摆线转子泵的结构原理故障与排除

摆线转子泵的结构、原理与故障排除用途与特点供油系统是缝纫机的重要组成部分之一，而供油泵是供油系统的核心。在缝纫机中，由于受空间、使用条件的限制，使用的油泵主要分为齿轮泵、离心叶轮泵和柱塞泵。这些泵的主要特点是结构简单、体积小、重量轻、供油量大、使用可靠、寿命长、制造容易、维修方便、价格便宜。但也有不少缺点，如噪声较大、对密封要求高、密封件容易老化、出口压力小等。近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵——摆线转子泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑系统的机种，如包缝机、绷缝机。它具有以下优点：一、结构简单，体积小，重量轻，输油量大摆线转子泵系采用内外转子啮合的结构，齿数少，结构尺寸紧凑，不借助其他隔离元件便能形成密封腔，其零件数量少。二、运转平稳，噪音小摆线转子泵内外转子齿数只差一齿，它们做相对运动时，齿面滑动速度小，啮合点在不断地沿着内外转子的齿廓移动，因此，两转子齿面的相互磨损小。由于吸油腔和排油腔的包络角度大，接近145°，吸油和排油时间都比较充分，因此，油流比较平稳，运动也比较平稳，且噪音明显低于齿轮泵。三、高速特性好对于一般的渐开线齿轮泵，如果转速过高，则因离心力的作用将会导致齿谷充油不足形成“空穴”，使泵的效率下降，因此，其转速很少超过3000rpm，圆周速度在5～6m/s以内。对于摆线转子泵，吸排油角度范围大，在高速旋转时，离心力的作用有利于油液在齿谷内的充填，不会产生有害的“空穴”现象，因此，摆线转子泵的转速范围可在几百至近万转。这种泵的缺点是，内外转子加工精度要求高，要满足这一点必须有专用的刀具，并且加工后须对研跑合，影响大批量的生产，只有用粉末冶金压制成型方法才能进行大规模生产，现在也有用工程塑料一次成型，大大降低了生产要求和生产成本，为该泵的普及创造了条件。结构及工作原理一、结构如图1所示的摆线转子泵实体模型，其主要工作部件是一对内啮合的齿轮——内、外转子。它是由内转子1、外转子2、泵体3、底座4等组成。外转子2在泵体3中可自由旋转，泵体3与底座4通过螺钉连为一体，内、外转子的啮合必须有正确的偏心距，因为摆线齿轮与渐开线齿轮不同，它没有可分性。偏心距不正确，将影响内、外转子的啮合，从而使效率下降，并产生噪声，甚至导致转子的损坏。使用这种油泵的缝纫机有“兄弟”牌LH4-B814型平头锁眼机、“星菱”牌FW-777型绷缝机等。图1二、工作原理图2在摆线型内啮合泵中，内转子为主动轮，外转子为从动轮，两者做同向运动。内、外转子的速比i=Z1/Z2。由于内、外转子的啮合过程存在“二次啮合作用”，因此，能形成几个独立的封闭包液腔。随着内、外转子的啮合旋转，各包液腔的容积将发生不同的变化。例如，在图2的a时包液腔V1容积最小，在图2的e时包液腔V5的容积达最大值。当包液腔容积由小变大时，包液腔内产生局部真空，在大气压力的作用下，油液通过底座进油口被吸入，此时即为吸油过程。当包液腔容积达到最大值时，吸油过程结束（图2a～e）。随着转子的啮合旋转，包液腔的容积由大变小，包液腔内的油液从排油口中被压出，此为泵的排油过程（图2e～h）。由图2可知，转子泵在工作过程中，内转子的一个齿每转过一周，出现一个工作循环，即完成泵的吸油至排油过程。一个转子泵的内转子有Z1个齿，它每旋转一周，必然出现Z1个与上述V腔相同的工作循环，泵便通过此Z1个工作循环连续不断地向外输油。故当内外转子绕互相平行的两轴线作不同转速同方向转动时，必发生相对运动，此运动使内外转子间产生不断变化的空间，并与吸油和排油道接通，起到泵的作用。内、外转子齿廓几何关系一、外转子：外转子齿廓由Z2个等分均匀的圆弧组成。二、内转子：内转子齿数为Z1=Z2-1，齿廓是与外转子在保持一定的偏心距e的条件下，按固定传动比啮合运动的圆弧齿廓的共轭曲线，此曲线是一条短幅外摆的内等距线。三、内外转子的结构参数：图3所示为内外转子啮合图，外转子的参数有：a-齿形圆半径，R-创成圆半径，L-限制圆半径，r-内切圆半径，D-外径，Z2-齿数；内转子的参数有：ρ1-长径，ρ2-短径，d-内径，Z1-齿数，内外转子偏心距为e。其中，决定转子形状和大小的原始参数是Z1、Z2、e、R和a，其余参数可通过内外转子啮合的几个特殊啮合位置简单进行推算。图3ρ1=R-a+eρ2=R-a-eL=ρ1+e=R-a+2er=ρ2+e=R-a常见故障分析与处理一、吸不上油或吸油不足1.产生的原因⑴内转子不转动；⑵出油口管路堵塞；⑶内转子的旋转方向与原动机不符导致进、出油口对调；⑷进油口滤网堵塞；⑸内、外转子磨损严重导致封闭溶腔无法形成；⑹进油管端面与油槽底面接触导致进油不畅；⑺从泵的吸入口处吸入空气；⑻油箱中油面过低。2.采取的措施⑴检查油泵驱动系统蜗杆、蜗轮或齿轮、内转子紧固螺钉或定位销是否松动，以及蜗轮与主轴蜗杆啮合是否正常；⑵检查出油口油管是否有弯折或破损等堵塞；⑶确认机器是否按工作方向旋转；⑷清洗滤网，除去堵塞物；⑸更换内、外转子；⑹保证进油管端面与油槽底面有一定的距离，使进油顺畅；⑺确保泵吸入通道各连接件紧密连接不得漏气，且吸入口浸没在一定深度的油液中；⑻保证油箱中油面至一定高度。二、压力升不高1.产生的原因⑴吸油口有空气吸入；⑵内转子转速太低；⑶吸油口部分堵塞；⑷蜗轮、蜗杆或齿轮啮合状态不好，时好时差，导致内转子速度时高时低。2.采取的措施⑴按上述1.⑺要求检查；⑵检查主轴到内转子动力传递连接是否有松动或滑移；⑶检查吸油口面积是否足够有效；⑷按上述1.⑴要求检查。三、噪音太大1.产生的原因⑴油面过低吸入空气，或过滤网局部堵塞导致吸油不足；⑵零件磨损严重；⑶泵动力传递啮合点位置发生了改变。2.采取的措施⑴加油或清洗过滤网，使吸油顺畅；⑵更换新泵或磨损严重的零件；⑶在调整时，注意保持机器传动齿轮原有的啮合点。四、外渗油1.产生的原因⑴泵体紧固螺钉或接头松动；⑵密封件损坏；⑶出油口法兰密封不良；⑷泵体、泵盖等变形或破损。2.采取的措施⑴拧紧螺钉或接头；⑵更换密封件；⑶清除污物、毛刺，重新安装；⑷修复或更换新体。