图 104老机器馆

缝纫机原理:一针是怎样缝成的

缝纫机针从不完全穿过布料:每缝一针,旋梭都会带着针上的线绕梭芯一整圈。

缝纫机原理:一针是怎样缝成的
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1 / 18 针、旋梭与两根线透明模型放大十倍,后面是实物大小的工业机。主轴每转一圈缝一针,这里放慢 300 倍。红线来自上方线轴,蓝线来自下方梭芯。

拖动可旋转,滚轮或双指缩放。

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一针之中发生了什么

手工缝纽扣时,针完全穿过布料,从另一面抽出,掉转方向,再扎回来。缝纫机却从不这样做。它的针向下穿入布料,停住,再从同一个孔向上退回,带下去的线则留在下面,形成一个小线环。机器的其他部件,都是为了赶在针把线环重新拉上去之前,在那一瞬间对它进行处理。

大多数家庭使用的是锁式线迹缝纫机。针板下面的旋梭勾住线环,将它撑开,带着它绕过装有第二根线的梭芯整整一圈。线环从旋梭上滑脱时,梭芯线已经在环内,上方的挑线杆将它收紧,两根线便在布料内部交锁。随后,针板下方带齿的杆件把布料向前送一个针距,针又落下。主轴转一圈,就缝一针。工业机器每分钟最多完成 6,000 次,也就是每秒 100 次。

展台最初展示的是一个放大十倍、放慢 300 倍的透明模型,后面是一台实物大小的工业机。红线来自上方的线轴,蓝线来自下方的梭芯。观察针从行程最低点略微上升,背后张开线环,梭尖滑入环内。然后可以切换到另外五台机器:带长梭的 1850 年代式脚踏机,带摆梭的 1890 年代式手摇机,使用嵌入式梭芯、能缝曲折线迹的 1960 年代式家用电动机,1857 年式单线链式线迹机,以及能切边并包住布边的三线包缝机。

模型沿缝线剖开布料,让内部的交锁点显露出来,线的直径也画成实际的两倍。针、旋梭、挑线杆和送布牙的配时遵循已发表的调机经验规则,但具体设置属于这个模型,并非某家厂商的图纸。本页引用模型数值时会明确说明。

为什么机器不能模仿手工

最早的发明者试图造出像人一样缝纫的机器,却总因同一个原因失败。手缝针的针眼在钝端,另一端是针尖;缝一针时,整根针必须穿过布料,并在另一面被接住。机器如果必须松开针,绕到布料另一边再将它抓住,动作就会笨拙而缓慢。

一些早期尝试留下了记录。1755 年,英国第 701 号专利授予 Charles F. Weisenthal,内容是一种两端都有尖头的绣花针,可以不掉转方向就来回穿过布料。其中一个尖头位于有针眼的一端。1790 年,伦敦家具木匠 Thomas Saint 获得英国第 1,764 号专利,涵盖一组清漆配方和三台机器,其中一台用于「缉缝、绗缝或缝纫」。它有承放布料的水平板、悬臂上的叉形针、预先扎孔的锥子、下方的弯针,以及带动凸轮轴的手摇曲柄。似乎有超过 80 年都没人留意专利的这一部分。它在 1873 年偶然被发现;伦敦的 Newton Wilson 于 1874 年按描述制作模型时,必须加以修改,机器才能缝起来。

在维也纳,裁缝 Josef Madersperger 于 1814 年为一台能缝直线和曲线的机器获得帝国特许权。它可能使用双尖针形成钉线绣线迹,但始终未投入实际使用。这些尝试向答案迈进,却没有到达。真正的答案是停止模仿手工。

针眼移到针尖附近

把针眼放到针尖附近,针就不必完全穿过布料。它把线带下去,自己退回时,线便留在另一面。仅这一项改变,就使缝纫机成为可能。纽约的 Walter Hunt 在 1832 至 1834 年间造出了这种机器,梭子带着第二根线穿过针留下的线环。他卖掉了自己的权益,没有申请专利。

