2.1　线环

线环是机器缝纫过程中形成线迹的一个基本条件。无论自连、互连型的链式线迹，还是交织型的锁式线迹，线环是线迹形成过程中的一个主要环节。

2.1.1　线环的功能

锁式线迹是由两根缝线组成的线迹，是一根缝线与另一根缝线交织后组成的线迹。

由于两根缝线进行交织的线迹结构要求，在线迹形成时，就需要将一根缝线套进另一根缝线，才能完成两根缝线进行的交织，这样就必须具备两个基本条件：

1.有一个缝线形成的线环

有一个缝线形成的线环，是能够套进另一根缝线，使两根缝线进行的交织的基本条件。

完成两根缝线的交织，首先要将一根缝线套进另一根缝线。一根缝线要套进另一根缝线，必须有一个工具，这就是线环。就是在线迹形成过程中，有一根缝线必须能形成一个线环，才能套进另一根缝线，为完成两根缝线的交织、形成线迹创造条件。

2.有一个能被线环套进并带有另一根缝线的构件

有一个能被线环套进并带有另一根缝线的构件，也是两根缝线进行的交织的基本条件。

完成两根缝线的交织时，一根缝线将形成的线环套进另一根缝线，在缝纫机缝纫过程中，是不能从另一根缝线的线头处套进的。所以，需要将一定长度的缝线先绕在一个容器里，让线环套过这个容器，方便线环套过容器里的另一根缝线，再由这个容器引出的另一根缝线与线环缝线实现交织，形成一个线迹。缝纫机每运转一次，就能形成一个线环，套过这个容器一次，完成一次两根缝线的交织，形成一个线迹。这样，缝纫机主轴连续运转，就能连续地进行缝纫工作。这个容器就是缝纫机上的勾线器，又称梭。（图2-1）

图2-1　线环形成和套过勾线器（梭）的示意图

由缝针引出的缝线，称为针线。由勾线器（梭）引出的缝线称梭线。线环是由缝针带引针线穿刺缝料，在缝料的另一侧形成的，所以又称针线线环。

针线线环要能够套过勾线器（梭）与梭线交织，形成线迹的过程是很复杂的。缝纫机的多个机构协调运动才能达到缝针带引针线穿刺缝料形成线环，线环能被勾线器（梭）勾住并扩大，然后套过勾线器，最后收缩退出勾线器，才能实现针线与勾线器内梭线的交织功能。

所以，线环的形成是缝纫机形成线迹的基本条件。

但是，线环形成时的大小、形状、位置、时间等要求，是确保勾线器（梭）勾住线环、扩大线环、线环套过勾线器，使针线与梭线交织而形成线迹，是缝纫机能稳定连续地缝纫的重要因素。

2.1.2　线环的形成

线环的形成与线环的功能紧密相关。线环的功能是套过勾线器，使针线与梭线交织而形成线迹。在套过勾线器的过程中，首要的功能是缝针带引针线穿刺缝料形成的线环能稳定地被勾线器勾住。而扩大线环、线环套过勾线器的过程，主要是由其他机构协调完成的。所以线环形成是机器缝纫的首要条件。

1.线环的形成过程

（1）缝针穿刺缝料后，向下极限位置运动时（图2-2a）　针线被缝针针孔上侧M点带着运动至下极限位置，是针线随着缝针向下运动不断补充新线量的过程。针线被针孔上侧M点带至下极限位置的运动过程中，缝针两侧的针线线段，一方面是被缝料上的穿线孔挤压在缝针的两侧，另一方面是随着缝针下降的拉动，不断补充新的针线线量，此时的针线是绷得很紧的。

（2）缝针到下极限位置后，开始缓慢上升0.5～1mm时（图2-2b）　由于缝针的运动是刚性运动的缓慢上升。但被带至下极限位置的针线是一个柔性体，当缝针缓慢上升时，针线失去了向下的拉力，也没有向上的拉力。而在缝针左侧的容线长槽里的针线仍然有向下运动的惯性，因此针线不会随着缝针的缓慢上升而上升。这时，在缝料下面，针线被带至下极限位置的线量基本都留在下面。在缝针缓慢上升的过程中，因为缝针缓慢上升的位移量的增加，针线逐步松了，开始不紧绷，随着缝针缓慢上升、针线在缝料下面的线量不减少，针线开始形成小线环。

图2-2　线环形成过程

a）当缝针穿刺缝料后，向下极限位置运动时 b）缝针到下极限位置后，开始缓慢上升0.5～1mm c）当缝针继续缓慢上升1～2mm时 d）当缝针继续缓慢上升2～3mm时

