Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Кожевенно-обувные


Технологии/Кожевенно-обувные/Стопа – колодка – комплектующие

Стопа – колодка – комплектующие

14 июня 2004
Рынок легкой промышленности №38, 2004

Великанова Татьяна Федоровна


Основное требование к обуви серийного производства - ее  рациональность, она должна быть такой, чтобы ее основные размеры и форма внутреннего объема соответствовали размерам и форме стопы потенциального покупателя.

Массовое производство обуви для такого потребителя требует точных сведений о типовых размерах и строении стоп целевой группы покупателей. Без таких сведений трудно изготовлять обувь соответствующих размеров: длины и полноты.

Для получения достоверной статистической информации во всем мире проводятся массовые исследования стоп. В ходе их проведения измеряются:

  • размеры стоп в статике;
  • изменение размеров стоп в динамике, в том числе при подъеме пяточной части  на разную высоту над опорной плоскостью (20, 40, 60 мм и др.);
  • допустимое давление на стопу;
  • зависимость между размерами и формой стопы и обуви. Только такой комплексный подход к исследованию стопы гарантирует условия создания рациональной обуви.

Для правильного функционирования стопа должна удобно располагаться внутри изделия, при этом должны максимально использоваться естественные опорные плоскости стопы, причем давление в пределах опорной площади плантарной поверхности стопы должно приближаться к равномерному.

Пять предпосылок проектирования

1. В процессе передвижения человека, в том числе и при подъеме пяточной части стопы над опорной поверхностью, все части стопы претерпевают резкие изменения.

2. Основной характер изменений по отдельным областям стопы остается постоянным, меняются лишь численные значения этих изменений.

3. По характеру изменений можно выделить основные резко отличные области стопы: область продольных следов; область фаланг.

4. Наиболее резко изменяются: длина стопы; длина внутреннего свода стопы; длина переднего отдела; угол отклонения большого пальца; окружность периметра поперечных сечений стопы; высота подъема внутреннего свода от проекционной поверхности.

5. Все изменения стопы при ходьбе свидетельствуют о необходимости вносить при изготовлении колодки поправки к данным ее исходного положения.

Какой должна быть колодка? 


Колодка (внутренняя форма) является основной оснасткой для изготовления обуви, определяющей ее размер и форму. На удобство обуви  существенно влияет форма следа. Критерием рациональности принято считать равномерность распределения давления стопы на обувь, которое должно меняться от предельно допустимого значения до нуля. Это обеспечивает нормальное кровоснабжение, а значит, и правильное функционирование стопы.

Опорная поверхность должна быть такой, чтобы давление на стопу, во-первых, распределялось равномерно на отдельных участках, и соотношение давления в пяточном, перейменном и пучковом отделах обуви при различной приподнятости пятки приближалось к соотношению давления в обуви без каблука, и, во-вторых, предупреждало бы возникновение патологических явлений в стопе.

За основу перехода формы стопы к форме колодки приняты следующие принципы:
1) форма плантарной части стопы в области пятки и боковой стороны в области переймы (наружный свод) должны быть полностью отображены в следе колодки; 
2) в области переймы, соответствующей внутреннему своду, проектируется зазор, который должен оставаться между стопой и обувью, в противном случае внутренний свод станет опорным, что не соответствует его функции; 
3) носочно-пучковая часть следа колодки проектируется по общепринятой методике.

Для проектирования развертки следа колодки (стельки) используют отпечаток и габаритную проекцию плантограммы стопы, причем, учитывая тип обуви и ее назначение. Широтные размеры следа в пятке и в пучках для сапог приближаются к габариту, для туфель - к отпечатку, а с поднятием пятки на высоту ширина следа в пятке проектируется и меньше отпечатка. Длина следа колодки увеличивается по отношению к длине стопы.

Припуск в носке состоит из двух слагаемых (кроме детской обуви): 1) припуск Р1, обеспечивающий нормальное функционирование стопы и предотвращающий образование патологических явлений; 2) припуск Р2 - декоративный, диктуемый модой на форму носочной части (широкая, узкая, плоская, объемная). (Для детской обуви добавляется припуск Р3, учитывающий прирост стопы, который составляет в среднем 2,5 мм в полгода).