马萨诸塞州剑桥的 Elias Howe 则为自己的机器申请了专利。1846 年 9 月 10 日授予的美国第 4,750 号专利描述了一根弯曲、带槽、针眼靠近针尖的针,装在来回摆动的臂上;梭子携带第二根线,布料挂在金属疏缝板的销钉上,由板带着逐步移动。史密森尼美国国家历史博物馆收藏了 Howe 的专利模型,仍保留原来的专利局标签。它只能缝与疏缝板一样长的直线缝;缝到末端,就必须取下布料重新挂上。Howe 对针尖附近带眼的针与梭子组合形成锁式线迹的权利主张得到法院支持,这使他能从别人制造的机器中收取专利使用费。

观察模型中的针,可以看到正面有一道长槽。针穿过布料时,线卧在槽中,因此不易受到摩擦而起毛。背向、也就是朝向旋梭的一面,只有一道短槽。正是这种差别形成了线环。

线环怎样张开

针下降时,把线一同拖过针孔。上升时,长槽一面的线受到保护,跟着针向上滑动,短槽一面的线却被布料夹住。短短一瞬间,针上升,而这一侧的线没有随之移动,于是向针外侧弯出一个小线环。1982 年一项捕线装置专利正是这样描述的:针从下死点上升时,线与布料之间的摩擦形成线环。

线环不会一直存在。针继续上升,线环就会再次缩小,贴回针身。因此,可供勾取线环的时间窗口很短。模型中,针从最低点上升 1.2 mm 时线环张开,升到 2.6 mm 时最大,到 4.6 mm 时消失。旋梭的配时设定为针上升 2.4 mm 时到达,相当于 360° 一圈中的约 213°。真实机器的维修说明给出同一量级的数值,具体取决于机器、针和布料。

将「手轮」控制项从 180° 缓慢转到 230°,观察线环张开。开启「部件名称」时,「线环」标签会跟随它;在线环张开时直接点击它,也算作发现的一项。

旋梭勾住线环

旋梭是一个带尖头的钢环,在针的正后方旋转。它的尖端从针眼上方约 1 mm 处掠过,模型中为 1.1 mm。如果到达时线环正张开,尖端就会滑入针与线之间,带走线环。展台的「立即停止」按钮检验的正是这一过程:在勾取后最初 24° 内、梭尖仍在线环中时停住机器。

如果旋梭来得太早,线环还没有形成,尖端只会从单独的线旁经过。如果太晚,线环已经再次闭合。无论哪种情况,面线都会原样返回上方,这个针孔没有形成交锁,本应有两个短针脚的地方变成一个长针脚。这就是修理人员经常处理的跳针。调节展台上的「旋梭配时」:在模型中,提前 8° 到延后 12° 仍能成缝;提前 15° 或延后 20° 时,每一针都会跳针。配时图以蓝色标出成功的勾线,以红色标出失败。

绕过梭芯:梭芯为什么不移动

接下来这个过程有些出人意料。为了与底线交锁,面线必须绕过它。梭芯装在针板下的梭壳里,不能向上穿过线环。因此,旋梭反过来做:把线环撑开,带着它绕过梭壳外侧,一侧越过梭壳正面,另一侧越过背面。线环绕满一圈时,梭壳及其中的梭芯没有移动,却已经穿过了线环。线环从旋梭背后滑脱,底线便在环内了。

这是家具木匠 Allen B. Wilson 的发明,他后来与 Nathaniel Wheeler 合作。他的第二项专利第 8,296 号于 1851 年 8 月 12 日授予,与 Isaac Singer 的第一项专利同日,内容是旋梭撑开面线环,同时梭芯携带第二根线穿过线环。为避免围绕移动梭芯的争议,他后来又设计出完全不移动的梭芯,于 1852 年 6 月 15 日获得第 9,041 号专利。Cooper 指出,在梭子式机器中,每缝一针都要驱动梭子前进、停止、返回,既耗费动力,又产生噪声;Wilson 的旋梭与固定梭芯消除了这两项问题。Cooper 称旋梭是「缝纫机最精妙的装置之一」。

