Попытка применить металлический винт для прикрепления толстых и жестких подошв была вызвана потребностью найти более стойкий, чем деревянная шпилька или нитка, материал.»Винтовой метод крепления подошвы появился в конце прошлого века. Сначала стремились создать машины для ввинчивания в обувь шурупов, затем шурупы заменили проволокой, нарезаемой самой машиной. Только в конце прошлого столетия была изобретена машина для винтового крепления подошв. Применение проволоки с двухходовой нарезкой для крепления позволило повысить производительность труда.
Обувь устанавливают на рог упор так, чтобы край подошвы касался транспортера. Рог-упор прижимает скрепляемые материалы к верхнему упору с силой 1200—1800 Н (120—180 кгс). После включения подачи виита муфта, вращаясь вместе со шпинделем , через который проходит проволока, движется вниз и наталкивается роликами на клинья гребешков. Гребешки поворачиваются на своих осях, зубчатыми поверхностями вдавливаются в проволоку и зажимают ее. Дальнейшее опускание муфты с роликами заставляет гребешки вместе с зажатой проволокой двигаться вниз. Когда проволока завинчена, ножи сходятся и отрезают проволоку. После этого рог опускается, транспортер перемещает обувь, а муфта поднимается.
Винты изготовляют из латунной проволоки, содержащей 62% меди, 37,5% цинка и 0,5% примесей. Попытки заменить латунь более дешевым материалом, в частности сталью, не увенчались успехом. Главным недостатком всех испытанных металлов являлась их подверженность коррозии. Даже у винтов из биметаллов с антикоррозийным покрытием появлялась коррозия на торцах. Стельки в местах прикрепления таких винтов чернели и растрескивались. Разрушение стельки вокруг винта зависит от метода дубления кожи. Стельки таннидного дубления легче портятся, чем стельки хромового дубления. У стелек таннидного дубления отмечается значительное ороговение, появление трещин, коробление и разрушение.
На прочность крепления влияют и параметры проволоки.
Прочность крепления винтами в значительной степени зависит от качества скрепляемых материалов. Сила держания винта зависит от упругости материала. Материалы большой упругости и твердости.
Очевидно, толщина материала существенно влияет на прочность винтового крепления. Особого внимания заслуживает тот факт, что снижается не только сопротивление вырыванию винта, но и прочность крепления. Это объясняется изгибанием материалов при вырывании винта. При изгибании уменьшается площадь соприкосновения материала с винтом и снижается сопротивление вырыванию.
Увлажнение до 30% от массы образца увеличивает силу держания винта в подошве на 20% ив увлажненно-высушенной подошве на 25% . Следует иметь в виду, что при влажности кожи более 30% она теряет упругость и при высыхании из-за сильной усадки образуются просветы между стенками проколов и винтом, в результате крепление становится менее прочным. Следует считать, что увлажнение до 25—30% увеличивает прочность крепления подошв в среднем на 20% по сравнению с прочностью крепления подошв в воздушно-сухом состоянии (влажность 14—16%).
Увлажнение стельки для увеличения прочности крепления имеет еще большее значение, чем увлажнение подошвы, так как после сушилки стелька имеет незначительную (до 8%) влажность. При влажности воздушно-сухой стельки 14% сила держания винта в ней увеличивается на 30%, а в увлажненно-высушенной—на 40%..
Обувь винтового метода крепления хорошо выдерживает носку во влажных условиях. Потеря прочности (в пределах 35—40%) после увлажнения низа обуви восстанавливается в значительной мере при последующем высушивании.
С изменением шага винтов меняется прочность шва. При винтовом методе крепления кожаной подошвы даже при расстоянии между винтами 16,6 мм получается прочный шов (200 Н/см, или 20 кгс/см). При креплении подошв из пласткожи оптимальным шагом является 9 мм. Практически шаг винтов для подошв из кожи и пласткожи в носочной части —7—11 мм, в геленочной —9—13 мм; для жесткой резиновой подошвы —6—10 мм в носочной и в геленочной и пучковой частях —8—11 мм.
В пяточной части подошв всех видов шаг винтов равен 11 — 16 мм.
На прочность крепления подошв винтами влияет и работа машины и форма острия винта, которая зависит от установки ножей. Сопротивление вырыванию винта с острым концом составляет 110 Н/мм (11 кгс/мм), винта с тупым концом — 53 Н/мм (5,3 кгс/мм). Это объясняется тем, что винт с острым концом лучше центрируется и не так разрабатывает отверстие, как винт с тупым концом.
При ввинчивании в подошву проволока вращается и протягивается через шпиндель гребенками. Шпиндель вращается с частотой 70 с»1. Скорость подачи проволоки колеблется от 0 до 0,175 м/с. Это приводит к тому, что угол подъема винтовой нарезки проволоки (23°30 ) не совпадает с углом подъема винтовой линии, получающейся при подаче проволоки: шаг винта —2,6 мм, машина подает за один оборот шпинделя 2,11—3,18 мм проволоки. Это приводит к смятию нарезки в подошвенном и стелечном материалах и к понижению силы держания винта.
Сила вырывания винта, ввернутого в материал на специальном приборе, дающем полное совпадение угла подъема винтовой линии при подаче винта с углом подъема его нарезки, больше силы вырывания винта из того же материала, но ввернутого на винтовой машине: для кожи — на 40 и для резины — на 8%. При работе на винтовой машине коэффициент вариации сопротивления вырыванию винта равен для резины 15 и для кожи —35% по сравнению с коэффициентом вариации соответственно 9 и 20% на приборе. Это свидетельствует о существенном недостатке в работе винтовой машины.
Толщина низа обуви в различных участках неодинакова. Так, толщина носочной части больше, чем боковых частей, а пяточной больше, чем носочной. Понятно, что длина винта также зависит от толщины низа обуви. Машина имеет устройство, автоматически регулирующее подачу винта при изменении толщины низа обуви.
Рог винтовой машины, на который ставят обувь, давит на ее низ силой 1200—1800 Н (120—180 кгс). Это спрессовывает материал в месте ввертывания винта и приводит к получению более плотного шва. Рог можно установить на разном расстоянии от упорной пластинки для обработки материалов различной толщины. Рог соединен кинематической цепью с механизмом гребешков, которые захватывают определенный отрезок проволоки, проходящей через шпиндель. Таким образом изменяется длина винта в зависимости от толщины низа обуви. Механизм гребешков необходимо настраивать очень точно, в противном случае длина винтов отклоняется от нормальной.
Для ввертывания винта в кожаную подошву и стельку требуется сила 500—900 Н (50—90 кгс). При изменении толщины и свойств материала, а иногда при попадании в затяжные гвозди сопротивление возрастает, и гребешки скользят по винту. При этом винт не проходит через всю толщину материалов низа (главным образом через стельку), что значительно ослабляет прочность крепления.
В связи с этим создано несколько приспособлений для контроля прохождения винта через низ обуви. Все приспособления построены по принципу разрыва цепи электрического тока при непрохождении винта через низ обуви, являющийся непроводником тока.
Перечисленные недостатки, а также потребность в плотных стельках и в жестких резиновых подошвах большой толщины привели к тому, что этот метод стал постепенно заменяться гвоздевым.