高速包缝机的机构设计优化

1.传动机构

高速包缝机的传动机构与中速包缝机的传动机构基本相同，多数采用的是主轴上多曲柄的形式，用不同形式的曲柄来代替偏心轮。高速包缝机的多曲柄动力传递机构的作用原理与中速包缝机的偏心轮传动方式是相同的，只是将不同机器部件的传动动作固化在机器上，使机器更加适应高速运转。

如图7-2所示为高速包缝机传动机构动力分配的一个示例。其传动机构由主轴、主轴前轴承12、主轴后轴承4等组成。主轴上有球体曲柄、圆柱曲柄以及偏心滑块等构成的各机构驱动枢纽。主轴有三个支承点：主轴前轴承12、主轴后轴承4及主轴中轴套9，保证了轴体运动的平稳性。主轴右端的带轮联轴器2嵌在带轮3的凹槽内，当带轮3回转时带动主轴转动。主轴动力传递的主要部分的工作原理如

1）针杆球体曲柄7与弯针连杆配合，将主轴的旋转运动变换为各自的往复运动。下弯针球体曲柄8将动力传递给下弯针机构，驱动下弯针进行左右往复摆动。上弯针球体曲柄5将动力传递给上弯针机构，使上弯针左右往复摆动。

2）针杆运动也是通过主轴上的针杆球体曲柄7，将动力传递给针杆机构后实现的，从而驱动缝针作上下直线运动。

图7-2 高速包缝机传动机构动力分配示例

1—带轮罩 2—带轮联轴器 3—带轮 4—主轴后轴承 5—上弯针球体曲柄 6—上切刀圆柱曲柄 7—针杆球体曲柄 8—下弯针球体曲柄 9—主轴中轴套 10—抬料牙滑块 11—送料连杆 12—主轴前轴承

3）主轴上的上切刀圆柱曲柄6将动力传递给上切刀机构，使上切刀上下运动。

4）嵌套在主轴偏心段上的抬料牙滑块10在主轴转动时具有的偏心作用下，驱动差动牙架和送料牙架进行上下运动。主轴上的送料凸轮通过送料连杆11进行运动传递，控制差动牙和送料牙沿着前后方向进行运动。

在一些高速五线包缝机上，采用主轴上的曲柄机构驱动各种机构，依次排列的曲柄分别控制针杆、弯针、链线弯针、切刀等机构的运动。其工作原理如下。

1）针杆曲柄带动针杆连杆，使上轴摆动，从而使针杆上下往复运动。

2）上弯针曲柄带动上弯针连杆改变运动方向，使上弯针摆杆往复摆动，从而使上弯针作曲线运动。下弯针曲柄使下弯针连杆带动弯针球曲柄作上下运动，再由下弯针轴带动下弯针摇杆作摆动。

3）链线弯针运动是通过弯针球体曲柄带动链线弯针连杆以及链线弯针从动曲柄，使链线弯针作左右方向的运动实现的。链线弯针的前后方向运动则是通过链线弯针偏心轮控制的。

4）通过主轴上的切刀曲柄带动上切刀摇杆、上切刀轴、五线刀架曲柄以及上切刀架，使上切刀作上下运动。

在高速包缝机上，供油系统的动力也来自于主轴。安装在主轴上的液压泵蜗杆带动液压泵蜗轮转动，使液压泵旋转而进行润滑工作。

2.针杆机构

高速包缝机采用两种不同形式的针杆机构，即活动式针杆机构和固定式针杆机构。活动式针杆机构和中速包缝机类似，采用固定式针杆机构较多。

（1）活动式针杆机构 在这种针杆机构中，主轴上的针杆摆轴曲柄带动针杆摆轴连杆，大连杆则与摆轴曲柄相连接。当摆轴曲柄摆动时，就带动针杆曲柄作上下往复摆动。由于针杆曲柄是与针杆夹头相接的，这样针杆就随着机器主轴回转进行上下方向的运动。

机针上下位置的调节，可以通过改变针杆在针杆夹头孔中的位置来进行。松开针杆夹头的夹紧螺钉，在针杆夹头孔中上下移动针杆至需要的位置。针杆动程大小的调节，可以通过改变摆轴曲柄的长度来进行。针杆上下运动形成的直线与针板平面保持一定的夹角，可以保证弯针能够顺利地穿入机针所形成的线圈之中。