全回转旋梭每缝一针转两圈。2001 年一项专利顺带说明,每个成缝周期中旋梭完成两次整周旋转。第一圈把线环带过梭芯。第二圈经过针时,针已接近行程最高点,完全离开布料,没有线环可勾,旋梭便空转而过。因此,每分钟缝 6,000 针时,旋梭每分钟转 12,000 圈,即每秒 200 圈。

挑线杆

让线环绕过直径约 20 mm 的梭壳,需要不少线,每一针都要用到几厘米。这些线必须有所来源;线环脱离旋梭后,又必须重新向上收回,否则缝线会布满松弛的线环。这两项工作都由挑线杆承担,它位于机头正面,上下摆动,线从它的孔中穿过。

模型中,挑线杆在一圈的大部分时间里缓慢下降,针下降和旋梭带着线环绕行时,它都在放线,到 300° 时到达最低点。随后它在 55° 的转角内迅速上升,在 355° 到达最高点。上升时,它把线环从梭壳上提起,围着底线收紧,并将交锁点穿过针孔拉入布料中间。图中陡升的紫色曲线就表示这一过程。

送布牙与针距

布料必须在两针之间移动,但针还在布中时绝不能动。针板下方有一根上缘带齿的短杆负责送布。Allen Wilson 于 1854 年 12 月 19 日为它获得第 12,116 号专利,称为四运动送布。齿杆从针板的槽中升起,顶住布料下表面,带着布料向前,下降到针板下面,再向后退。Cooper 在 1968 年写道,这种方法只经过细微改动,仍用于几乎所有缝纫机。上方的压脚把布料压在齿上。

齿杆移动的距离就是针距。将「针距」设为 2.5 mm,每厘米缝线便有四针。模型中,送布牙在 8° 到 84° 之间升起,在 18° 到 78° 之间推动布料。缝两层棉布时,针尖在最高点前后各约 91° 的范围内高于布料;牛仔布则约为 86°,因此送布始终发生在针离开布料时。

将「送布配时」调到 20° 或更大,情况就不同了:针仍在布中,送布牙就开始推动布料。针被侧向拖拽而弯曲;真实机器上,它会撞到针板孔边并折断。展台会显示针的弯曲,并把它作为一项任务记录。

一张图上的四个部件

展台的配时图,以及控制项下方实验区中更大的图,显示了主轴转一圈时四种运动:

  • 针:0° 时最高,180° 时最低,模型行程为 30 mm。虚线表示布料上表面。
  • 挑线杆:缓慢下降到 300°,再迅速上升到 355°。
  • 梭尖:相对于针的角度,一圈中两次回到零。约 213° 处的蓝带表示勾线。
  • 送布牙:曲线抬起时,齿位于针板上方;绿带表示布料移动。

黑线表示主轴当前的位置。按实验区中的「转到勾线点」,或拖动「手轮」控制项,就能读出一针之中任意时刻各部件在做什么。

线张力与交锁点的位置

良好的锁式线迹在布料两面看起来相同,因为两根线相交的交锁点藏在中间。能否留在那里,取决于一场拔河。面线被机头前面的两片夹线盘夹住;底线被梭壳上的小弹簧夹住。挑线杆收紧线迹时,两根线都把交锁点拉向自己的一面。

两边拉力相等时,交锁点在中间。面线拉力更大,交锁点就被向上拉,底线在正面露出一排小点。底线拉力更大,面线就被拉到下面,若很松,还会形成线环。把面线张力调得很低,这些线环就会在布底堆成缝纫者称为「鸟巢」的线团。两种张力都调得很高,布料会沿缝线起皱。面线张力调得过高,则会断线。

模型用一个简单尺度表示这些情况:交锁点在布料厚度中的相对位置,随「面线张力」与「底线张力」之差变化,并对布料略作修正,厚牛仔布需要稍高的面线张力,薄细棉布需要稍低一些。数值是模型自己的;行为则来自推广服务机构的描述。肯塔基大学的一份推广指南建议这样测试:沿布料斜向缝一条缝,拉扯直到有线断裂。只有面线断,说明面线张力更大;只有底线断,说明面线张力更小;两根同时断,则张力平衡。新墨西哥州立大学的检查清单补充,布底的线环通常应通过调节面线张力解决,梭壳周围的绒屑也可能导致张力不均。

