжение подошвы и сжатие стельки. Так как, по данным М. Г. Любича, сопротивление сжатию жесткой кожи превышает почти в десять раз ее сопротивление растяжению, то гибкость обуви в значительной степени зависит от наличия или отсутствия в ней стелек, от

свойств материала стельки. Так, усилия изгибания обуви на

кожаной подошве без стелек (выворотный и сандальный методы крепления) в несколько раз меньше, чем усилия изгибания обуви со стельками. Усилия изгибания детской обуви метода крепления парко со стельками составляют 50—60 Н, а этой же обуви без стелек — 20—25 Н [9].

 

Повышение условного модуля упругости стелечной кожи с 51,3 до 74 МПа (толщина стельки 3—3,3 мм), по данным Н. Г. Хоменковой, увеличивает нагрузку при изгибании на угол 25° мужских полуботинок рантового метода крепления с 38 до 52 Н, т. е. на 36,8%, а увеличение толщины стелечной кожи с 3 до 3,2—3,5 мм и до 4—4,5 мм (при толщине кожаной подошвы 4,5 мм) вызывает рост нагрузки при изгибании на угол 25р с 38 соответственно до 44 и 58 Н, т. е. на 15,8 и 52,6 %.

Реальными средствами снижения толщины и жесткости стелек и повышения тем самым гибкости обуви являются внедрение клеевой затяжки заготовки, предъявляющей пониженные требования к толщине и жесткости стелечных материалов, и применение составных стелек (с пучковой или носочно-пучковой частью из гибких тонких материалов). Гибкость стельки может быть повышена при дополнительной обработке ее пучковой части: надсекания, перфорации, рифления.

Свойства кожи для подошв оказывают по сравнению со свойствами кожи для стелек меньшее влияние на гибкость.

Так, повышение условного модуля упругости подошвенной кожи с 62,5 до 95,2 МПа (при толщине подошв 4,5 мм) увеличивает нагрузки при изгибании на угол 25° мужских полуботинок рантового метода крепления с 45 до 53 Н, т. е. на 17,7 %, а повышение толщины подошвы с 4,5 мм до 5—5,3 и 5,5—6 мм вызывает рост нагрузки с 44 соответственно до 45 и 48 Н, т. е. на 2,3 и 9,1 %.

Кроме свойств материалов стелек и подошв гибкость обуви зависит от наличия или отсутствия кожаной подложки, платформы, простилки, свойств их материалов, конструкции швов, соединяющих верх с низом. Так, применение платформ из жесткого стелечного картона в обуви строчечно-клеевого метода крепления резко снижает ее гибкость и сводит на нет все конструктивные преимущества этого метода крепления.

От конструкции шва, соединяющего верх с низом, зависят подбор материалов по толщине и жесткости, степень сращивания деталей низа в монолитную систему.

Низ обуви условно можно представить в виде трехслойной пластины, составленной из материалов разных модулей упругости и толщины. Если пластины не скреплены, на поверхности их соприкосновения не возникает сил трения и трехслойная пластина изгибается при самостоятельном изгибании каждого слоя.

 Показано, что сила для изгибания нескрепленной системы равна сумме сил Q, необходимых для изгибания ее слоев. Жесткость системы после скрепления ее слоев по краю швами, аналогичными применяемым в типовых конструкциях обуви, сильно изменяется. Это изменение выражается отношением сил Р для изгибания скрепленной системы к силе Q, т. е.

У = P/Q.

На величину У в основном влияют материалы слоев системы и метод их скрепления. При скреплении внутренним швом (винтовым, деревянно-шпилечным, прошивным и особенно гвоздевым) жесткость увеличивается в 3—4 раза. При рантовом методе крепления жесткость возрастает в 1,5—2,5 раза (меньше всего при использовании пористой резиновой подошвы).

Следует отметить, что при одних и тех же деталях метод крепления меньше влияе+ на жесткость низа обуви, чем механические свойства материала и толщина деталей.

По абсолютной величине усилия при изгибании клеевых конструкций низа обуви значительно меньше, чем при изгибании стержневых и ниточных конструкций. Это объясняется в основном применением при изготовлении обуви клеевого метода крепления более тонких и гибких стелек (особенно при клеевой затяжке заготовки) и подошв.

Гибкость обуви изменяется в процессе носки. В первый период носки гибкость деталей низа увеличивается, происходит приформовывание стельки и подошвы к стопе человека. По данным М. Г. Любича, усилия изгибания на угол 25° ношеной обуви составляют примерно 40—60 % от первоначального усилия.

Распорная жесткость. Распорная жесткость обуви изучена мало. Под распорной жесткостью понимается способность верха растягиваться при носке обуви, а следовательно приформовываться к стопе вследствие изменения размеров и формы верха обуви. Но в результате слабого сопротивления верха обуви распорным усилиям она может потерять форму. Если же жесткость материалов верха такова, что распорные усилия, возникающие при носке обуви, не смогут приформовать верх обуви к стопе, то обувь может повредить стопу.

Испытание наружной стороны (а), середины (б) и внутренней стороны (в) союзки обуви методом кольца

В разных типах обуви распорная жесткость должна быть выражена в различной степени, но в то же время ее рациональный предел должен быть обоснован.

Для характеристики распорной жесткости обуви используется показатель стойкости, определяемый методом кольца. Испытание стойкости союзки указанным методом заключается в определении прогиба союзки h, мм, под действием силы 2 Н в течение 15 с последовательно в трех точках союзки (рисунок).

По данным Э. М. Островитянова, стойкость союзки из опойка толщиной 0,9 мм без подкладки будет в 2,5 раза меньше, чем стойкость союзки из юфти толщиной 2,2 мм. Подкладка и меж-подкладка увеличивают стойкость обуви.