Продольная ось колодки обычно соединяет наиболее удаленные точки носочной и пяточной частей, при этом спереди она проходит между первым и вторым пальцами (счет от большого пальца).

Пяточная часть следа проектируется симметричной относительно оси симметрии пятки. За ось симметрии принимают границу наружного свода, проходящую через середину пятки в направлении третьего межпальцевого промежутка (угол с осью следа составляет приблизительно 7о+0,5о). Размеры и форму линии следа в пяточной части с наружной стороны переносят на внутреннюю сторону. Симметричная форма пяточной части следа не ухудшает комфортных свойств обуви и в то же время упрощает проектирование жестких задников, каблуков, набоек; позволяет использовать одинаковые детали (каблуки и набойки) на правую и левую полпары обуви, что имеет большое значение с экономической точки зрения при изготовлении этих деталей методом формования и литья.

Поперечно-вертикальные сечения колодки проектируются со стрелой прогиба по всей площади: в пяточной части для мужской обуви - 3...3,5 мм, для женской и остальных групп обуви - 2...2,5 мм, в пучковой и носочной частях поперечное профилирование составляет во всех колодках 1,5...2 мм.

Кому нужна конструкторская документация? 


Все вышеизложенное справедливо применительно к колодкам, которые разрабатываются у нас в стране, и никак не сочетается с колодками, которые в большом ассортиментом количестве поступают по импорту. Не секрет, что последние 10...12 лет в нашей стране наблюдается спад производства отечественной обуви, комплектующих и оснастки для ее изготовления. Зачастую идет прямое воспроизведение колодок, привезенных из-за границы. Производители обуви ведут закупки по импорту всего пакета для производства обуви - от колодки до комплектующих низа обуви и материалов или заготовок для верха обуви, распространена также практика изготовления отечественной обуви за пределами России.

Постепенно закрываются совсем или превращаются в малые производства ранее действующие предприятия. К примеру, в Москве нет фабрики по производству мужской обуви Буревестник, нет объединения Восток, в состав которого входил ряд фабрик по производству женской и мужской модельной обуви (фабрики №№ 1-3), так и детской обуви (фабрика им Капранова). Только фабрика Парижская коммуна  пока еще сохраняет свой статус. Похожее состояние в производстве наблюдается во многих других городах России.

Следует отметить, что 5...8 лет назад в стране еще действовали стандарты на обувь, материалы, детали и сопутствующую оснастку (колодки, каблуки и др.), существовал хорошо поставленный контроль качества, соответствия требованиям нормативно-технической документации и медицинским стандартам. Со временем многие из этих требований утрачены или просто игнорируются.

Таким образом, российское производство обуви в данный момент претерпевает очередной кризис. Что касается  производства комплектующих деталей низа обуви, там картина соответствует общей картине в обувной промышленности, так как спрос рождает предложение, а спроса нет, или он минимальный.

Тем не менее, сохранились и возникают вновь малые производства обуви и комплектующих. Похоже, именно за ними и стоит будущее. Но любое производство - как большое, так и малое, - нуждается в конструкторской документации на комплектующие.1

Что делает конструкцию рациональной? 


Рациональность конструкции обуви определяется двумя основными факторами: 
1) обеспечением нормальных условий функционирования опорно-двигательного аппарата человека; 
2) обеспечением средств для защиты нижних конечностей от неблагоприятных условий внешней среды.

Первый из этих факторов обеспечивается: 
1) правильным соотношение размеров стопы и внутренних размеров обуви; 
2) соответствием внутренней формы обуви основным морфологическим типам и подтипам стоп с учетом изменений формы и размеров стопы в процессе функционирования; 
3) правильным распределением статодинамических нагрузок на опорной поверхности стопы в обуви; 
4) наличием в обуви конструктивных элементов, препятствующих развитию патологических отклонений в стопе, в том числе в условиях интенсивной нагрузки; 
5) состоянием внутриобувной среды, способствующим нормальному проявлению биофизиологических функций стопы; 
6) прочным держанием конструкции обуви на стопе и возможностью нормальных функциональных движений стопы без дополнительных затрат мышечной энергии; 
7) расположением скрепляющих швов, внутренних укрепляющих деталей и других элементов конструкции вне мест сочленений стопы.