许多家用机的底线张力在出厂时已设定,因此展台任务随机给定底线张力和布料,要求你只用上方旋钮使线迹平衡。

旋梭之前的梭子

最早实用的锁式线迹机没有旋梭,而是使用梭子:一个里面装着梭芯、尖头金属小船形的部件,每缝一针,就像织布机的梭子一样穿过针线环再返回。Hunt 和 Howe 的机器都采用了它。Isaac Singer 的 1851 年机器,第 8,294 号专利,将梭子与三种至今每台机器都有的要素结合:布料平放在水平台面上;有弹性的压脚在针上升时压住布料;直针从悬臂上下运动,由上方的轴驱动。Singer 后来称,第一个模型花 40 美元,用十一天建成。

梭子带着梭芯整个穿过线环,因此形成交锁的方式与旋梭相同:面线最终绕在底线外面。不同的是运动方式。长梭在直线梭道里往返;展台脚踏机的小船形梭子从针下进入,穿过线环,从另一侧出来。后来的家用机采用沿圆弧摆动的较短梭子,也就是展台的手摇机。无论哪一种,每一针都必须让梭子启动、停止、反向,因此速度受到限制。

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单线链式线迹

另一类早期机器只使用一根线。链式线迹中,针在下面留下的每个线环都被撑开,直到针带着下一个线环穿入,使每个环都套住后一个环,像钩针编织一样。法国裁缝 Barthélemy Thimonnier 于 1830 年为这种机器申请专利。他的针像钩针一样带倒钩,由脚踏板向下压,再由弹簧拉回。到 1841 年,巴黎一间工坊已有 80 台机器缝制军服,后来一群裁缝闯入将它们毁坏;到 1845 年,他造出了每分钟缝 200 针的机器,但 1848 年革命使公司终结。

最成功的单线机出自弗吉尼亚的 James E. A. Gibbs。1855 年,他看到一幅 Grover and Baker 机器上半部的木刻图,看不到第二根线,也看不到下方机构。他以为机器只用一根线,便研究怎样让一根线在布底交锁,最终想出了在布板下方轴端旋转的钩。他于 1857 年 1 月 20 日和 6 月 2 日取得的专利(16,434 和 17,427),促成了 Willcox & Gibbs 机器。专利模型收藏于史密森尼。

展台上的链式线迹机没有梭芯。旋钩取走每个线环,在针下撑开,布料向前移动,针穿过被撑住的线环下降;随后旋钩放掉旧环,接住新环。布底呈链状,正面是一条普通线。你可以试试链的弱点:每个环只套着下一个环,因此拉动最后一针的自由线头,就会一环接一环地拆掉整行。按「拉动线头」即可。锁式线迹在每个针孔都把两根线交锁,不会连续脱散。

链中的两根线:Grover and Baker 线迹

波士顿裁缝 William O. Grover 和 William E. Baker 于 1851 年 2 月 11 日为第三种方法获得第 7,931 号专利:使用两根线的双链式线迹,两根线都来自普通线轴,布上是一根竖直的带眼尖针,布下是一根水平针。底线在下面形成一串线环,面线从中穿过。这种缝线有弹性,却较厚重,耗线量也远大于锁式线迹。在缝线必须能伸展的场合,至今仍使用这种双线线迹。

曲折线迹

直线缝不能伸展,也不能包住裁开的布边。若针在相邻针次交替向两侧移动,缝线就成为曲折线迹:能随针织布伸展,也能缝过毛边,防止散边。波士顿的 Helen A. Blanchard 于 1873 年 8 月 19 日获得第 141,987 号专利,其改进引入了锁眼线迹;史密森尼指出,她共获得约二十八项专利,最为人熟知的是曲折包缝机。Cooper 写道,从锁眼机发展而来的家用曲折线迹机,到 1870 年代已投入商业使用。科学博物馆集团收藏的一台 1960 年代家用机被部分剖开,具有能摆动的针,可形成宽度可调的曲折线迹,装上八个线迹成形器后,可以缝出 32 种图案。