（2）固定式针杆机构 固定式针杆机构的针杆本身是不活动的，通过针夹在针杆导杆上活动实现机针的上下运动。这种机构的最大优点就是可以减少在高速运转时针杆所产生的惯性，可以提高机器的缝制速度。如图7-3所示为高速包缝机上所采用的固定式针杆机构的一个示例，由一组曲柄摇杆机构与一组双摇杆机构组成。

图7-3 高速包缝机固定式针杆机构示例

a）结构 b）机构简图

1—针杆连杆 2—针杆摆轴曲柄 3—针杆摆轴 4—机针 5—机针夹 6—针杆导杆 7—针杆曲柄销 8—针杆曲柄

在图7-3所示的针杆机构中，主轴上的针杆上下运动球曲柄、针杆连杆1、针杆摆轴曲柄2与针杆摆轴3等部件组成了一组曲柄连杆机构，由针杆曲柄8、针杆杠杆、针杆摆轴3组成了另外一组双连杆机构；针杆连杆1的下端与主轴上的针杆上下运动球曲柄连接，另一端则用销钉与针杆摆轴曲柄2连接；针杆摆轴曲柄固定在针杆摆轴3上，摆轴套固定在前轴套内；针杆摆轴3左端的偏心凸头，通过滚针轴承套在针杆杠杆中部的轴心内；针杆杠杆的一端与针杆曲柄8连接，另一端与机针夹5连接；机针夹5套在针杆导杆6上，机针夹的下端装有机针；针杆曲柄销7与针杆曲柄8活套配合，其右端则固定在机架上。这样当针杆球体曲柄驱动摆轴进行往复运动时，针杆杠杆以其后部销子为支点作上下运动，从而带动机针夹5沿针杆导杆6作上下往复运动。

摇杆的速度在一个转动周期内是变化的，曲柄从0°～90°转动时，摇杆的顶点从静止开始加速运动，曲柄为90°时到达最高速；曲柄从90°～180°转动时，摇杆运动从最高速开始减速，在曲柄到达180°位置时，摇杆速度趋近于零。曲柄速度重复这样的循环。这样的速度变化确保了机针运动至最高与最低两个极限位置时的速度为零。

在高速包缝机中，针杆机构还有一种形式，即针杆也为固定结构，夹针器为驱动件，如图7-4所示。

图7-4 夹针器为驱动件的针杆机构

a）结构 b）机构简图

1—曲柄 2—销轴 3—偏心轴 4—圆盘 5—杠杆 6—机针 7—夹线器 8—夹针器 9—针杆 10—针杆摆轴

这种结构形式是为了减小在高速运转时，针杆产生的惯性，夹针器多用轻质合金制作。其传动原理为：当主轴O转动时，通过一套曲柄摇杆机构OABO₁使针杆摆轴10及与其一体的圆盘4一同摆动，盘上的偏心轴3带动杠杆5作平面运动，使杠杆右端的夹针器8带着夹线器7和机针6一起，以针杆9为导杆作上下滑动。

另外，还有些高速包缝机的针杆和针板平面垂直。这样可以减小针杆与针杆导套间的摩擦阻力，提高运转效果。

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图7-5 高速包缝机的送料机构示例

1—送料轴 2—送料曲柄 3—差动牙连杆调节滑块 4—差动牙连杆调节曲柄 5—差动牙架 6—送料凸轮 7—差动曲柄 8—差动扳手 9—牙架偏心轴 10—送料牙架 11—抬料牙滑块 12—送料牙调整曲柄 13—送料牙 14—送线牙 15—差动牙

3.送料机构

高速包缝机的送料机构如图7-5所示。

高速包缝机的送料机构有两组牙架——差动牙架5和送料牙架10。位于左侧的送料牙架10的前端装有送料牙13，在送料牙13的凹槽内嵌着送线牙14，这两组牙一起固定在送料牙架10上。差动牙架5的前端安装差动牙15，其前后位置与送料牙13对齐，左右位置则取决于针板牙槽，由左、右导板进行定位。

