GN20-3型包缝机的机构系统分析与优化

1.机针机构

GN20-3型包缝机如图7-21所示。其机构运动简图如图7-22所示。GN20-3型包缝机采用了针夹在固定导杆上往复运动的方式，该机构由一组曲柄摇杆机构与一组双摇杆机构串联组成。主轴1上的机针曲柄4随主轴转动时，通过连杆5、摆杆6与摆轴7组成一组曲柄摇杆机构；摆轴7左端的偏置销8与针杆杠杆9及定轴摆动的摆杆10组成一组平面双摇杆机构；针杆杠杆9前端与针夹11铰接，而针夹活套固装在机壳上的导杆13上，这样主轴的连续旋转，通过上述两组机构的运动传递，最终使装在针夹上的机针12实现直线往复运动。

如图7-23所示为GN20-3型包缝机的传动路线。

图7-22 GN20-3型包缝机机构运动简图

1—主轴 2—上弯针球曲柄 3—切刀曲柄 4—机针曲柄 5、14、22、27、41、46、47—连杆 6、10、15、17、23、28、42、51—摆杆 7、16、24、29—摆轴 8—偏置销 9—针杆杠杆 11—针夹 12—机针 13—导杆 18—上弯针滑杆 19—上弯针滑套 20—上弯针 21—下弯针球曲柄 25—下弯针架 26—下弯针 30—上切刀架 31—上切刀 32—下切刀 33—差动送料牙架 34—主送料牙架 35—主送料牙 36—送线牙 37—差动送料牙 38—抬牙偏心轮 39—抬牙滑块 40—送料偏心轮 43—送料轴 44—弧形送料摆杆 45—送料摆杆 48—滑块 49—滑套 50—差动调节轴 52—差动调节拉杆 53—扭簧 54—差动扳手 55—微调螺杆 56—差动调节螺母 57—差动刻度板 58—针距调节按钮

图7-23 GN20-3型包缝机的传动路线

2.弯针机构

如图7-22所示，GN20-3型包缝机的上弯针（大弯针）和下弯针（小弯针）的运动，是由主轴1上的两个球曲柄2和21分别传动的。

（1）上弯针机构 如图7-22所示，主轴上的上弯针球曲柄2随主轴转动时，通过连杆14、摆杆15和摆轴16构成空间曲柄摇杆机构，摆轴实现往复摆动。摆轴16前端紧固连接的摆杆17与上弯针滑杆18铰接，上弯针滑杆18穿入上弯针滑套19的导孔中（上弯针滑套结构如图7-24所示），上弯针滑套19两端的轴颈与固定在机壳上的前、后两轴套配合，使上弯针滑套19可绕自身轴线旋转，此轴线与上弯针滑杆18穿入上弯针滑套19的导孔正交。当摆杆17摆动时，用紧固螺钉固装在上弯针滑杆18上的上弯针20的针尖运动，实质上是上弯针滑杆18沿上弯针滑套19导孔的上下运动，及因上弯针滑套19自身旋转造成的上弯针左右摆动相复合的弧线运动。

图7-24 上弯针滑套结构(www.xing528.com)

（2）下弯针机构 如图7-22所示，主轴上的下弯针球曲柄21随轴转动时，通过连杆22、摆杆23与摆轴24构成空间曲柄摇杆机构。摆轴24前端固装的下弯针架25上安装着下弯针26，下弯针因此左右摆动。

3.切刀机构

GN20-3型包缝机的切刀机构由上切刀架机构和下切刀架机构组成，下切刀架机构不作机械运动，上切刀架机构推动上切刀上下运动，与固定在下切刀架上的下切刀形成剪口，在缝纫时缝料输送的同时连续剪下多余的布边。

如图7-22所示，主轴上的切刀曲柄3，通过连杆27、摆杆28与摆轴29构成曲柄摇杆机构。摆轴29左端的上切刀架实现往复摆动，用螺钉固装在上切刀架上的上切刀31上下运动。下切刀32安装在下切刀架上，依靠下切刀架弹簧的作用力，使上、下切刀紧贴（图中未绘出）。上、下切刀均可在各自的刀架上进行调节，使两者的配合达到最佳的切料状态。

4.送料机构

GN20-3型包缝机的送料机构属前后差动式送料。各种类型的高速包缝机送料机构的结构形式和工作原理大致相同。如图7-22所示，在送料机构中有两个送料牙架，差动送料牙架33和主送料牙架34。差动送料牙架33上安装有差动送料牙37，主送料牙架34上安装有主送料牙35和送线牙36。差动送料牙37和主送料牙35沿送料方向在同一条直线上。

高速包缝机的送料机构的运动是由送料牙的上下运动和前后运动复合为近似椭圆的送料运动。

（1）送料牙的上下运动机构 如图7-22所示，主轴上的抬牙偏心轮38随主轴转动时，使套在抬牙偏心轮38上的抬牙滑块39作平面运动，使与之配合的两牙架——差动送料牙架33、主送料牙架34上下运动，从而实现了主送料牙35、送线牙36和差动送料牙37的上下运动。

（2）送料牙的前后运动机构和针距调节机构 如图7-22所示，主轴上的送料偏心轮40随轴旋转，通过连杆41、摆杆42驱动送料轴43往复摆动。在送料轴43上固装的弧形送料摆杆44及同轴的另一送料摆杆45，分别通过连杆46和47，使差动送料牙架33和主送料牙架34作前后运动。此时，两牙架均在方形滑块——抬牙滑块39、滑块48的表面滑动，与抬牙滑块39传动的送料牙架上下运动复合，实现了差动送料牙37、主送料牙35及送线牙36的封闭式椭圆形送料运动。

在高速包缝机中，送料偏心轮40是组合的凸轮机构，其偏心距是可以调节的（由于机构较复杂，图7-22中未绘出）。偏心距的改变将直接影响送料轴43的摆角大小，也因此改变了针距大小。当偏心距调至最大时，针距最长，线迹密度最稀；当偏心距调至最小时，线迹密度最密，针距接近于零。

（3）差动送料调节机构及调节原理 如图7-22所示，送料轴43上的送料摆杆45与连杆47的铰接点，和送料轴43的距离是固定的，因此在某一针距下缝纫时，它所传动的主送料牙和送线牙前后运动的幅度也是固定的。紧固在送料轴43左端的弧形送料摆杆44，通过套在其上的滑套49与连杆46铰接，滑套在弧形摆杆上的位置可以调节，即铰接点与送料轴43的距离可调。当此距离与摆杆45和连杆47铰接点距送料轴的固定距离相等时，两牙架前后移动速度相同，称为零差动；而当此距离调节为大于上述固定距离时，差动牙的送料速度大于主送料牙送料速度，称为正差动，反之称为负差动。

差动送料调节机构及调节原理如图7-22所示。差动调节轴50右端固装的摆杆51与差动调节拉杆52铰接，而差动调节拉杆的上方又与滑套49铰接，在扭簧53的作用下，差动调节轴左端固连的差动扳手54向上紧靠微调螺杆55的头部。在缝纫时，旋紧差动调节螺母56，即将差动扳手54固装于差动刻度板57弧形槽的某一位置。调节时，松开差动调节螺母56，旋动微调螺杆55，使差动扳手54改变位置，同时通过差动调节轴50、摆杆51及差动调节拉杆52的动作传递，改变滑套49在弧形送料摆杆44上的位置，使滑套49和连杆46的铰接点与送料轴43之间的距离改变，此时差动牙的送料速度发生变化。紧固差动调节螺母56，包缝机即在新的差动状态下进行缝纫。