展台的电动机上,调节「曲折宽度」,从上方观察。针杆在相邻针次左右摆动,透明梭芯盖下方绕竖轴旋转的旋梭,则能在两侧勾住线环。

包缝:一把刀与两根弯针

包缝机也称拷边机,用于缝制大多数成衣的边缘。刀在针前方切齐布边,两根称为弯针的弯曲臂把线包到切齐的边上,同时针在距离边缘几毫米处缝出直线。展台上,面线为红色,下弯针线为绿色,上弯针线为金色。下弯针在布底摆过针线环,伸出边缘;上弯针从边缘外侧的下方升起,勾住下弯针线,并把自身的线带过上面,到达针线位置,针从它前面落下。

1880 和 1890 年代,多家公司都在研制这类机器。Joseph M. Merrow 的家族在康涅狄格州经营针织厂,他于 1890 年 5 月 20 日为一种钩编或包缝机器获得第 428,508 号专利,用于在针织品上形成装饰性钩编边。Charles H. Willcox 与 Stockton Borton 为 Willcox & Gibbs 于 1892 年 4 月 5 日获得第 472,095 号专利,内容是线环在布边相互交锁的双线包缝。1897 年,两家公司对簿公堂。法院认可,在 Willcox & Gibbs 之前的包缝机,速度不超过每分钟约 1,000 针,而他们的超过 2,000 针,但也怀疑 1892 年专利中有多少真正的发明,因为形成同样线迹的机器早已存在。因此,谁发明了包缝机,涉及多方权利主张,而非一个确定日期。

用编号区分线迹

国际标准 ISO 4915 首次发布于 1981 年,第二版发布于 1991 年,为每种线迹指定一个三位数编号。百位表示类别:100 为单线链式线迹,300 为锁式线迹,400 为多线链式线迹,500 为包边线迹。家用机的锁式线迹为 301;其曲折形式为 304;Gibbs 的单线链式线迹为 101;Grover and Baker 所用的双线链式线迹属于 400 类;三线包缝为 504。控制项下方的实验区展示其中五种的沿缝线剖面、俯视图和仰视图,并能将展台切换到产生相应线迹的机器。

能缝多快

最初的速度是与手缝比较的。在波士顿一家服装厂,Elias Howe 向五位最快的女缝工挑战。人们准备了十条等长缝线,每位女工分到一条,Howe 拿走另外五条。他缝完五条时,比她们各自缝完一条还略早,而他的缝线被评为最结实、最整齐。然而,他仍未得到订单。美国国会图书馆给出的演示机速度为每分钟 250 针。

1861 年,Wheeler and Wilson 公司公布了一项计时测试,比较四位手缝工与四位机器操作员。手缝细亚麻布为每分钟 23 针,细丝绸为 30 针;机器分别为 640 针和 550 针。一件男衬衫,手缝需要 14 小时 26 分钟,机缝需要 1 小时 16 分钟;一件印花棉布连衣裙,手缝为 6 小时 37 分钟,机缝为 57 分钟。Cooper 还记载,纽黑文一位衬衫制造商在 1860 年称,他的工厂用 400 台机器和操作员,每周生产 800 打衬衫,完成了 2,000 名手缝工的工作量。

今天的工业机快得多。利贝雷茨技术大学一篇博士论文给出,一般工业缝纫速度为每分钟 1,000 至 6,000 转,汽车座椅等厚重材料作业为 1,000 至 3,000 转。锁式线迹机每转缝一针,因此最高为每分钟 6,000 针。这样的速度会使针发热:论文给出的针最高温度为 100 至 300 °C,足以削弱缝线强度;研究发现,用气流冷却可使针温降低近 100 °C。未找到博物馆或学术来源提供家用机速度,因此展台上的每分钟 800 针和 1,100 针标为估计值。

