专利名称：缝纫机相对运动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相对运动的装置，如缝纫机中的针杆驱动装置、织物按压装置、织物喂入装置和上轴装置，它们各自都有一个轴元件和支承件，该支承件与轴元件按这样方式相接合，可使其相对于轴元件运动，特别是可相对于不需润滑的缝纫机的相对运动装置运动。
如图5所示，针2由针杆1的下端伸出，针杆为一个垂直延伸的轴元件，针杆由其上端的金属件3和其下端的金属件4支撑着，它们是由钢，铜合金或烧结金属制成的支撑件，它们可使支撑着的针杆轴向移动。一个针杆连接销子5紧固于针杆1的中部，针杆连接销子5是这样运作的，即，上轴的旋转运动(未示)首先借助于曲轴机构转换成的辅助装置的垂直运动，该垂直运动作用于针杆连接销子5上，由于使与针杆连接销子5的端部相耦接的一个矩形块状元件6沿导槽(未示)移动的结果，这样便与针杆1一起垂直移动。
在上述的针杆驱动装置中，润滑剂通过上轴内的一个中心孔加于针杆上金属件3和下金属件4的内表面。
上述的织物按压装置在缝纫过程中是弹性地压住织物，借助图6将描述一种传统的织物按压装置。
如图6所示，压脚22接在压紧杆21的下端，压紧杆为向下伸出的轴形件，压紧杆21由压杆金属件23支撑着，它是一个钢制的轴承件，压紧杆21可移动地支撑在该轴承上。在压紧杆金属件23的上方装有一个压紧杆导块24，在压紧杆导块24上连接有一个上拉件25，用以向上移动压紧杆21，压紧杆21的上端装有一个盘簧26，用以将压脚22压紧织物，盘簧26的弹力大小由一个螺钉来进行调节，该螺钉与压紧杆21的上端螺丝连接。
上述的传统的织物按压装置与针杆驱动装置一样，润滑剂施加于压紧杆金属件23的内表面上，因为，压紧杆21与针板下面的喂入齿轮是同步高速地上下运动的。
前述的织物喂入装置是用来在缝纫时喂入织物的，为此，上轴的旋转运动就被转换成一种摆动，图7显示了一种传统的织物喂入装置。
如图7所示，织物喂入装置包括有一个水平喂入轴41和一个垂直喂入轴42，它们用来传递上轴的转动(上轴未示出)。水平喂入轴41由一对水平喂入轴金属件43可转动地支撑着(图上仅显示了一个)，它们相隔一定距离。同样地，垂直轴42也由一对垂直喂入轴金属件44可转动地支撑着(图上仅显示了一个)，它们轴向也相距一定间隔。在水平喂入轴41的另一端轴向间隔地装有一对托架，旋转轴46放置在两托架45上，轴套48可转动地支撑在旋转轴46上，喂入杆47的一端为轴套48，另一端伸向垂直喂入轴42。喂入牙49固装在喂入杆47的中段位置上。另外，在喂入杆47的前端装置有一个可旋转的辊50。相应地，在垂直喂入轴42上固装有一个叉形件51，它与该轴42一同旋转。
借助于织物喂入装置，当上轴转动时，水平喂入轴41和垂直喂入轴42被摆动，从而摆动喂入杆47，进而使固装于喂入杆47上的喂入牙49同步椭圆形移动，因此进行织物的喂入。
在上述的传统的喂入装置中，还将润滑剂施加于喂入轴金属件43和44的内表面。
前述的上轴装置是将电机的旋转传递给缝纫机的各部分。借助图8将进一步描述该装置。
图8中，标号81为上轴，在上轴81的一端固装一个带轮(未示)，它由电机(未示出)进杆驱动，也就是说，上轴81通过带带轮由电机来驱动，在上轴81上耦合有若干个旋转传递件，以便将上轴的转动传递给缝纫机的各各部件。在上轴81上轴向间隔地安装有前上轴金属件82、中上轴金属件83和后上轴金属件84，它们可转动地支撑着上轴81。
在传统的上轴装置中，润滑剂也是加于金属件82、83、84的内表面。
上述传统的针杆驱动装置，织物按压装置，织物喂入装置和上轴装置均需要加润滑剂，然而，问题是施加的润滑剂的量没有定值，即施加的润滑剂的量需要进杆调整。
如果这种调整的量是相当小的话，则装置本身便可以消化吸收掉，如果需要调整的量很大，则针杆驱动装置和织物按压装置将会不时的漏油，如果在缝纫时，有漏油发生或润滑剂施加过度，被缝制的织物将可能被污染，这将造成废品出现。
如上所述，需要加润滑剂的缝纫机存在诸多的问题需要解决，因此，迫切需要提供一种无需润滑的缝纫机的相对运动装置。
日本公开专利Hei 2-109592揭示了一种缝纫机的针杆驱动装置，该针杆驱动装置具有一个轴元件、一个针杆、该针杆是由铝合金制造的，在铝合金的针杆表面有一层硬的阳极化铝膜，然后这样的针杆再浸渍由氟树脂(resintetrafluoride)或二硫化钼(molybdenum disulfide)，最终制得所要求的针杆。日本公开专利Hei 2-109592中还公开了一种支撑元件，即一种滑动轴承，该轴承是由聚酰亚胺复合合成树脂(polyimide compounds synthetic resin)成聚酰亚胺酰胺复合合成树脂(polyimideamide compounds synthetic resin)制成。
