淺談縫紉機供油系統(tǒng)的主要種類及工作原理

丹陽湖

                         淺談縫紉機供油系統(tǒng)的主要種類及工作原理
供油系統(tǒng)是縫紉機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。這些泵的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、供油量大、使用可靠、壽命長、制造容易、維修方便、價格便宜。但也有不少缺點，如噪聲較大、對密封要求高、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)上有進油孔和出油孔。齒輪泵一般通過螺旋齒輪(或蝸輪蝸桿)與傳動軸相連，有的也采取其他方式單獨傳動。工作時依靠泵體的特殊形狀與齒輪成動配合下的密封狀態(tài)，通過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、銷釘組成，端蓋上有進油孔，泵體上有出油孔。內(nèi)嚙合齒輪泵工作時依靠內(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，端蓋上有進油孔，泵體上有出油孔。葉輪式離心泵一般通過插接方式與豎軸相連。工作時依靠葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力把油吸人和壓出泵體，見圖2-31.

（3）凸輪柱塞泵

縫紉機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)空腔剛到達并越過柱塞中心位置時，在柱塞進油孔一側(cè)形成負(fù)壓，機油被吸人空腔，’隨著凸輪的轉(zhuǎn)動空腔被吸滿機油，在外套筒的封閉作用下，空腔內(nèi)的機油被繼續(xù)往前輸送，當(dāng)吸滿油的空腔到達柱塞時，由于柱塞的阻隔，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動，空腔內(nèi)的機油被壓出出油孔.

　　近年來，隨著加工技術(shù)的發(fā)展，汽車用油泵——擺線轉(zhuǎn)子泵被應(yīng)用到縫紉機中，特別是對一些全封閉自動潤滑系統(tǒng)的機種，如包縫機、繃縫機。它具有以下優(yōu)點：

　　一、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，輸油量大

　　擺線轉(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、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小

　　擺線轉(zhuǎn)子泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒數(shù)只差一齒，它們做相對運動時，齒面滑動速度小，嚙合點在不斷地沿著內(nèi)外轉(zhuǎn)子的齒廓移動，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°，吸油和排油時間都比較充分，因此，油流比較平穩(wěn)，運動也比較平穩(wěn)，且噪音明顯低于齒輪泵。

　　三、高速特性好

　　對于一般的漸開線齒輪泵，如果轉(zhuǎn)速過高，則因離心力的作用將會導(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3 000rpm，圓周速度在5～6m/s以內(nèi)。對于擺線轉(zhuǎn)子泵，吸排油角度范圍大，在高速旋轉(zhuǎn)時，離心力的作用有利于油液在齒谷內(nèi)的充填，不會產(chǎn)生有害的“空穴”現(xiàn)象，因此，擺線轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)速范圍可在幾百至近萬轉(zhuǎn)。

　　這種泵的缺點是，內(nèi)外轉(zhuǎn)子加工精度要求高，要滿足這一點必須有專用的刀具，并且加工后須對研跑合，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所示的擺線轉(zhuǎn)子泵實體模型，其主要工作部件是一對內(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，因為擺線齒輪與漸開線齒輪不同，它沒有可分性。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有“兄弟”牌LH4-B814型平頭鎖眼機、“星菱”牌FW-777型繃縫機等。

                       

　在擺線型內(nèi)嚙合泵中，內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動輪，外轉(zhuǎn)子為從動輪，兩者做同向運動。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的速比i=Z1/Z2。由于內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合過程存在“二次嚙合作用”，因此，能形成幾個獨立的封閉包液腔。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時包液腔V1容積最小，在圖2的e時包液腔V5的容積達最大值。當(dāng)包液腔容積由小變大時，包液腔內(nèi)產(chǎn)生局部真空，在大氣壓力的作用下，油液通過底座進油口被吸入，此時即為吸油過程。當(dāng)包液腔容積達到最大值時，吸油過程結(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，此為泵的排油過程（圖2e～h）。

　　由圖2可知，轉(zhuǎn)子泵在工作過程中，內(nèi)轉(zhuǎn)子的一個齒每轉(zhuǎn)過一周，出現(xiàn)一個工作循環(huán)，即完成泵的吸油至排油過程。一個轉(zhuǎn)子泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子有Z1個齒，它每旋轉(zhuǎn)一周，必然出現(xiàn)Z1個與上述V腔相同的工作循環(huán)，泵便通過此Z1個工作循環(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作不同轉(zhuǎn)速同方向轉(zhuǎn)動時，必發(fā)生相對運動，此運動使內(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，按固定傳動比嚙合運動的圓弧齒廓的共軛曲線，此曲線是一條短幅外擺的內(nèi)等距線。

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)可通過內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合的幾個特殊嚙合位置簡單進行推算。

                                     

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