展台速度表示每台机器设定的缝纫速度;「慢动作」控制项决定播放放慢多少。设为 ×300 时,每分钟缝 4,500 针的工业机,在画面上每 4 秒缝一针。

脚踏板、曲柄与电动机

Howe 和 Singer 的最初机器靠手摇驱动,缝纫者只剩一只手照料布料。Singer 在兼作机架的木包装箱上演示机器,并装上脚踏板,以便用脚驱动。由于箱子的尺寸,他把踏板枢轴设在接近中央、约脚背所在的位置,形成了后来一直沿用到电动机取代它的前后踩踏式踏板。他加装飞轮,使运动平稳,后来又加装铁机架和宽得能放双脚的踏板。踏板已经公开使用两年,一位竞争对手才指出它原本可以申请专利;到那时,法律已不再允许申请。

展台上,踏板摆动,一根称为连杆的杆件带动大飞轮,皮带再带动机器的手轮。模型中,飞轮直径约为手轮的 2.4 倍,所以转速也按同样比例减慢。手摇机保留了手轮上的曲柄;韩国国立民俗博物馆收藏了一台装在提箱中的机器。

电动机出现得早,普及却晚。Solomon Jones 于 1871 年为加装在 Bartlett 机器上的「电动机」申请专利,但 Cooper 指出,电动缝纫机直到 20 世纪才变得常见。科学博物馆集团收藏了一台 1936 年家用电动锁式线迹机,剖开后能看见齿轮传动、旋转机构和倒缝送布;博物馆说明,当时电动机型仍不多,因为并非家家通电。

专利、诉讼与第一个专利池

到 1850 年代初,没有一家厂商掌握实用机器所需的全部发明。Howe 拥有带眼尖针与梭子的组合;Wilson 拥有旋梭和四运动送布;Singer、Grover and Baker 以及其他厂商各自拥有改进技术。Howe 起诉制造商,甚至起诉购买机器的人。1854 年,Singer 公司向他支付 15,000 美元,取得许可。

1856 年,Howe 与 Wheeler and Wilson、Grover and Baker、I. M. Singer 三家公司同意汇集专利,停止彼此诉讼。史密森尼称这个缝纫机联合体是美国工业的第一个专利池。其他厂商每造一台机器,支付一笔费用就可以生产。诉讼解决后,各公司转向制造和销售,产量迅速增长。

工厂与家庭

早期机器卖给服装厂;Wheeler and Wilson 从一开始就以轻便家用机为目标。Singer 公司开创的分期付款办法,每月支付一两美元,帮助机器进入家庭。Cooper 根据专利模型的序列号推定 Singer 的产量:到 1877 年为 200 万台,1884 年为 500 万台,1891 年为 1000 万台。

机器改变了人们穿什么,也改变了衣服在哪里制作。Cooper 写道,1853 年成衣斗篷采用机缝后便宜了很多,因为制作成本降低约 80%。人们可以用赊购的机器在家做计件工作,同一台机器也能为家人做衣服。

韩国的缝纫机

第一批机器何时传到韩国,要看采用哪一份记录。韩国学中央研究院的《韩国民族文化大百科全书》说,外国机器首次进口于 1938 年,韩国机器的研制始于 1950 年代末,第一台韩国制造的机器生产于 1966 年。Kyungwoon 博物馆 2025 年关于韩国缝纫机历史的展览,则将外国机器进入裁缝店的时间定为 1890 年代末,当时西式官服和西装开始传入,并展出约 40 台制造于 1859 至 2011 年的机器。双方都认为韩国制造的机器始于 1960 年代。

百科全书称,成衣普及之前,手摇机和脚踏机在 1960 和 1970 年代进入家庭。博物馆将缝纫机描述为新娘嫁妆清单上的第一件家用品,也讲到家庭在战争中逃难时仍带着机器。韩国国立民俗博物馆收藏了一台 1945 年之后的便携手摇机,装在盖子带提手的箱子里,民俗藏品编号为 48302。在机器出现前,妇女内室的缝纫工具称为「闺中七友」:尺、剪刀、针、线、顶针和两种熨具。韩语的缝纫一词「재봉」由两个词合成:「재단」指裁剪,「봉제」指机缝或手缝。

