Как устроена и работает швейная машина

Изначально устройство швейной машины разрабатывалось таким образом, чтобы она могла самостоятельно совершать работу, заменив тем самым человека. Это изобретение позволило значительно облегчить труд швеи, и повысить его производительность. Схема работы позволяет даже абсолютному новичку, никогда не державшему иголку в руках, прошить прямые и качественные стежки. Новейшее поколение устройств шьет не только простым способом, они способны создавать узоры и вышивку. Достижения современных технологий поражают, но в основе принципа работы каждой швейной машины все так же лежит тот самый первый алгоритм, разработанный много лет назад.

Схема устройства швейной машины

Существуют базовые части швейной машины, без которых не обходится ни один агрегат:

• маховик;
• моталка;
• рукав;
• швейная платформа;
• колесо выбора строчки;
• рукавная стойка
• ресивер (обратный ход)
• держатель иглы;
• игольная пластина;
• лапка;
• рычажок подъема и опускания лапки.

Но это те детали, которые видны при поверхностном осмотре – они являются малой толикой скрытого под корпусом механизма. Там внутри находится сложная система для приведения в действие челнока. Можно сказать, что работа швейной машины целиком и полностью основывается на челночном устройстве. Для неподготовленного человека схема деталей обычной швейной машины может показаться сложной и запутанной, но все становится понятным, если немного разобраться.

Шпулька

Шпулька — наиболее заметная деталь, с которой у портного происходит постоянное взаимодействие. Располагается она за выдвигающейся панелью под иглой. Чтобы достать шпульку из гнезда, потяните ее на себя и немного вверх. Таким образом вы отогнете небольшой захват и освободите элемент.

Шпулька необходима для поставки ниток, которые перед работой на нее наматывают из основной катушки. Происходит это автоматически – нить из катушки продевают в специальное отверстие шпульки. После этого деталь укладывают в гнездо, а катушку с нитками закрепляют на корпусе машинки. При активации маховика происходит вращение шпульки, которая наматывает нить на свою ось, катушка с нитками при этом так же вращается.

Для натяжения нити в процессе работы строение шпульки включает в себя маленький винт. Грамотно выставленные настройки исключают возможность пропуска верхних и нижних стежков. Портной может шить, не отвлекаясь на постоянные проверки качества. Внимательно проконтролируйте нить перед началом работы, излишнее ее натяжение вызывает постоянные разрывы. Посмотрите видео про идеальное натяжение нити.

Маленькая деталь, так называемый носик, предназначен для страховки катушки от случайных выпадений шпульки. Он крепится на двигающейся панели, которая отжимается пружинным механизмом от корпуса втулки. Если все работает, как задумано, то в системе не происходит сбоев. Пока эта деталь находится в правильном положении, шпулька надежно закрепляется в швейной машинке и ее невозможно вытащить. Для выполнения обратной сборки отогните носик, и, удерживая его в таком положении, вставьте шпульку на место.

При изучении корпуса на швейной машине можно обнаружить продолговатый выступ. Его задача заключается в препятствовании вращению катушки со шпулькой или приводом челнока.

Челнок

Швейный челнок — ключевой конструктивный элемент швейного оборудования. От исправного состояния механизма и правильности настройки взаимодействия со швейной иголкой зависит качество строчки. Проблемы в этом узле вызывают обрыв нитей, петляние, пропуск стежков и прочие неприятности. Если все настроено верно, строчка получается ровной, без участков обрыва.

На качество шитья оказывает существенное влияние состояние поверхности челнока. Не должно быть сколов, трещин, следов ржавчины, царапин, остатков масла и загрязнений. Все это препятствует равномерному движению нити, в результате чего возникают моменты вытяжения нити, строчка получается некрасивой— с заметно слабой натяжкой стежка.

Отработавший свой ресурс расходник подлежит замене. При поиске подходящей детали на замену возможны трудности, связанные с типами челночных механизмов для швейного оборудования. Покупателю следует четко представлять, какой челнок подходит для его модели машинки.

В швейном оборудовании используются челночные механизмы трех типов.

1. Вертикальный классический челнок был изобретен И.Зингером в 1851 году. Конструкция представляет собой колпачок со специальным пазом, внутрь которого вставляется шпулька с нитью. При работе челнок передвигается как вертикально, так и горизонтально, отсюда еще одно название — качающийся. В циклическом движении деталь снимает нить с иглы, переводит в нужное для создания петли положение и возвращается в первоначальную позицию. Такой тип челнока применялся на машинках советского производства Чайка, Подольск и моделях немецких брендов Veritas и Singer прошлых лет. Сегодня его можно встретить на бюджетных механизмах.
2. Горизонтальный тип челнока— изобретение 20 столетия. Механизм получил широкое распространение, применяется в большинстве выпускаемых в настоящее время бытовых швейных машинок. Главные достоинства — простота установки шпульки, отсутствие трения и возможность контролировать количество нити сквозь прозрачную пластиковую крышку детали. Два полных оборота челнока формируют стежок.
3. Вертикальный вращающийся (ротационный) челнок отличается вращательными движениями вокруг своей оси. Внутрь вращающейся части вставляется шпулька с нитью. Скорость вращения узлового элемента достигает порядка 900 оборотов/ минуту. Расходник отличается надежностью конструкции, оптимальной удаленностью относительно иглы. Ротационный челнок устанавливается в модели премиум-класса и профессиональное швейное оборудование.

