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3 000rpm，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。

　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。