Второй фактор обеспечивается благодаря: 
1) предохранению стопы от высокой и низкой температуры воздуха, от пыли, влаги, песка, снега, активной радиации и др.; 
2) защите стопы, особенно пальцев,  от механических травм (ударов, уколов, давлений и др.). 
Массовая обувь должна конструктивно, не нарушая естественных функций стопы, предотвращать развитие в последней патологических состояний под влиянием внешней среды.

К чему приводит нерациональность конструкции?

 
Неправильно сконструированная обувь может ограничит амортизационную функцию стопы, а также активный отдых мышц, заключающийся в чередовании их напряжения и расслабления. Особенно в молодом возрасте обувь должна защищать стопу от часто происходящих перегрузок благодаря правильно расположенным точкам опоры, обеспечению свободы движения мышц, правильному закреплению пятки, а также благодаря уменьшению напряжения, связанного с продольным сопротивлением изгибу.

Неправильно сконструированная обувь приводит к неправильной постановке стопы, что вызывает стаптывание каблуков и деформацию задников. Несоответствующий форме стопы след колодки, и, следовательно,  неправильно отформованная стелька затрудняют равномерное распределение массы тела на опорную поверхность стопы. Слишком жесткая обувь в пучковой части ограничивает поворот стопы в вертикальной плоскости между предплюсной и передней частью, вызывая увеличение давления на заднюю часть обуви. В противоположность этому эластичная стелька и подошва обеспечивают возможность легкого сгибания обуви под различными углами, что очень важно, так как угол изгиба стопы в плюснефаланговых суставах может быть различным.

Неправильный подбор основных и вкладных стелек может быть причиной излишнего потовыделения, жжения, трещин и боли в подошвенной части стопы. Твердый, но эластичный низ, правильно поставленная пятка, плотное, но эластичное прилегание верха к голеностопному суставу и мыщелкам, а также свободная носочная часть содействуют правильной ходьбе и свободному развитию стопы.

Очень большая роль с точки зрения рациональности конструкции обуви принадлежит деталям низа (подошвам, стелькам, каблукам, простилкам, металлическим геленкам). В разное время эти детали изучали разные исследователи в разных ипостасях.2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 

Изучалась, в частности, работа подошвы обуви при воздействии человека на низ обуви при беге и ходьбе с целью выяснения сущности механических процессов, определяющих работу подошвы и набойки с точки зрения их износа. Исследовались соотношения продолжительности шага с его длиной, распределение давления на опорной поверхности, определение вертикальных и продольных составляющих сил трения, скольжения и качения, силы изгиба, а также амортизационные свойства низа обуви, характеризующие способности низа обуви поглощать часть ударной нагрузки и рассредоточивать ее по площади опоры.

Проводились изыскания материалов для подошвы и стельки. Амортизационные свойства низа обуви меняются в зависимости от свойств и толщины материалов. Если материал низа обуви будет только поглощать какую-то долю нагрузки и не рассредоточивать ее по площади, то его роль в уменьшении удельных нагрузок на опору будет невелика. При понижении толщины и уменьшении твердости подошвы увеличивается площадь активной опоры, вследствие чего в несколько раз уменьшается удельная нагрузка. Если стелька и простилка обладают малой твердостью и большой пластичностью, то новая обувь довольно быстро приформовывается к стопе, то есть на стельке остается ложе.

Если же стелька относительно жесткая, то приформовывание идет медленно, или совсем не происходит. Давление стопы остается сосредоточенным на небольшом участке, что приводит к потертостям плантарной поверхности стопы и ощущению жжения. Формирование ложа, способствующего более равномерному распределению нагрузки, снимает неприятные ощущения, а также увеличивает срок службы подошвы. Аналогичные явления связаны и с применением простилок из различных материалов. Следует отметить, что на пористой резиновой подошве такого эффекта не наблюдается, так как сама резина является амортизатором и перекрывает влияние простилки и стельки.