Функционирование швейной машины

Как же устроена швейная машина, и какие силы приводят в действие ее внутренние процессы? В основе всей системы лежит простейший принцип, основанный на заданном движении иглы. Захватывая с собой верхнюю нить, она продевает ее вниз. Далее ее подхватывает уже готовый к этому челнок, и переплетает нижнюю с верхней ниткой.

Простейшее движение дает основу для таких сложных манипуляций, как зигзагообразные швы и даже узорная вышивка. Видео о том, как выполнять вышивку на домашней швейной машинке.

Компании производители совершенствуют свои модели. Сегодня уже существуют агрегаты со специальным дополнением в виде боковой иглы для обработки краев материи, однако найти их в простых магазинах нелегко.

Внутренняя часть корпуса скрывает в себе привод, который приводится в действие вручную (в механических машинках) либо при помощи электродвигателя (в электромеханических устройствах). Двигатель посредством шатуна запускает вращение трех других валов. Если вдаваться в подробности, можно сказать что система включает одну промежуточную ось, которая передает вращательный импульс трем описанным валам.

Эта система рассчитана на длительный период использования и считается довольно долговечной. Для нанесения смазочных материалов на подвижные части в корпусе предусмотрены отверстия, в которые без труда может пройти носик масленки.

Современные швейные машины оснащаются ножной электрической педалью

В более продвинутых моделях предусматривается педаль, при нажатии ногой на которую приводятся в движение все механизмы. Она гораздо удобнее в использовании, так как предоставляет свободу рукам. Конечно же, современные конструкторы усовершенствовали и эту систему, превратив педаль из механической в электрическую.

Перемещение ткани

Говоря о том, как работает домашняя швейная машина, нельзя опустить описание устройства, предназначенного для протяжки материи. Это революционное для своего времени изобретение позволило задавать нужную длину стежков, а также избавило портных от обязанности следить за продвижением лоскута.

Происходит все следующим образом:

• на первом этапе, по центральной части проходит главный вал, который соединяется с осью маховика через шатун;
• в боковых частях проходят два стержня, при синхронном вращении которых приходит в движение протяжный механизм.

Первый укомплектован деталью, который специалисты называют между собой «Ласточкин хвост». Для простого человека он больше похож на ключ. Этот элемент двигается туда-обратно по направлению хода ткани.

У второй оси предусмотрен кулачок, который размещается в пространстве «ласточкиного хвоста». Главной его функцией является подъем и спуск данной детали.

Итоговым результатом всех движений перечисленных механизмов происходит работа швейной машины, деталь в виде «ласточкиного хвоста» приводит в движение протяжные зубцы. Получив импульс, зубья выполняют свои шаги, прокручиваясь на месте.

Все манипуляции по настройке длины стежка проводят посредством поворотного рычажка. Совсем небольшая деталька скреплена с осью хвостатого ключа. При поворотах рычага хвосты изменяют свою конфигурацию от начального положения, что приводит к изменению длины стежка в строчке. Видео показывает, как правильно проводить настройку длины шагов.

Натяжение ниток

Эту манипуляцию проводят при помощи специального винта, расположенного над иглодержателем. Натяжение верхней нити — важный показатель, контролирующий качество шва. Недалеко от иглодержателя находится особое ушко, которое перемещается в процессе работы и не позволяет натянутой нити ослабнуть или провиснуть, когда игла идет вверх. Без этой маленькой детали вся работа швейной машины свелась бы на нет.

Видео о том, как собрать и установить регулятор натяжения нити.

Устройство намотки

Под конец описания нужно сказать несколько слов об устройстве намотки. Как правило, недалеко от маховика для намотки располагается маленькое прижимное колесо с валом, укомплектованным риской.

На панели, расположенной под ним, располагается ушко с еще одним колесом небольшого размера. Катушка устанавливается на вертикальную подставку, а уже от нее нить пропускается над столом, чтобы быть намотанной на шпульку. Чтобы обеспечить правильную работу, прижимное колесо аккуратно вдавливается пальцем, после чего начинается вращение, передающееся от привода швейной машины.

