淺談縫紉機(jī)供油系統(tǒng)的主要種類(lèi)及工作原理

丹陽(yáng)湖

                         淺談縫紉機(jī)供油系統(tǒng)的主要種類(lèi)及工作原理
供油系統(tǒng)是縫紉機(jī)的重要組成部分之一，而供油泵是供油系統(tǒng)的核心。在縫紉機(jī)中，由于受空間、使用條件的限制，使用的油泵主要分為齒輪泵、離心葉輪泵和柱塞泵。這些泵的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、供油量大、使用可靠、壽命長(zhǎng)、制造容易、維修方便、價(jià)格便宜。但也有不少缺點(diǎn)，如噪聲較大、對(duì)密封要求高、密封件容易老化、出口壓力小等。

　　(1)齒輪泵

　　齒輪泵又分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵，如圖2-30所示。

　　外嚙合齒輪泵通常由泵體、一對(duì)大小相等的圓柱齒輪、端蓋、濾網(wǎng)、齒輪軸組成，泵體或端蓋)上有進(jìn)油孔和出油孔。齒輪泵一般通過(guò)螺旋齒輪(或蝸輪蝸桿)與傳動(dòng)軸相連，有的也采取其他方式單獨(dú)傳動(dòng)。工作時(shí)依靠泵體的特殊形狀與齒輪成動(dòng)配合下的密封狀態(tài)，通過(guò)齒輪輪齒之間的空隙把油從一側(cè)愉送到另一側(cè).

　　內(nèi)嚙合齒輪泵(也稱(chēng)轉(zhuǎn)子泵)通常由泵體、外齒輪(外轉(zhuǎn)子)、內(nèi)齒輪(內(nèi)轉(zhuǎn)子)、端蓋、濾網(wǎng)、油泵軸、銷(xiāo)釘組成，端蓋上有進(jìn)油孔，泵體上有出油孔。內(nèi)嚙合齒輪泵工作時(shí)依靠?jī)?nèi)外齒輪(轉(zhuǎn)子)形狀的配合，使內(nèi)外齒輪輪齒之間的空隙在運(yùn)轉(zhuǎn)中不斷變大和縮小，把油不斷吸人和擠出內(nèi)外齒輪輪齒之間的空隙，實(shí)現(xiàn)泵油。

　　(2)離心泵

　　葉輪式離心泵通常由泵體、葉輪、油泵軸、端蓋、濾網(wǎng)組成，端蓋上有進(jìn)油孔，泵體上有出油孔。葉輪式離心泵一般通過(guò)插接方式與豎軸相連。工作時(shí)依靠葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力把油吸人和壓出泵體，見(jiàn)圖2-31.

（3）凸輪柱塞泵

縫紉機(jī)上使用的凸輪柱塞泵如圖2-32、圖2-33所示，主要由凸輪、柱塞、彈簧、壓簧片、壓簧片螺絲、外套筒組成，外套筒上另有進(jìn)油孔和出油孔。由于凸輪是在外套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所以凸輪的凹陷部分在外套筒內(nèi)形成空腔，還由于柱塞的分隔作用，當(dāng)空腔剛到達(dá)并越過(guò)柱塞中心位置時(shí)，在柱塞進(jìn)油孔一側(cè)形成負(fù)壓，機(jī)油被吸人空腔，’隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)空腔被吸滿(mǎn)機(jī)油，在外套筒的封閉作用下，空腔內(nèi)的機(jī)油被繼續(xù)往前輸送，當(dāng)吸滿(mǎn)油的空腔到達(dá)柱塞時(shí)，由于柱塞的阻隔，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，空腔內(nèi)的機(jī)油被壓出出油孔.

　　近年來(lái)，隨著加工技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)用油泵——擺線(xiàn)轉(zhuǎn)子泵被應(yīng)用到縫紉機(jī)中，特別是對(duì)一些全封閉自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的機(jī)種，如包縫機(jī)、繃縫機(jī)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，輸油量大

　　擺線(xiàn)轉(zhuǎn)子泵系采用內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合的結(jié)構(gòu)，齒數(shù)少，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，不借助其他隔離元件便能形成密封腔，其零件數(shù)量少。

　　二、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小

　　擺線(xiàn)轉(zhuǎn)子泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒數(shù)只差一齒，它們做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒面滑動(dòng)速度小，嚙合點(diǎn)在不斷地沿著內(nèi)外轉(zhuǎn)子的齒廓移動(dòng)，因此，兩轉(zhuǎn)子齒面的相互磨損小。由于吸油腔和排油腔的包絡(luò)角度大，接近145°，吸油和排油時(shí)間都比較充分，因此，油流比較平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)也比較平穩(wěn)，且噪音明顯低于齒輪泵。

　　三、高速特性好

　　對(duì)于一般的漸開(kāi)線(xiàn)齒輪泵，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，則因離心力的作用將會(huì)導(dǎo)致齒谷充油不足形成“空穴”，使泵的效率下降，因此，其轉(zhuǎn)速很少超過(guò)3 000rpm，圓周速度在5～6m/s以?xún)?nèi)。對(duì)于擺線(xiàn)轉(zhuǎn)子泵，吸排油角度范圍大，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力的作用有利于油液在齒谷內(nèi)的充填，不會(huì)產(chǎn)生有害的“空穴”現(xiàn)象，因此，擺線(xiàn)轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)速范圍可在幾百至近萬(wàn)轉(zhuǎn)。