Много исследовательских работ проводилось также по определению зависимости комфортности и износостойкости низа обуви от форм и параметров каблука. В результате установлено: 
1) форма и параметры каблука в основном влияют на нагрузку на продольный свод стопы; 
2) клиновидный сплошной каблук и каблук с выступом по наружной стороне способствуют практически равномерному давлению на плантарную поверхность свода стопы; 
3) каблуки «столбик» обепечивают самое низкое давление в пяточном отделе.

Как уже было отмечено выше, положение стопы в обуви определяется профилем внутреннего следа, который должен точно соответствовать профилю колодки, на которой изготовлена данная обувь. Исходя из того, что колодки проектируют с учетом информации, полученной в ходе исследований параметров стоп, при конструировании массовой обуви нельзя вносить никаких корректив в профиль внутреннего следа обуви, так как это неизбежно приведет к нарушению правильного положения стопы в обуви. Последствие этого изменения - неправильное положения корпуса тела человека относительно опорной поверхности и развитие патологических отклонений в стопах.

Независимо от конструкции обуви запроектированная колодкой приподнятость пятки и пальцев стопы в обуви относительно опорной поверхности должны сохраняться.

К сожалению, на практике это не всегда соблюдается, в результате чего имеются жалобы потребителей на неудобство обуви. Так, при значительном снижении приподнятости пяточной части человек испытывает неустойчивое положение вследствие отклонения корпуса тела назад, при этом носочная часть обуви резко приподнимается над опорной поверхностью. С превышением же высоты каблука носочная часть опускается на опорную плоскость. В такой обуви стопа смещается к носочной части, что приводит к наклону вперед всего корпуса. При этом положении стопа скользит вперед, пальцы сжимаются, вызывая болезненные ощущения.

Очень важным моментом в достижении комфортности обуви является правильное расположение центра опоры пятки. В моде женской обуви появились каблуки с так называемой «задней» постановкой. В конструкции такого каблука длина верхней поверхности уменьшена. Поэтому центр нижней опорной поверхности может оказаться позади вертикали, проходящей через центр давления пятки. В процессе наблюдения за ходьбой в такой обуви обнаружено, что в фазе опоры на пятку, особенно при отрыве от опоры, каблук у такой обуви смещается назад. В некоторых случаях после трехмесячной носки разрывается подошва в области передней грани верхней поверхности каблука, кроме того, внешний вид обуви - ухудшается.

Не меньший дискомфорт ощущает стопа и в обуви, где центр опоры пятки смещен относительно центральной вертикали в сторону пучка. В такой обуви увеличивается давление фронта каблука на геленочную часть подошвы и стопы, и в результате может произойти отрыв каблука по пяточному закруглению. Вероятность изгиба или поломки геленка в такой обуви увеличивается в несколько раз.

Из всего сказанного вытекают некоторые важные для конструктора выводы:

  • вертикаль центра пятки (центр опоры пятки) должна совпадать или, по крайней мере, приближаться к центру нижней опорной поверхности;
  • конец супинатора должен как можно дальше заходить за центр опоры пятки для обеспечения достаточной жесткости в пяточно-геленочном отделе обуви;
  • применение каблука с «задней» постановкой нерационально.

Большое значение для создания рациональной обуви придается также вопросу опорной жесткости низа. Опорная жесткость - это сопротивление материалов низа обуви деформации сжатия, что характеризует способность обуви рассредоточивать давление стопы на опорную поверхность. Снижение опорной жесткости способствует созданию комфортных условий для стопы в процессе эксплуатации обуви и увеличивает ее износостойкость, так как давление внутри обуви распределяется более равномерно. Опорная жесткость пакета материалов низа обуви определяется как отношение нагрузки к деформации сжатия. 