Намотка нити на шпульку

Советы по эксплуатации

Интенсивная эксплуатация швейной машинки неизбежно приводит к износу расходных деталей, в результате чего начинают проявляться неполадки. Какие-то проблемы решаемы самостоятельно, при серьезных неисправностях понадобится участие мастера.

Методы устранения часто возникающих неисправностей следующие.

1. Если в строчке наблюдаются пропуски, то следует отрегулировать петлеобразователь, проверить высоту расположения иглы.
2. При неудовлетворительном натяжении стежка необходимо скорректировать взаимодействие челнока с пластинами.
3. Машинка издает непривычные звуки и не формирует стежки — это симптом механического повреждения челнока. Неисправность устраняется заменой вышедшей из строя детали.
4. Если строчка получается неаккуратной, то нужно постараться настроить равномерное натяжение обеих нитей.
5. Когда наблюдается наматывание верхней нити, следует срочно проверить правильность установки шпульки в челноке. Нерасторопность чревата поломкой машины.

Для минимизации появления частых проблем при шитье эксперты дают следующие советы:

• смазка механизмов раз в полгода;
• для смазки следует применять качественные специальные средства;
• каналы для смазки следует содержать в чистоте;
• чистка поверхности машинки после эксплуатации;
• проводить профилактический осмотр и очищение челнока и шпульки хотя бы 1 раз в месяц;
• при наличии на челноке следов контакта с нитками нужно мелкой наждачкой зашкурить поверхность;
• не хранить длительно машинку без чехла;
• под опущенную лапку перед одеванием чехла нужно подложить кусок ткани, также следует протереть поверхность убрать все лишнее;
• исключить при хранении устройства заломы и загибы питающего кабеля;
• маховое колесо следует всегда вращать по направлению «на себя»;
• во время работы машинки нельзя чрезмерно натягивать материал, опускать стержень иглы на пустую пластину, а также строчить с поднятой лапкой.

Шаблонные полуавтоматы – очередное техническое решение или революционная технология

В последнее время полуавтоматы для обработки крупногабаритных деталей швейных изделий по программе появились практически у всех крупных поставщиков швейного оборудования. Они представляют собой сочетание длиннорукавной швейной машины челночного стежка и платформы, перемещающейся по двум взаимно-перпендикулярным направлениям с помощью шаговых приводов. Платформа несет на себе кассету для зажима швейных полуфабрикатов. Как видно, в таких полуавтоматах шаблоны для задания программы перемещения полуфабриката отсутствуют, тем не менее, за ними закрепился термин «шаблонный». Не будем нарушать эту традицию в данной статье.

Первые шаблонные полуавтоматы появились полтора десятка лет назад, как совместный продукт японских и китайских инженеров и имели узкое операционное назначение. Их можно было использовать для выстегивания пакетов из ткани верха и утеплителя на изделиях типа курток и полупальто из синтетических материалов. Их гибкость сводилась к разнообразию узоров стежки: прямые и наклонные линии, участки дуг, ромбы и т. д. Однако, очень быстро стало ясно, что путем минимальной доработки такого оборудования на них можно притачивать клапаны карманов, подкладку карманов, настрачивать накладные карманы, притачивать двумя строчками обтачки прорезных карманов, притачивать молнию и т. д.

Опыт эксплуатации таких полуавтоматов, полученный за последние годы, позволяет утверждать, что мы имеем дело не с рядовым техническим решением автоматизации какой-то конкретной швейной операции, но с универсальным оборудованием, позволяющим иным способом выполнять целую группу операций, то есть радикальным образом изменить технологию сборки швейных изделий.

Основное противоречие в применении полуавтоматов с числовым программным управлением заключается в том, что новую программу можно создать очень легко и быстро с пульта управления или с помощью соответствующего программного продукта, но из-за гибкости и низкой формоустойчивости швейных деталей для обработки их необходимо надежно зафиксировать в зажимах, повторяющих контуры шитья. Сложность изготовления таких зажимов может сводить на нет все преимущества ЧПУ. Отсюда становится понятным создать зажимы наиболее простой конструкции и из материалов, легко подвергающихся обработке.

Основными способами расширения области применения подобного оборудования является создание кассет с дополнительными вставными участками, применение средств повышения усилия зажима полуфабрикатов и установка на шьющей головке дополнительных инструментов и устройств. Например, разработана вспомогательная кассета для удержания молнии. Молния укладывается в эту кассету, имеющую прямой вырез, а затем ее можно уложить в основную кассету, в которой осуществляется выстегивание полочек. В последней операции молния притачивается к правой и левой полочкам двумя прямыми строчками.