展台上的六台机器

  • 旋梭式工业锁式线迹机:机床下的水平轴上装有全回转旋梭,每针转两圈,台下电动机通过皮带驱动机头,并配有抬压脚的膝控装置。每分钟最多 6,000 针。
  • 长梭脚踏机:黑色珐琅配简洁金色描线,铁制脚踏机架带大飞轮与连杆,使用皮带,小船形梭子在直线梭道中运行。每分钟最多 640 针,这是 1861 年测试中机缝细亚麻布的速度。
  • 摆梭手摇机:有辐条的手轮上装有曲柄,短梭沿圆弧摆动。展台上可达到的每分钟 400 针为估计值。
  • 嵌入式梭芯家用电动机:透明梭芯盖下方的旋梭绕竖轴转动,机身内有电动机和灯,地上有脚控器,针可摆动形成最宽 5 mm 的曲折线迹。展台速度为估计值。
  • 单线链式线迹机:没有梭芯,旋钩撑住每个线环,等待下一个线环穿入。拉动线头,缝线就会脱散。
  • 三线包缝机:一把刀、两根弯针和一根针;线架上有三个锥形线筒。每分钟最多 6,000 针。

这些机器都不是任何厂商具体型号的复制品,也不带名称或商标。它们采用各类机器的一般形态,用来说明工作原理。

模型与真实机器的差别

透明模型放大十倍并放慢播放;真实工业机完成这里所示的一针,只需 1/100 秒。线画成实际粗细的两倍,以便从观看距离看清;布料沿缝线剖开,让内部交锁点可见。配时数值,包括针上升 2.4 mm 时勾线、挑线杆在 300° 最低和 355° 最高、18° 至 78° 之间送布,均为模型自身的设置,按已发表的规则选取;真实机器会因型号、针号和布料而不同。

线环画成沿旋梭或梭子轮廓变化的弯曲线段。真实缝线会扭转、滑动和伸长,模型没有试图模拟这些变化,交锁点则画成两段交叉的弯曲线,深度由简单张力规则决定。实物大小的机器内部并非工作机构:没有建模它们的轴、曲柄和齿轮,只表现可见的运动部件。包缝机的弯针路径经过简化,以便看清动作先后;真实机器运动更快,部件间距更小。对找不到已发表数值的项目,包括家用机与手摇机的速度、服装计算器中的缝线长度,展台会注明估计值。

常见问题

缝纫机针为什么不完全穿过布料?

因为针眼位于针尖附近。它只需把线带下去,自己再退回;留在下面的线环由旋梭或梭子勾住并交锁。手缝针的针眼在后端,因此必须整根穿过。

梭芯有什么用?

它装着第二根线,也就是沿锁式缝线底面延伸的线。每一针,面线都被带着绕过梭芯及梭壳整整一圈,使底线落在面线环内部。

梭芯会跟着旋梭转吗?

不会。旋梭绕着梭壳转,梭壳却被上方的小挡指固定住,梭芯只在线被抽出时缓慢自转。这就是 Wilson 的 1852 年专利中的固定梭芯。

旋梭为什么每针转两圈?

第一圈勾住线环,把它带过梭壳。第二圈只是从针旁经过,此时针已在布料上方,没有线环可勾。转两圈让旋梭能沿同一方向平稳运动,而不必停止。

什么会导致跳针?

梭尖没有进入线环。常见原因包括配时偏移、针弯曲或变钝、针装反、针不适合布料,或旋梭周围积有绒屑。展台上可调节「旋梭配时」制造跳针。

为什么布底会堆线?

那通常是面线,而不是底线。如果面线张力太低,或面线没有穿过夹线盘或挑线杆,挑线杆就无法将线环提回,线便堆在下面。

怎样判断张力是否平衡?

