2.2　锁式线迹的形成过程

锁式线迹缝纫机的线迹形成过程，主要是由缝纫机上形成线迹的四个执行器，在缝纫机主轴的控制下进行周期性的协调运动实现的。缝纫机主轴每运转一周，即每运转一个周期，就能形成一个线迹。

缝纫机上形成线迹的四个执行器是：刺料器、勾线器、挑线器、送料器。各执行器的功能不一样，其工作过程的技术特征也不一样。

1.四个执行器（图2-5）的主要功能

图2-5　四个执行器的主要功能示意图

（1）刺料器的主要功能　刺料器一般是具有特殊结构的缝针，主要功能是穿刺缝料、带引缝线穿过缝料，形成针线线环和退出缝料，输送针线。

实现这个功能过程，主要有三个工作阶段：

1）刺料器的穿刺缝料、带引针线穿过缝料的阶段。

2）刺料器形成线环的阶段。

3）刺料器退出缝料、输送针线的阶段。

以上阶段为机器的勾线器能够勾住线环，形成线迹提供条件。

（2）勾线器的主要功能　勾线器一般是具有特殊结构的梭等，主要实现勾住线环，分线和扩大线环，让线环套过，让线环脱离勾线器的功能。

实现这个功能过程，主要有三个工作阶段：

1）勾线器勾住线环的阶段。

2）勾线器分线与扩大线环、让线环套过勾线器的阶段。

3）让线环脱离勾线器的阶段。

以上阶段为机器能够完成针线线环与勾线器梭线的交织，形成线迹提供条件。

（3）挑线器的主要功能　挑线器一般是具有特殊结构的挑线杆、板等，主要实现供应针线的线量、收取针线的收线量、收紧线迹的功能。

实现这个功能过程，主要有三个工作阶段：

1）挑线器供应针线线量的阶段。

2）挑线器收取针线线量的阶段。

3）挑线器收紧，形成线迹的阶段。

通过挑线器供应针线的线量，满足缝针下降时需要的针线线量，以及勾线器勾住线环、分线和扩大线环、让线环套过时需要的针线线量；通过挑线器收取针线的收线量，让线环迅速脱离勾线器，使机器能够完成针线线环与勾线器梭线的交织；通过挑线器收紧线迹的收线量，将收紧已与梭线交织的线环，并为最后形成线迹提供条件。

（4）送料器主要功能　送料器一般是具有特殊结构的送料牙、滚轮、带、框等，主要实现上升咬住缝料、移动缝料和退回的功能。

实现这个功能过程，主要有三个工作阶段：

1）送料器上升咬住缝料，准备送料的阶段。

2）送料器进行送料的阶段。

3）送料器下降离开缝料、退回的阶段。

通过以上阶段使机器能够完成一个针距的送料，并能协助挑线器收紧线迹，为最后形成线迹提供条件。

四个执行器的主要功能与四个执行器工作过程的协调性，是缝纫机能够顺利进行缝纫的关键。所以，四个执行器各个工作阶段的关键协调时刻，都有明确的技术要求。

2.锁式线迹形成过程

锁式线迹形成过程中，一个重要的技术特征是围绕着针线线环的形成、被勾住、扩大、套过、收缩、与梭线交织、再形成线迹的变化过程，所以各执行器需要协调地满足针线线环在不同阶段的变化要求。

以下以一个典型的普通平缝机为例，介绍锁式线迹的形成过程。

为了方便讨论，应设定缝纫机主轴的运转位置。为讨论四个执行器工作协调性的坐标系，将坐标系的缝纫机主轴运转位置零度（上轮旋转位置零度）设定在针杆运动到最高位置时。

以下是锁式线迹形成的各阶段时，四个执行器的工作状态（以下的缝纫机状态中，上轮旋转位置，如从55°到180°的位置条件，不同的机器是不一样的，这里仅将典型缝纫机的锁式线迹形成过程进行讨论说明）。

（1）针线穿过缝料的阶段　主轴旋转位置从55°到180°时，各执行器的工作状态如下。

1）刺料器（缝针）的工作状态：这时的刺料器（缝针）在下降过程中到接近88°度时，缝针尖开始穿刺缝料，将带引针线穿过缝料，一直下降到180°时，刺料器（缝针）到最低位置，准备形成线环。