На показатели общей деформации сжатия и общей опорной жесткости оказывает влияние материал подошвы. Наибольшую деформацию сжатия и соответственно наименьшую опорную жесткость имеет обувь на подошвах из пористых материалов (резина, полиуретан). Наименьшую деформацию сжатия и соответственно наибольшую опорную жесткость имеет обувь на кожаной подошве. Обувь на подошвах из резин повышенной плотности и термопласта занимает промежуточное положение по этим показателям. 

Что касается распределения давления на площади опоры - здесь аналогичная картина. Наилучшее распределение - в обуви на подошвах из пористых резин и полиуретана, наихудшее - в обуви на кожаных подошвах, обувь на монолитной резине и термопласте занимает промежуточное положение.

Все вышеизложенное рекомендуется использовать при проектировании деталей низа - подошв, каблуков, стелек, простилок, геленков и др., а также при выборе материалов для них.

Многолетний опыт работы в обувной промышленности по проектированию и применению обувных деталей и узлов низа позволил создать обобщенные методики проектирования формованных и штампованных деталей и узлов: 
1) геленков металлических; 
2) стелечных узлов с геленками и без геленков; 
3) подошвенных узлов с каблуками и без каблуков из рубленых материалов; 
4) подошв и каблуков, формованных из резин, термоэластопластов, полиуретанов, пластмасс и других материалов.

ПРИМЕЧАНИЯ

Среднестатистические величины размеров отдельных признаков стопы человека, в результате обмера 70 тыс. стоп легли в основу ГОСТ 3927-88 «Колодки обувные». В нем выпуск мужской и женской обуви предусмотрен в 12 полнотах с интервалом в 4 мм, обувь для ясельного возраста - в 3 полнотах, малодетская и дошкольная - в 5 полнотах, школьная, девичья и мальчиковая - в 8. Например, при среднем женском размере 240 (37) обхват в пучковой части первой полноты равен 212 мм, а для самой широкой (12) полноты - 256 мм.

Таким образом, разница между самой узкой и самой широкой полнотой данного размера составляет 3,4 см. Чем больше размер, тем, соответственно, больше будет межполнотный интервал. Данное многообразие полнотных характеристик обеспечивало бы почти 100% населения удобной обувью, которая будет впору.

По английской системе нумерации (которая присуща спортивной обуви) разрыв между полнотами составляет 5 мм. При этом полноты обозначаются буквами (А, В, С, Д, Е и F). Кроме того, существуют еще 5 полнот в сторону уменьшения обхвата (2А, 3А ,4А, 5А, 6А) и 5 увеличенных полнот (2F, 3F, 4F, 5F, 6F) .Существуют и другие полнотные нумерации WWW, WW, W, M, S, SS ,SSS, а также цифровые (1-8). Последние применяются в российской, французской и европейской системах нумерации.

1 Сворачивание обувного производства в Москве идет одновременно с его мощным подъемом на юге России, в частности в Ростовской области. По непроверенным данным, рост его в этом регионе составил в 2003 г. 40%, в настоящее время там  действует более 1000 фабрик и цехов. - Эксперт,  № 18 (419), май 2004 г.

2 Зыбин Ю.П., Ключникова В.М., Кочеткова Т.С., Фукин В.А. Конструирование изделий из кожи.

3 Ченцова К.И., Муханова В.И., Павлов А.Н. Проектирование и моделирование обувных колодок.

4 Хохлов Б.П., Златорунский А.А. Изменение размеров и формы обнаженной стопы в покое и при передвижении - Сб. трудов ЦНИИКП.

5 Кочеткова Т.С. Исследование распределения давления стопы на опору с целью создания рационального следа обуви - Диссертация

6 Лыба В.П. Расчет параметров рациональной внутренней формы обуви на основе силового взаимодействия стопы с обувью - диссертация

7 Коновал В.П., Зыбин Ю.П. Влияние расположения центра опоры и размера верхней поверхности каблука на удобство обуви - Известия вузов

8 Фарниева О.В., Молебная Л.И. Исследование опорной жесткости низа обуви - Известия вузов

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

НАШИ  ЖУРНАЛЫ И СПРАВОЧНИКИ

Смотреть архив

АНОНСЫ:
ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №118

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №117

                    ( читать ... )