线迹两面看起来相同,交锁点藏在布内。推广机构的测试方法是缝一条斜向缝,再拉到线断:只有面线断,说明它更紧;只有底线断,说明面线更松;两根都断,则平衡。

挑线杆有什么作用?

旋梭带着线环绕梭芯时,它放出线,随后迅速收回,使线环围着底线闭合,并把交锁点拉入布料。没有它,缝线就会布满松弛的线环。

送布牙有什么作用?

它在两针之间把布料移动一个针距:穿过针板升起,带布向前,下降,再后退。它只能在针离开布料时送布,否则针会被拖弯并折断。

链式线迹为什么能一拉就拆开?

单线链式线迹的每个环只被后一个环套住。拉最后一针的自由线头,各个环就依次松脱。锁式线迹在每个针孔把两根线交锁,所以不会连续脱散。

锁式线迹与包缝线迹有什么不同?

锁式线迹用两根线在布料中间交锁,将两层布连在一起。包缝线迹用一根面线和一根或两根弯针线包住切齐的布边,防止散边,常用于布边和针织布。

谁发明了缝纫机?

不是某一个人。Saint 在 1790 年描述了缝纫机器,Thimonnier 在 1830 年代于巴黎使用链式线迹机,Hunt 在 1830 年代初造出锁式线迹机,Howe 于 1846 年取得专利,Wilson、Singer、Grover and Baker 和 Gibbs 则在 1850 年代加入了使机器实用的部件。

Singer 发明了缝纫机吗?

没有。他的 1851 年专利把水平台面、有弹性的压脚,以及从悬臂上下运动的直针结合起来,他的公司成为最大的制造商。他在 1854 年向 Howe 付费取得许可,并加入了 1856 年的专利池。

缝纫机能缝多快?

工业机最高约每分钟 6,000 针。在 1861 年计时测试中,机器缝细亚麻布为每分钟 640 针,手缝为 23 针。Howe 的演示机记载为每分钟 250 针。

针为什么会发热?

每一针都与布料和线摩擦。工业速度下,测得针温为 100 至 300 °C,可能削弱缝线强度并损伤合成纤维布;一些机器会向针吹冷空气。

缝纫机何时传入韩国?

记录不一。《韩国民族文化大百科全书》给出的首次进口年份为 1938 年,Kyungwoon 博物馆则定为 1890 年代末的裁缝店。韩国制造的机器始于 1960 年代,按百科全书记载,第一台为 1966 年。

术语

  • 锁式线迹:每个针孔处,面线与底线在布料内部交锁的线迹(ISO 4915 的 300 类)。
  • 链式线迹:每个线环穿过前一个线环的线迹(单线为 100 类,多线为 400 类)。
  • 包边线迹:线包住布料边缘的线迹(500 类);包缝机一边形成它,一边切边。
  • 带眼尖针:针眼靠近针尖的针,是所有缝纫机的基础。
  • 线环:针开始上升时,针眼背后张开的面线弯环。
  • 旋梭:连续绕固定梭壳转动,并带着线环绕行的钩状装置。
  • 梭子:内部装有梭芯的尖头载体,每针穿过线环后返回。
  • 梭芯:绕有底线的小线轴。
  • 梭壳:容纳梭芯的壳体,自带张力弹簧。
  • 挑线杆:机头正面先放线、再收紧线迹的臂。
  • 夹线盘:夹住面线的两片圆盘;旋钮设定夹紧程度。
  • 送布牙:针板下方移动布料的齿杆。
  • 四运动送布:上升、向前、下降、后退,即 Wilson 的 1854 年送布方式。
  • 压脚:把布料压在送布牙上的部件。
  • 针板:压脚下的板,带有供针穿过的孔和供送布牙升起的槽。
  • 弯针:链式线迹机和包缝机中,将线带到针线环的弯曲臂。
  • 跳针:旋梭未勾住线环,留下没有交锁点的长针脚。
  • 针距:每转一圈,送布机构移动布料的距离。

参考资料

解说文章与模拟采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可,另有说明的除外。

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