2）勾线器（梭）的工作状态：梭尖开始接近缝针中心线，准备勾住线环。

3）挑线器的工作状态：到71°时，挑线器到最高位置后，完成收紧线迹。开始下降，不断供应针线，满足刺料器（缝针）下降的需线量。

4）送料器的工作状态：到86°时，送料器完成送料，并协助挑线器完成收紧线迹。

（2）线环形成的阶段　主轴旋转位置从180°到210°时，各执行器的工作状态如下。

1）刺料器（缝针）的工作状态：这时的刺料器（缝针）从最低极限位置开始缓慢回升，在缝针针孔部形成线环，为勾线器勾住线环创造条件。

2）勾线器（梭）的工作状态：勾线器梭尖从180°开始，接近缝针中心线，到206°～210°时，勾住在缝针针孔部形成的线环。

3）挑线器的工作状态：挑线器下降，继续不断供应针线，但是刺料器（缝针）已经缓慢回升，不需要新的线量，勾线器正在准备和勾住线环，也不需要新的线量。

4）送料器的工作状态：送料器在针板下作退回运动。

（3）线环勾住和扩大的阶段　主轴旋转位置从210°到315°时，各执行器的工作状态如下。

1）刺料器（缝针）的工作状态：这时的刺料器（缝针）回升，到280°时从缝料中退出，针孔继续不断输送针线。

2）勾线器（梭）的工作状态：勾线器继续转动，完成线环的分线和扩大过程，将线环扩大到能顺利套过勾线器。

3）挑线器的工作状态：挑线器快速下降，继续不断供应针线，满足勾线器分线和扩大线环需要新的线量。接近到315°时，挑线器到下极限位置，供线量最大，满足线环套过勾线器的要求。

4）送料器的工作状态：送料器在针板下作退回运动。

（4）线环收缩的阶段　主轴旋转位置从315°到360°时，各执行器的工作状态如下。

1）刺料器（缝针）的工作状态：这时的刺料器（缝针）继续回升，到360°时回升到上极限位置，针孔配合挑线器收取针线。

2）勾线器（梭）的工作状态：勾线器继续转动，到315°～318°时，勾线器将线环扩大到能顺利套过勾线器，套过勾线器的线环要迅速收缩，脱离勾线器（梭）。

3）挑线器的工作状态：挑线器开始快速上升，迅速收取针线，满足线环要迅速收缩，脱离勾线器（梭）的要求。

4）送料器的工作状态：送料器在针板下开始上升，到324°时，咬住缝料进行送料运动。

（5）线环收紧，针线、梭线交织的阶段　主轴旋转位置从360°到30°时，各执行器的工作状态如下。

1）刺料器（缝针）的工作状态：这时的刺料器（缝针）回升到上极限位置后，开始缓慢下降，针孔配合挑线器收取针线。

2）勾线器（梭）的工作状态：勾线器继续转动，勾线器中的线环迅速收缩，脱离勾线器（梭）上的脱线尖从定位置钩中拉出，实现针线、梭线交织。

3）挑线器的工作状态：挑线器快速上升，继续迅速收取针线，满足线环脱离勾线器（梭）的要求。

4）送料器的工作状态：送料器继续进行送料运动。

（6）送料器送料，形成线迹的阶段　主轴旋转位置从30°到55°时，各执行器的工作状态：

1）刺料器（缝针）的工作状态：这时的刺料器（缝针）继续下降。

2）勾线器（梭）的工作状态：线环已脱离勾线器，勾线器进行空转。

3）挑线器的工作状态：挑线器上升接近上极限位置，将最后收紧针线。

4）送料器的工作状态：送料器继续进行送料运动，完成送料运动，协助挑线器收紧缝料中的线迹。

3.四个执行器的工作循环图

工作循环图是研究线迹形成的四个执行器的协调关系的一种方法。

为了能够比较直观地观察缝纫机的线迹形成的四个执行器的协调工作关系，在长时期的缝纫机研究中，形成了采用工作循环图的方式，能够表达四个执行器的协调工作关系。将四个执行器的关键功能要求的运动时间，在一个图表中表达出来，方便观察四个执行器的关键功能要求的运动时间和运动位置的相互关系。

工作循环图研究方法：以缝纫机主轴运转一个周期为时间坐标，在一个图表中将四个执行器关键功能要求的时间点统一表达在具有360°分度的图表中，采用不同大小的同心圆环，表达不同执行器的运动功能要求，并重点显示关键功能要求的时间点，以强调执行器的关键功能要求与其他执行器协调、同步的时间关系要求。以下以一个典型的缝纫机为例进行介绍。

工作循环图中表达的基本条件：

1）机器工作循环时间起点在缝纫机运转到缝针在最高位置时，即零度。

2）缝纫的缝料厚度为4mm。

（1）刺料器的工作循环图（图2-6内一环）

1）当缝纫机主轴运转到0°，缝针在最高位置时，缝针开始下降；缝针到88°时，缝针尖开始刺入缝料；缝针到104°时，缝针尖开始到达针板平面，即将刺穿缝料。

2）当缝纫机主轴运转到180°，缝针在最低位置时，缝针完成了带引缝线穿刺缝料的过程。在这个过程中，必须注意缝针与送料机构送料器的运动默契配合，即在送料器的送料运动没有完成时，缝针的针尖不能穿刺缝料。