高速包缝机送料机构的工作原理如下。

1）主轴旋转，使抬料牙滑块11作偏心运动，使送料牙架10产生升降运动，送料牙13和差动牙15随之作上下运动。

2）主轴上的送料凸轮6旋转，使送料曲柄2摆动，并带动送料轴1摆动。送料轴1上的差动牙连杆和送料牙曲柄也随之摆动。

3）两个连杆分别与两个牙架相连接，可使牙架作前后往复运动。两个牙架后端与偏心滑块连接，可使牙架作上下运动。牙架的上下、前后复合运动便形成了齿条的封闭式椭圆形轨迹。

4）上下移动的差动曲柄7的位置可以改变差动牙的差动量。

4.弯针机构

高速包缝机的上、下弯针的运动是由主轴上的两个曲柄分别传动的。如图7-6所示为高速三线包缝机的弯针机构。

在图示的机构中，下弯针2安装在下弯针曲柄1上端的孔内。下弯针曲柄1的下端固定在下弯针摆轴10的前端，下弯针摆轴的中部固装有下弯针球曲柄7，并通过下弯针连杆8与主轴相连接。当主轴回转时，下弯针连杆8使下弯针摆轴10发生摆动，从而使下弯针也作左右摆动。

上弯针3安装在上弯针滑杆5上，滑杆可以沿着上弯针套筒4上下滑动。上弯针滑杆5的下端与上弯针曲柄6铰接。上弯针曲柄6和上弯针球曲柄9都固定在上弯针摆轴11上，并通过上弯针连杆12与主轴相连接。当主轴回转时，上弯针摆轴11发生摆动，并通过上弯针曲柄6使上弯针滑杆5在上弯针套筒4中作上下滑动，从而使上弯针3也作上下升降和左右摆动相复合的弧线运动。

图7-6 高速三线包缝机的弯针机构示例

1—下弯针曲柄 2—下弯针 3—上弯针 4—上弯针套筒 5—上弯针滑杆 6—上弯针曲柄 7—下弯针球曲柄 8—下弯针连杆 9—上弯针球曲柄 10—下弯针摆轴 11—上弯针摆轴 12—上弯针连杆

5.切刀机构

包缝机的切刀机构由下切刀架机构和上切刀架机构组成。下切刀架机构固定不作机械运动，上切刀架机构推动上切刀进行上下运动。这两个机构配合完成剪切缝料边缘的任务。

切刀机构有两种形式，如图7-7所示为一种形式，上刀11安装在上刀夹头8的槽孔中，并以上刀紧固螺钉7紧固在合理位置上，弹簧9通过上刀架夹紧套6对上刀施压，使上刀紧贴下刀完成切布工作（图中的下刀12和下刀座13为侧视图）。如图7-8所示的切刀机构，当主轴旋转带动圆柱曲柄旋转时，通过上切刀架连杆5和上切刀架曲柄4，以上切刀架3的轴为中心线作往复弧形运动。同时，上切刀架3也以其本身的轴为中心线作往复上下弧形运动，从而带动上切刀2作上下运动，并与下切刀1配合完成缝料边缘的剪切。

图7-7 切边刀机构结构示意图

a）结构 b）机构简图

1—主轴 2—刀偏心轮 3—刀架连杆 4—上刀架 5—轴 6—上刀架夹紧套 7—上刀紧固螺钉 8—上刀夹头 9—弹簧 10—上刀压板 11—上刀 12—下刀 13—下刀座 14—下刀夹紧杆 15—下刀座紧固螺钉

6.压脚装置

如图7-9所示为高速包缝机的活动式压脚机构。这种压脚可以沿着左右方向移动。压脚架曲柄轴套7在压脚架的凹槽中，它的轴柄与抬压脚吊板4和抬压脚紧固块连接。当踩下踏脚板时，在链条和抬压脚吊板4等机构的作用下使压脚架曲柄6作回转运动。在压脚架曲柄6的杠杆作用下，压脚架向上回转，压脚便随之抬起。

压脚装置中偏心圈8的位置，可控制压脚被抬起的高度。松开偏心圈8的紧固螺钉，转动偏心圈8使大半径朝上，压脚的抬升高度就增高；反之，压脚的抬升高度就减少。

图7-8 包缝机的切刀机构示例

1—下切刀 2—上切刀 3—上切刀架 4—上切刀架曲柄 5—上切刀架连杆

图7-9 高速包缝机的活动式压脚装置

1—压脚架紧固架 2—压力调节螺钉 3—弹簧 4—抬压脚吊板 5—压脚架铰链 6—压脚架曲柄 7—压脚架曲柄轴套 8—偏心圈