无油技术成为高速平缝机产品发展的重要方向
——“2003中国国际缝制设备展览会”综述之二 机头无油化技术是近年来国际上各家著名缝纫机公司开发的重要方向。
在60-70年代,世界缝纫机的发展,是以不断提高速度作为提高缝纫效率的突破口,以高速度作为的缝纫机产品性能指标的缝纫机产品,在市场上特别畅销。一时间,高速成为世界缝纫机销售的一个主要的买点。于是缝纫机的运行速度从50年代的3 000转/分发展到4 500、5 000、6 000转/分,尤其是包缝机产品,到70年代世界上已经有企业推出达到10 000转/分的产品,号称超高速缝纫机,但是,由于缝纫机采用高速度的运行方式,在机器总系统上,必须采用保证高速度稳定运行的结构。一般传统的方式是采用润滑系统,对缝纫机内部各个运动副采用加润滑脂、油等方式,当机器的运行速度在3 000转/分以下时,普遍采用在运动副中加润滑剂,如在齿轮运动副中加牛油,在针杆机构滑动副中采用定时滴注润滑油方式,在勾线机构中的旋梭和机器各轴套滚动副中采用滴注润滑油方式,在挑线机构轴套、轴承的滚动副中采用定时滴注润滑油方式, 在送料机构轴套、轴承的滚动副中采用定时滴注润滑油方式。这样的润滑方式在平均在3 000转/分以下的缝纫机产品,例如家用缝纫机,低速工业平缝机、中速工业平缝机、中速包缝机等上使用较多。
但是,由于缝纫机的高速化趋势的要求,缝纫机作为一个机械系统,各运动机构的运动副的滑动磨擦副线速度、滚动磨擦副线速度也相应大大提高。缝纫机内部大量的运动副,在高线速度的条件下,无法仅仅采用润滑油滴注方式或采用润滑脂方式来保证高线速度的条件下,运动副运动构件中支撑运动副正常工作润滑膜的稳定性。往往,由于,在高线速度的条件下,运动副运动构件中,支撑运动副正常工作的润滑膜破坏,运动副运动构件失去润滑膜,使运动副运动构件在无润滑膜条件下工作,即使二个相对滑动或滚动的运动构件在10~15米/秒的高线速度下(旋梭在5 000针/分的工作条件下,其旋梭导轨的运动线速度达到15米/秒)进行干磨擦,机械运动理论证明,在没有采用容许干磨擦措施的条件下,干磨擦是无法持久的。在10~15米/秒的高线速度的工作条件下,运动副的二个运动构件之间干磨擦,很快会由于干磨擦运动,使运动构件产生发热、形成高温、再使运动的构件材料表面烧焦熔化、最后使结构运动副构件咬死。
由此,从机械运动理论要求,在机械结构运动副中,当运动副润滑膜不稳定,在机械系统内,必须采用强制润滑的结构方式,来解决由于机械运动速度加快后保持运动副中润滑膜稳定性的问题。所以,在工业缝纫机产品的速度突破4 000转/分以后,在缝纫机的总系统中,比较多的采用内置润滑泵的方式,由润滑泵强制对各运动副进行供润滑油方式,使缝纫机系统内各高线速度的条件下运动副能够保持润滑膜稳定性,从而保证各运动副能够长期、稳定的正常工作。 但是,缝纫机是为服装、鞋帽、箱包等进行缝纫工作的装备,这些产品在加工过程中有严格无油污染的质量要求。所以缝纫机在缝纫过程中不漏油,是服装、鞋帽、箱包等产品生产企业对缝纫机的一个基本要求。
这样,一方面,由于缝纫机要提高缝纫效率而提高缝纫速度,而由于提高了缝纫速度,缝纫机系统中,必须建立一个强制供润滑油的系统,确保缝纫机能够长期、稳定的正常进行缝纫工作;而另一方面,由于缝纫机的缝纫对象要求,缝纫机在缝纫过程中,对缝料不能沾有油迹、无污染的质量要求,即缝纫机最好不要用润滑油。这对矛盾,一直是缝纫机产品生产企业和缝纫机产品的使用企业之间的矛盾,更是世界缝纫机研发人员目前面临的技术难题。
在过去的几十年里,缝纫机生产制造厂,在生产高速缝纫机产品时,为了防止油污染,在技术上采用的主要方法有: 一是加强密封,减少漏油的可能性。 控制供油量,减少漏油的可能性,如在要外露的滚动副配合部分一般都采用密封圈进行密封,如平缝机上的上轴后套、倒松杆板手轴等。 二是提高配合的精度。 在外露的滑动副部分,一般采用提高配合的精度,提高滑动副构件的耐磨性能,保证不因为磨擦后,机构的构件磨损,使配合的精度降低,配合的间隙增加,润滑油从配合的间隙中渗出或漏出,如平缝机上的针杆、压脚杆等。 三是在易漏油部位,建立一个稳定的供油和回油的油量平衡系统。 如在平缝机中针杆机构和挑线机构部位,由于这两个运动机构中的运动副磨擦比较大,缝纫机内部专门有一个供油泵机构进行强制供油,保证运动副的正常运转。