縫紉機的原理
沒有縫紉機，世界可能是另外一個樣子。像汽車、軋棉機和過去300年間其他無數(shù)的創(chuàng)新一樣，縫紉機承擔(dān)了某項費時、費力的任務(wù)并把它變得快捷、簡單。機械化縫紉機的發(fā)明，使得制造商突然能夠以最低的費用生產(chǎn)大批高質(zhì)量的衣服。由于這項技術(shù)，世界上絕大多數(shù)人現(xiàn)在都能買得起結(jié)實、針腳細致的衣服，而僅僅在200年前，這種衣服還是奢侈品。事實上，縫紉機核心部位的自動縫合機制簡單得令人難以置信，不過驅(qū)動這一機制的機器相當精細，需要靠齒輪、滑輪和電機的配合來正確行使功能。深入了解縫紉機后，您會發(fā)現(xiàn)它是人類發(fā)明的最為巧妙、最富創(chuàng)造性的工具之一。
縫紉機與汽車有某些相似之處：市場上有數(shù)百種型號的機器，但價格和性能差別相當大。在低端產(chǎn)品中，有傳統(tǒng)的最基本的電動設(shè)計，適合偶爾家用；而在高端產(chǎn)品中，有設(shè)計復(fù)雜的、可以掛接到計算機的電子縫紉機。紡織品公司有許多型號的縫紉機可選，包括?？p某種產(chǎn)品的改良型號。 但是，就像汽車一樣，大多數(shù)縫紉機的基本原理都是相同的。汽車的核心是內(nèi)燃機引擎，縫紉機的核心是線圈縫合系統(tǒng)線圈縫合系統(tǒng)線圈縫合系統(tǒng)線圈縫合系統(tǒng)。 線圈縫合方法與普通手工縫紉差異很大。在最簡單的手工縫合中，縫紉者在針尾端的小眼中系上一根線，然后將針連帶線完全穿過兩片織物，從一面穿到另一面，然后再穿回原先一面。這樣，針帶動線進出織物，把它們縫合在一起。 雖然這對手工來說非常簡單，但是要用機器進行牽拉卻極其困難。機器需要在織物的一邊釋放針，然后在另一邊即刻再次抓住它。然后，它需要把松散的線全部拉出織物，調(diào)轉(zhuǎn)針的方向，然后反方向重復(fù)所有步驟。這一過程對一個簡單的機器來說太復(fù)雜了，并且不實用，而且即使對手工來說，也只有用較短的線時才好用。 相反，縫紉機只需將針部分穿過織物。在機針上，針眼就在尖頭的后面，而不是在針的尾端。 針固定在針桿上，針桿由電機通過一系列的齒輪和凸輪牽引做上下運動。 當針的尖端穿過織物時，它在一面向另一面拉出一個小線圈?？椢锵旅娴囊粋€裝置會抓住這個圈然后將其包住另一根線或者同一根線的另一個線圈。
鎖扣和鏈條
我們了解了縫紉機的核心是線圈縫合。事實上有多種不同類型的線圈縫合，而且它們的原理也略有不同。 最簡單的線圈縫合是鏈式縫合。若要縫出鏈式縫合，縫紉機會在線的后面用相同長度的線打環(huán)?？椢镂挥卺樝旅娴囊粔K金屬板上，用壓腳固定。每次縫合開始時，針穿過織物拉出一個線圈。一個做線圈的裝置在針拉出前抓住線圈，該裝置與針同步運動。一旦針拉出織物，送布牙裝置就會將織物往前拉。當針再次穿過織物時，新的線圈將直接穿過前一個線圈的中間。做線圈的裝置會再次抓住線，圍繞下一個線圈做線圈。這樣，每個線圈都會把下一個線圈固定到位。 鏈式縫合的主要優(yōu)點是可以縫得非常快。但是，它不是特別的結(jié)實，如果線的一端松開，可能整個縫紉會全部松脫。
大多數(shù)縫紉機使用一種更結(jié)實的縫線，叫做鎖縫。 鎖縫裝置最重要的元件是擺梭鉤擺梭鉤擺梭鉤擺梭鉤和線軸組件線軸組件線軸組件線軸件。線軸就是放在織物下面的一卷線。它位于擺梭的中央，后者在電機的帶動下旋轉(zhuǎn)，與針的運動同步。 與鏈式縫合相同，針穿過織物拉出一個線圈，在送布牙向前移動織物的同時它再次升起，然后將另外一個線圈嵌入。不過，這種縫合機制不是將不同的線圈連接在一起，而是將它們與從線軸上松開的另一段線連接起來。 當針將線套入線圈時，旋轉(zhuǎn)的擺梭用鉤針抓住線圈。隨著擺梭的旋轉(zhuǎn)，它圍繞來自線軸的線拉出線圈。這使得縫合非常結(jié)實。 傳統(tǒng)的電動縫紉機是一項神奇的工程作品。