Усилие зажима кассеты достигается применением материалов с высокой фрикционной способностью по краям выреза кассеты, применением пористой резины для надежной фиксации разнотолщинных участков полуфабриката, миниатюрных магнитов по обе стороны кассеты. Стороны кассеты могут соединяться друг с другом усиленной клейкой ленты, играющей роль петли. Имеются варианты, в которых верхняя часть кассеты фиксируется на нижней с помощью четырех цилиндрических шпеньков.

Различные варианты кассет китайской фирмы «BRUCE» приведены на рис. 1.

Рис. 1. Примеры кассет для закрепления полуфабрикатов

Что касается дополнительных инструментов, то ими могут быть цанга с карандашом для того, чтобы проложить линии вырезов на бумажном носителе, которые потом можно реализовать на кассете из органического стекла. Большое распространение в качестве дополнительных инструментов получают различные устройства разрезания, применяемые для подрезке края детали эквидистантно строчке или прорезания пакета, например, при изготовлении прорезного кармана.

Имеются примеры швейных изделий, изготовление которых с применением шаблонного полуавтомата на группе операций может повысить производительность труда в 7-8 раз. Так полочка легкой куртки с грудным накладным карманом с клапаном, боковым прорезным карманом с подкладкой и сдублированным подбортом при традиционной технологии собирается на 1-игольной автоматизированной машине челночного стежка за 8 минут . Применение шаблонного полуавтомата позволяет выполнить сборку за 1,05 минуты.

Такое технологическое решение открывает возможность применения шаблонных полуавтоматов даже в условиях небольших швейных производств. Хорошо известно, что на таких производствах помимо швейных машин общего назначения используются так называемые цикловые полуавтоматы: для изготовления петель, пришивания пуговиц и выполнения ниточных закрепок. Другие типы операционных полуавтоматов не используются, прежде всего, по причине того, что их невозможно загрузить. Они начинают окупать себя при загрузке 1,5 – 2 тысячи операций в смену, что на малых производствах невозможно.

При использовании шаблонных полуавтоматов картина в корне меняется. Их можно использовать для выполнения не одной операции, а группы аналогичных операций. Например, при изготовлении мужских сорочек их можно применять для обтачивания отлетов воротников, обтачивания отлета стойкой, манжет, клапанов, погончиков, пат, причем, это можно делать в одной крупногабаритной кассете. Функция оператора будет сводиться только к укладыванию деталей в кассету и съёму обработанных полуфабрикатов. Вместо одной неделимой операции можно выполнять 4-5 операций. Это означает, во-первых, что загрузка полуавтомата будет повышена в 4-5 раз, во-вторых, что он заменит сразу несколько швейных машин, в-третьих, и это главное, высвободит 3-4-х человек. Попутно повысится и качество выполнения операций, следовательно, и качество изделия в целом. Такой полуавтомат в 10-12 раз дороже швейной машины с автоматизированным приводом и стоит 12-18 тысяч долларов. Годовая заработная плата одного оператора в год составляет около 6-8 тысяч долларов. Даже, если с применением полуавтомат высвободятся 2-3 оператора, это означает, что он окупится уже на первом году эксплуатации.

На рис. 2 изображен общий вид шаблонного полуавтомата BRC-T 1490 C-83 TTYX фирмы «BRUCE» (КНР). Он шьёт на скорости до 3000 ст./мин в поле 1400х830 мм. В нем имеется датчик распознавания кода шаблона.

Рис. 2. Шаблонный полуавтомат BRC-T 1490 C-83 TTYX фирмы «BRUCE»

Аналогичный полуавтомат разработан и корпорацией «JUKI» — класс PS-700S ZZN c чуть меньшим полем шитья 1200х700 мм. Он может поставляться с устройствами автоматической смены шпули, охлаждения иглы, датчиком остатка шпульной нити, цангой для зажима карандаша. Программировать полуавтомат можно с помощью программного обеспечения РМ-1.

Рис. 3. Головка швейного полуавтомата PS-800 корпорации «JUKI»

Корпорация «JUKI» сделала и следующий шаг в разработке шаблонного оборудования, разработав группу швейных полуавтоматов PS-800. Их можно использовать для шитья средних и тяжелых пакетов полуфабрикатов – индексы S и H, а что касается поля шитья, то оно может быть 1300х850 мм, 1200х800 мм и 800х450 мм. В качестве устройств разрезания материала может использоваться ротационный механический нож или лазерный резак. В полуавтоматах регулируется промежуточная высота прижимной лапки, что важно при шитье полуфабрикатов с местными утолщениями. С помощью такой системы существенно снижается обрывность ниток и пропуски стежков.

ООО «Фирма ШВЕЙМАШ» приглашает всех желающих к себе в офис ознакомиться с образцами описанных полуавтоматов, разнообразием применяемых кассет и посмотреть видеофильмы с примерами применения шаблонных полуавтоматов.

Автор: К. т. н. А. Ганулич, ООО «Фирма ШВЕЙМАШ»