（3）当缝针继续缓慢上升1～2mm时（图2-2c）　上升的位移量的继续增加，使针线继续放松了，针线在缝针针孔内的接触点也由针孔的上侧M点，逐步向针孔的下侧N点移动。针线在缝料下面的线量仍不减少，针线没有新的作用力影响它，在自己向下运动的惯性力作用下，柔性体的针线自然地向缝针左右两侧扩大线环，在缝针左侧扩大线环会受到护针的限制，使右侧形成较大的线环。

（4）当缝针继续缓慢上升2～3mm时（图2-2d）　由于针线是一个柔性体，随着缝针上升的位移量的继续增加，缝料下面的针线的线量继续增多，在自己向下运动的惯性力作用下，柔性体的针线自然地向缝针左右两侧继续扩大，针线线环的底部被针孔下侧N点托抬帮助扩大针线线环。同样，在缝针左侧扩大线环会受到护针的限制，使右侧形成较大的线环，为勾线器勾住线环创造条件。

2.线环的形成原理

从线环的形成过程可知线环的形成原理：缝针缓慢上升时刚性运动产生的位移量，与在缝针缓慢上升时针线不上升产生的位移量差，使针线状态从紧绷变为松散，在向下惯性运动力的作用下产生线环。当然，也有缝针的特殊结构和护针等构件的作用。

3.线环形成的要求

线迹形成过程中，对线环的要求，是指线环形成时的大小、位置、时间、形状、稳定性等。

（1）线环形成大小　线环形成的大小，是指在缝针上升时，线环形成的宽度、高度和面积大小。线环形成的宽度、高度和面积的大小，是保证勾线器梭尖稳定地勾住线环的必要条件。

线环形成的宽度和高度与缝针上升的距离有很大关系。

缝针上升距离与线环尺寸变化见表2-1。

表2-1　缝针上升距离与线环尺寸的变化 （单位：mm）

试验条件：用75号缝针、80号棉线、缝纫厚2mm的6层1等棉布。

短槽位置：在缝纫机上缝针的右侧。

长槽位置：在缝纫机上缝针的左侧。

线环形成过程变化状态如图2-3所示。

（2）线环形成位置　线环形成位置，是指缝针与勾线器梭尖相对的位置。线环形成位置是保证勾线器的梭尖稳定地勾住线环的必要条件。

由于缝针形成的线环不会很大，为了保证勾线器梭尖稳定地勾住线环，勾线器梭尖平面与缝针右侧的相对距离应尽可能小（图2-2d），即勾线器梭尖到达缝针中心线的位置时，缝针右侧与勾线器梭尖平面的间隙在0.1mm内。这个条件是由装配工艺保证的。在装配过程中需要明确规定缝针的高度、缝针与梭尖的间隙量。

（3）线环形成时间　线环形成时间是保证勾线器梭尖稳定地勾住线环的必要条件。

由于缝针形成的线环不会很大，线环是在一个瞬间的时间段内形成的，旋转运动的勾线器梭尖必须在这个瞬间稳定地完成勾线过程。当勾线器梭尖旋转到达缝针的中心线进行勾线的位置时，要保证在规定的时间里够住线环。就要求在这个瞬间形成较大和稳定的针线线环。一般要求缝针孔上侧M点与勾线器梭尖到达缝针的中心线时的高度位置在1.5～2mm（图2-2d）。这个条件也是由装配工艺保证的。在装配中需要保证缝针与梭尖旋转角的相对位置要求。

4.线环形成形状稳定性

线环形成形状稳定性，是指在线环形成时，线环状态不能出现扭曲、变形等不稳定现象，造成勾线器勾不住线环，完成不了两根缝线的交织、形成线迹，而发生跳针的现象。线环形成过程变化状态如图2-3所示。

造成形成的线环状态不稳定的因素有以下几个：

（1）线环过大　因为针线是柔软的，线环也不是越大越好，线环一大，就易变形。线环变形了，线环实际能够给勾线器梭尖勾住的垂直投影面积就变化了，勾线器梭尖勾住线环的稳定性就差了，完成不了两根缝线的交织、形成线迹，从而造成跳针。

（2）针线的捻度太大或不均匀　因为针线是有一定捻度的股线，如针线的捻度不均匀或者捻度太大，在线环形成时，容易发生偏转（图2-4），使勾线器梭尖勾住线环时，实际可勾住线环的垂直投影面积小了，勾线器梭尖勾住线环的稳定性就差了，完成不了二根缝线的交织、形成线迹，从而造成跳针。

图2-3　线环形成过程变化状态

图2-4　线环发生偏转变形的状态

（3）针线过于柔软　因为针线是柔软的，如果针线过于柔软，线环在形成时，就容易发生扭曲变形，勾线器梭尖就容易勾不住扭曲变形的线环，完成不了两根缝线的交织、形成线迹，从而造成跳针。