如果卸下外殼，您就會看到許多齒輪、凸輪、曲柄和傳送帶，所有這一切都靠一個電機驅(qū)動。這些元件的精確配置在不同機器之間有很大差異，但是它們的工作原理是相通的。電機通過傳動帶與驅(qū)動輪相連。驅(qū)動輪帶動長長的上驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)，后者與多個不同的機械元件相連。驅(qū)動軸的末端是一個曲柄，它可帶動針桿上下運動。曲柄還可帶動挑線桿。挑線桿與針桿同步運動，向下運動可以松出足夠線段以在織物下形成線圈，然后在它從擺梭鉤放開后向上運動以拉緊線圈。 線從縫紉機頂部的線軸經(jīng)挑線桿和壓線板組件引出。通過轉(zhuǎn)動壓線板組件，縫紉者可以拉緊穿入針的線。縫紉較薄的織物時，必須拉得緊一些；縫紉較厚的織物時應(yīng)拉得松一些。 沿驅(qū)動軸的第一個元件是一個簡單的驅(qū)動帶，可以帶動下驅(qū)動軸。下驅(qū)動軸的末端與一組錐齒輪相連，錐齒輪可帶動擺梭組件旋轉(zhuǎn)，由于二者與同一個驅(qū)動軸相連，所以擺梭組件和針組件始終保持一致運動。 下驅(qū)動軸還可帶動連桿運動，后者可操縱送布牙裝置。一個連桿在每個周期中前后滑動送布牙。同時，另一個連桿帶動送布牙上下運動。
兩個連桿同步，使送布牙壓住織物，將其向前移動，然后向下運動釋放織物。然后，在再次壓住織物重復(fù)周期之前，送布牙將移回原位。 電機用腳踏板控制，縫紉者可以輕松實現(xiàn)變速。這一設(shè)計的優(yōu)點是將所有這些部件連接在一起，當您踩動腳踏板時，電機會以相同的速率帶動所有的過程。無論電機轉(zhuǎn)多快，這一過程始終可以保持絕對同步。 大多數(shù)現(xiàn)代的縫紉機都要靈活得多；它們可以形成多種針腳，有時甚至可以生成復(fù)雜的圖案。 我們認識了傳統(tǒng)電動縫紉機內(nèi)部的機制。這一基礎(chǔ)設(shè)計的一個重要擴充就是能夠縫制不同類型的針腳。傳統(tǒng)縫紉機的典型針腳樣式都是在Z字形針腳的基礎(chǔ)上變化的。Z字形針腳名符其實：是一條鋸齒狀針腳。 Z字形針腳很容易做到。您只需在針組件上下運動時將它從一邊移動到另一邊。在傳統(tǒng)的電動縫紉機中，針桿與另一個連桿相連，后者由主驅(qū)動軸上的凸輪帶動。接上連桿時，旋轉(zhuǎn)的凸輪可以將連桿從一邊移到另一邊。連桿使針桿在進行上下運動的同時，同步進行水平方向的前后傾斜運動。 現(xiàn)代縫紉機的工作原理略有不同。現(xiàn)在的高端家用縫紉機內(nèi)置計算機，還有小監(jiān)視器顯示以便于操作。在這些縫紉機中，計算機直接控制多個不同的電機。這些電機可以精確地移動針桿、壓線板、送布牙和其他縫紉機元件。通過這種精細的控制，它能夠產(chǎn)生數(shù)百種不同的針腳。在一個特定的針腳式樣中，計算機使電機按照精確的速度帶動針桿做上下運動以及左右運動。通常，不同針腳的計算機程序存儲在可移動存儲盤或磁帶中。也可以將縫紉機計算機連接到 PC，以直接從互聯(lián)網(wǎng)上下載式樣。 一些電子縫紉機還能夠創(chuàng)造出復(fù)雜的刺繡式樣。這些縫紉機有一個機動化工作區(qū)，它把織物放在針組件下面。它們還有一系列的傳感器，能夠告訴計算機縫紉機所有部件的位置。通過在調(diào)整針組件時精確地前后和左右移動工作區(qū)來改變縫合樣式，計算機就能生成無限種精致的形狀和線條。縫紉者只需從存儲器中加載式樣或者自創(chuàng)式樣，幾乎所有其他的事情都可以交給計算機來完成。計算機會在必要時提醒縫紉者換線或者做其他調(diào)整。 顯然，這種高科技縫紉機要比200年前完全手動的縫紉機復(fù)雜許多，但是它們都是基于同一個簡單的縫合系統(tǒng)：針穿過織物產(chǎn)生一個線圈并被另一根線套住。一些奇思妙想永遠地改變了世界，這一創(chuàng)造性方法就是其中之一。
