Как работает швейная машинка¶

Швейная машинка — механическое или электромеханическое устройство для соединения тканей и других материалов с помощью ниток, основанное на принципе петельного стежка. Основная задача машины — равномерно протягивать ткань, формировать стежок и подавать материал под иглу с заданной скоростью и длиной стежка. Современные бытовые швейные машины электрифицированы, промышленные образцы работают от отдельных моторов, а первые машины приводились в движение ножной педалью.

¶Принцип формирования стежка

Ключевой принцип работы любой швейной машинки — петельный стежок. Две нитки — верхняя и нижняя — переплетаются внутри ткани, образуя петли, которые удерживаются за счёт натяжения. Верхняя нить проходит через иглу, прокалывает ткань и выходит на нижнюю сторону. Там нижний механизм — челнок или петлеобразователь — захватывает верхнюю петлю и протягивает через неё нижнюю нить. В результате образуется узел, и цикл повторяется.

В зависимости от типа механизма различают несколько систем формирования стежка:

• Челночный стежок — классическая система, при которой верхняя петля захватывается движущимся челноком (шатуном). Челнок расположен под игольной пластиной и совершает возвратно-поступательное или вращательное движение. Такая система обеспечивает прочный и эластичный шов, используется в большинстве бытовых и промышленных машин.
• Челночный стежок с качающимся челноком — челнок совершает колебательное движение вокруг оси, что упрощает конструкцию и снижает вибрацию.
• Крючковый (ротационный) стежок — вместо челнока используется вращающийся крючок, который подхватывает петлю. Применяется в некоторых промышленных машинах и в машинах с увеличенной скоростью.
• Петлеобразующий механизм верхнего типа — петля формируется над игольной пластиной, что позволяет работать с толстыми и плотными материалами. Используется в промышленных машинах для пошива обуви, кожи и технических изделий.

¶Основные узлы и механизмы

Несмотря на конструктивные различия, все швейные машины имеют набор основных узлов, работающих синхронно.

¶Игловодитель и игла

Игла приводится в движение игловодителем, совершающим вертикальные возвратно-поступательные движения. Игла швейной машинки имеет специфическую конструкцию: утолщение (ножка) с колечком для закрепления нити, длинную стержневую часть и укороченный рабочий участок с ушком и бородкой. Бородка — это продольный желобок на задней стороне иглы, в котором располагается верхняя нить. Форма ушка и расположение бородки обеспечивают надёжное протягивание нити через ткань.

¶Челночный механизм

Челночный узел состоит из челнока, челночного крючка, челночной винтовки и регулятора натяжения нижней нити. Челнок устанавливается в челночное гнездо под игольной пластиной. Регулятор натяжения нижней нити — это винт с пружиной, который прижимает шайбы к челночной винтовке и регулирует усилие, с которым нить вытягивается из катушки. Правильная регулировка натяжения обеих нитей — условие формирования ровного стежка.

¶Протяжной механизм

Протяжной механизм подаёт ткань под иглу синхронно с движением иглы. Он состоит из зубчатой рейки (транспортёра) и прижимной лапки. Зубчатая рейка совершает возвратно-поступательное движение: когда игла поднята, рейка поднимается и сдвигает ткань на заданную длину стежка; когда игла опускается в ткань, рейка опускается и отпускает материал. Длина стежка регулируется рычагом или электронным блоком и определяет, на какое расстояние ткань сдвигается за один цикл.

¶Натяжение нити

Верхняя нить проходит сложный путь от катушки через направляющие, дисковый регулятор натяжения, нитевод и ушко иглы. Дисковый регулятор состоит из двух шайб, между которыми зажата нить; сжатие шайб пружиной определяет силу трения и, соответственно, натяжение. От натяжения зависит, насколько плотно верхняя и нижняя петли стягиваются внутри ткани. При избыточном натяжении нить рвётся, при недостаточном — образуются петли на изнаночной стороне.

¶Шпульный колпачок

Нижняя нить размещается на шпульке, установленной в шпульном колпачке. Колпачок вставляется в челнок или в отдельное гнездо под игольной пластиной. Шпульный колпачок имеет собственный регулятор натяжения нижней нити, что позволяет согласовать натяжение обеих нитей.

¶Синхронизация механизмов

Работа швейной машинки основана на строгой синхронизации всех узлов. Первичный вал, приводимый в движение электродвигателем или мотором, через систему шестерён и валов передаёт движение игловодителю, челночному механизму и протяжному устройству. В машинах с электронным управлением шаговый двигатель управляет протяжным механизмом, а микропроцессор контролирует положение иглы, длину стежка и скорость.

В момент, когда игла опускается и прокалывает ткань, зубчатая рейка опускается и не двигает ткань. Когда игла поднимается, рейка поднимается и сдвигает материал. Челнок в это время совершает ход, подхватывает верхнюю петлю и пропускает через неё нижнюю нить. Один полный оборот кривошипа соответствует одному стежку.

¶Виды швейных машин по назначению

Бытовые швейные машины рассчитаны на пошив одежды и бытовых изделий из лёгких и средних тканей, оснащены набором строчек (прямая, зигзаг, обмётка, петля). Полупромышленные машины имеют усиленные узлы и работают с более плотными материалами. Промышленные машины выполняют одну операцию (например, только прямую строчку или только обмётку края) с высокой скоростью — до 5000 стежков в минуту.

¶Историческая справка

Первые патенты на швейные машины были выданы в начале XIX века. Русский изобретатель Иван Казимирович Аксаков в 1830-х годах создал механическую швейную машину. В 1846 году Элиас Хоу запатентовал машину с челночным механизмом, а в 1851 году Айзек Зингер усовершенствовал конструкцию и наладил серийное производство. В России массовое производство швейных машин началось в конце XIX века, а в советское время заводы «Красный текстильщик» и «Звезда» выпускали бытовые машины, ставшие основой домашнего шитья на десятилетия.

Источники:

• Барановский В. А. «Конструкция швейных машин»
• Технология швейного производства. Учебник для вузов
• История изобретений и промышленного производства швейного оборудования