　　這種泵的缺點(diǎn)是，內(nèi)外轉(zhuǎn)子加工精度要求高，要滿(mǎn)足這一點(diǎn)必須有專(zhuān)用的刀具，并且加工后須對(duì)研跑合，影響大批量的生產(chǎn)，只有用粉末冶金壓制成型方法才能進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，現(xiàn)在也有用工程塑料一次成型，大大降低了生產(chǎn)要求和生產(chǎn)成本，為該泵的普及創(chuàng)造了條件。

結(jié)構(gòu)及工作原理

　　一、結(jié)構(gòu)

　　如圖1所示的擺線(xiàn)轉(zhuǎn)子泵實(shí)體模型，其主要工作部件是一對(duì)內(nèi)嚙合的齒輪——內(nèi)、外轉(zhuǎn)子。它是由內(nèi)轉(zhuǎn)子1、外轉(zhuǎn)子2、泵體3、底座4等組成。外轉(zhuǎn)子2在泵體3中可自由旋轉(zhuǎn)，泵體3與底座4通過(guò)螺釘連為一體，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合必須有正確的偏心距，因?yàn)閿[線(xiàn)齒輪與漸開(kāi)線(xiàn)齒輪不同，它沒(méi)有可分性。偏心距不正確，將影響內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合，從而使效率下降，并產(chǎn)生噪聲，甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的損壞。

使用這種油泵的縫紉機(jī)有“兄弟”牌LH4-B814型平頭鎖眼機(jī)、“星菱”牌FW-777型繃縫機(jī)等。

                       

　在擺線(xiàn)型內(nèi)嚙合泵中，內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動(dòng)輪，外轉(zhuǎn)子為從動(dòng)輪，兩者做同向運(yùn)動(dòng)。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的速比i=Z1/Z2。由于內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合過(guò)程存在“二次嚙合作用”，因此，能形成幾個(gè)獨(dú)立的封閉包液腔。隨著內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)，各包液腔的容積將發(fā)生不同的變化。例如，在圖2的a時(shí)包液腔V1容積最小，在圖2的e時(shí)包液腔V5的容積達(dá)最大值。當(dāng)包液腔容積由小變大時(shí)，包液腔內(nèi)產(chǎn)生局部真空，在大氣壓力的作用下，油液通過(guò)底座進(jìn)油口被吸入，此時(shí)即為吸油過(guò)程。當(dāng)包液腔容積達(dá)到最大值時(shí)，吸油過(guò)程結(jié)束（圖2a～e）。隨著轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)，包液腔的容積由大變小，包液腔內(nèi)的油液從排油口中被壓出，此為泵的排油過(guò)程（圖2e～h）。

　　由圖2可知，轉(zhuǎn)子泵在工作過(guò)程中，內(nèi)轉(zhuǎn)子的一個(gè)齒每轉(zhuǎn)過(guò)一周，出現(xiàn)一個(gè)工作循環(huán)，即完成泵的吸油至排油過(guò)程。一個(gè)轉(zhuǎn)子泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子有Z1個(gè)齒，它每旋轉(zhuǎn)一周，必然出現(xiàn)Z1個(gè)與上述V腔相同的工作循環(huán)，泵便通過(guò)此Z1個(gè)工作循環(huán)連續(xù)不斷地向外輸油。故當(dāng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子繞互相平行的兩軸線(xiàn)作不同轉(zhuǎn)速同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，必發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)使內(nèi)外轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生不斷變化的空間，并與吸油和排油道接通，起到泵的作用。

內(nèi)、外轉(zhuǎn)子齒廓幾何關(guān)系

　　一、外轉(zhuǎn)子： 外轉(zhuǎn)子齒廓由Z2個(gè)等分均勻的圓弧組成。

　　二、內(nèi)轉(zhuǎn)子： 內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)為Z1=Z2-1，齒廓是與外轉(zhuǎn)子在保持一定的偏心距e的條件下，按固定傳動(dòng)比嚙合運(yùn)動(dòng)的圓弧齒廓的共軛曲線(xiàn)，此曲線(xiàn)是一條短幅外擺的內(nèi)等距線(xiàn)。

三、內(nèi)外轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)：圖3所示為內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合圖，外轉(zhuǎn)子的參數(shù)有：a-齒形圓半徑，

R-創(chuàng)成圓半徑，L-限制圓半徑，r-內(nèi)切圓半徑，D-外徑，Z2-齒數(shù)；內(nèi)轉(zhuǎn)子的參數(shù)有：ρ1-長(zhǎng)徑，ρ2-短徑，d-內(nèi)徑， Z1-齒數(shù)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子偏心距為e。

　　其中，決定轉(zhuǎn)子形狀和大小的原始參數(shù)是Z1、 Z2、e、R和a，其余參數(shù)可通過(guò)內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合的幾個(gè)特殊嚙合位置簡(jiǎn)單進(jìn)行推算。

                                     

驗(yàn)布機(jī)

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zhangshuoshi

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軍婷

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mtyhyh

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