3）当缝纫机主轴运转到180°后，缝针开始回升；缝针约到208.5°时，缝针上升约2.2mm，在缝针右侧形成线环，为勾线器梭尖勾住线环创造条件，这个线环的形成过程必须是稳定的，以确保形成线环的大小、方向和稳定性。这时，缝针完成了形成线环的过程。在这个过程中，必须注意缝针与勾线器的运动默契配合，即勾线器梭尖运动位置必须与缝针的中心线位置相同，以保证勾住线环。

4）当缝纫机主轴运转到208.5°，勾线器梭尖勾住线环后，缝针开始逐渐加快回升速度；这时，缝针完成了带引缝线穿刺缝料、形成线环、被勾线器梭尖勾住线环的过程，并为针线与梭线交织成线迹提供了基础性条件。

5）当缝纫机主轴运转到208.5°时，缝针尖开始回升到针板平面线位置上，即将退出缝料。

6）当缝纫机主轴运转到272.5°时，缝针尖回升到缝料的上平面位置，缝针全部退出缝料。

7）当缝纫机主轴运转到272.5°后，缝针继续回升，直到360°位置（0°位置），缝针回升到最高位置，准备第二个周期的运转。

（2）勾线器的工作循环（图2-6内二环）　勾线器的运动特征（以旋梭勾线器为例）：在缝针运动一个周期时，旋梭勾线器是进行二个旋转运动周期。前一个是准备周期，是不进行勾线工作的旋转运动周期，即空转一周。后一个是工作周期，是进行勾线工作的旋转运动周期。

准备周期：当缝纫机主轴运转从11°到208°时，勾线器梭尖空转一周，为不进行勾线工作的旋转运动周期。

工作周期：当缝纫机主轴运转从208°到11°时，勾线器梭尖进入进行勾线工作的第二周期的旋转运动。

准备周期是空转，这里不讨论。

工作周期的运动特征如下：

1）当缝纫机主轴运转到208.5°时，勾线器梭尖到达缝针的中心线位置，开始勾住线环。

2）当缝纫机主轴运转到208.5°后，勾线器梭尖勾住线环后，继续旋转运动，梭尖开始拉动线环，进行分线、扩大线环，准备将线环套过勾线器。在这个过程中，必须注意挑线器充分满足勾线器在勾住线环后拉动线环、进行分线、扩大线环过程中所需要大量的针线线环的线量——需线量。而且，挑线器的供线量必须大于需线量。这是勾线机构勾线器工作的必要条件。

3）当缝纫机主轴运转到300°～318.5°时，线环准备套过勾线器。到318.5°时，线环套过勾线器。在这个过程中，到300°时，挑线器的供线量应是最大时，并开始收线，将勾线机构勾线器上的准备套过勾线器内梭的多余的线环线量先期收去。到318.5°时，挑线器的收线量（最大供线量-先期收去收线量）应略大于（刚好能够满足）线环套过勾线器的需线量。否则由于线量不足，轻者会造成绷线、重者会造成断线；线量过大，会造成卡线。

4）当缝纫机主轴运转到318.5°～322°，线环套过勾线器后，线环套在梭线上，针线准备与梭线交织，形成线迹。在这个过程中，挑线器快速进行收线，将线环从勾线器中迅速拉出。

完成勾线器勾住线环、分线、扩大和线环套过勾线器的过程，使针线与梭线实现交织的功能。

（3）挑线器的工作循环图（图2-6内三环）

1）当缝纫机主轴运转到71°时，挑线器穿线孔处于最高位置，将前一个线迹收紧。

2）当缝纫机主轴运转到71°～180°时，挑线器穿线孔下降，开始供线，满足缝针下降的需要。

3）当缝纫机主轴运转到180°～208°时，挑线器继续供线，但是勾线器在勾线准备和缝针在上升，不需要增加线量。

4）当缝纫机主轴运转到208°～300°时，挑线器穿线孔急剧下降，开始大量供线，以满足勾线器勾住线环、扩大线环的需要。到300°时，挑线器穿线孔到最低位置，准备开始回升收线，这时挑线器供线量最大。

5）当缝纫机主轴运转到300°～318°时，挑线器穿线孔缓缓回升，开始收线。

6）当缝纫机主轴运转到318.5°～11°时，挑线器快速进行收线，将套过勾线器的线环从勾线器中迅速拉出。

7）当缝纫机主轴运转到11°～71°时，挑线器穿线孔继续上升，准备收紧线迹，到71°时挑线器穿线孔处于最高位置，与送料器一起收紧前一个线迹。

（4）送料机构的工作循环图（图2-6外环）

1）当缝纫机主轴运转到324°时，送料器开始抬起咬住缝料，准备送料。

2）当缝纫机主轴从324°运转到52°时，送料器咬住缝料进行送料。

3）当缝纫机主轴从52°运转到86.5°时，送料器开始下降，继续送料。

4）当缝纫机主轴运转到86.5°时，送料器下降，离开缝料，停止送料。

5）当缝纫机主轴从86.5°运转到324°时，送料器牙下降、退回、再抬起，准备第二次送料。

图2-6　四个执行器工作循环图