如果上述的针杆驱动装置在无润滑的情况下高速运转，则四氟树脂或二硫化钼层将很快被磨损并发生脱落，这样将产生大量的薄膜碎硝，并且针杆与滑动轴承间的间隙变大。这样导致缝纫机的正常操作发生困难，换句话说，合成树脂存在的缺点是，其强度低且易于热膨胀。
如上所述，本发明的目的是提供一种缝纫机的相对运动装置，它可以在无润滑的情况下被驱动，这就保证了缝纫操作的稳定性。
本发明的目的是这样完成的。相对运动装置它指有一个轴元件和轴承元件，它们之间产生相互运动根据本发明，该轴元件由金属材料制成且具有一个可滑动支撑在轴承元件上的滑动表面，该滑动表面它覆一层陶瓷材料层，轴承大体上也是金属材料制成的，也具有一个滑动表面与轴元件滑动配合，该滑动表面上有一层合成树脂的衬套。
本发明的相对运动装置中，陶瓷材料和合成树脂材料之间将产生磨擦，然而，其磨擦系数较低，从而热量的产生和磨损量都显著地降低。这一特征将避免了相对运动装置被卡住或是漏油的现象，并保持有适当的轴与轴承间的间隙，从而保证缝纫操作的稳定进行。
图1为针杆驱动装置的局部视图，它显示了本发明的相对运动装置的第一实施例。
图2为织物压紧装置的局部视图，它显示了本发明的相对运动装置的第二实施例。
图3为织物喂入装置的局部视图，它显示了本发明的相对运动装置的第三实施例。
图4为上轴装置的局部视图，它显示了本发明的相对运动装置的第四实施例。
图5为传统针杆驱动装置的透视图。
图6为传统织物压紧装置的透视图。
图7为传统织物喂入装置的透视图。
图8为传统上轴装置的透视图。
下面结合图1至图4将对本发明的各实施例进行描述，其中在图5至图8中提及的相同功能的部件使用相同的标号或符号。
第一实施例图1显示了一种针杆驱动装置。
该针杆驱动装置中，轴承件和针杆11都基本上是钢制的，针杆11上利用电离法(ion plating)包覆一层陶瓷层，如CrN层12，其厚度为0.2-0.5μm，维氏酸度(500-2000，磨擦系数低于0.1-0.2，并且大大低于合成树脂。
陶瓷材料层除CrN以外，最好为TiN，TiC，TiAlN，DLC，和BN层。这些涂层中，TiN、TiN和TiAlN的厚度最好是0.2-50μm，DLC和BN最好是0.1～5μm。
另外，可滑动地支撑着针杆的上金属件13和下金属件14基本上是钢制的，如图1所示，在上金属件13和下金属件14的内周表面固装有轴套15，由此上下金属件13和14可滑动地支撑着针杆11。轴套15是由聚酰亚胺复合合成树脂(polyimide compounds synthetic resin)制成的，或由一种添加有固体润滑剂的聚酰亚胺复合合成树脂制成。固体润滑剂的配制如下在聚酰亚胺复合合成树脂中加入石墨，石墨的加入量为轴套重量的5-60％；在聚酰亚胺复合合成树脂中加入炭和含氟树脂(fluororesin)，其加入量为轴套总重量的5-40％的石墨和5-30％的含氟树脂；在聚酰胺复合合成树脂中加入含氟树脂，其加入量为轴套总重量的5-30％。
如上所述，针杆上下金属件13和14具有轴套15，它们是由聚酰亚胺复合合成树脂或在其中添加了固体润滑剂的合成树脂构成，金属件13和14在针杆上活动时的最大PV值为40kgf/cm2·m/s。特别是，当轴套与带有CrN陶瓷涂层12的针杆11相配合时，两者之间的磨擦系数为0.2或更低，也即，它们几乎不发热且磨损很小。
通常，在工业缝纫机的针杆驱动装置中，轴承的平均压强值P大约为0.4kgf/cm2，当旋转率为4000spm时，其圆周速度约为4.8m/s。这时，PV值大约为1.92kgf/cm2·m/s。因此，甚至当安全系数或磨损系数需要被考虑的情况下，针杆驱动装置在无润滑下的情况下也可以达到4000spm的转速。
在图1所示的实施例中，方块件16厚度可以被增加且相应地机械强度有所增加。因此，它可以用聚酰亚胺复合合成树脂制成。
实施例2图2显示了本发明的第2实施例，一种织物的压紧装置，该织物压紧装置中的轴元件及压紧杆31大体上由钢材料制成，在压紧杆31上包覆有一种陶瓷材料CrN的涂层32，其厚度为2-50μm，其利用电离法进行涂层。这里所说的陶瓷材料可以选自上述针杆11描述中所用的任何的一种陶瓷材料，其厚度也可选自上述的任一厚度值。
另外，可滑动支撑着压紧杆31的压紧杆金属件33也是用象钢等金属材料制成的。该金属件33内圆周表面固装有轴套34。该轴套34是由聚酰亚胺复合合成树脂或在其中加入固体润滑剂的合成树脂制成的。这种轴套中的固体润滑剂的配制与上述的轴套15中的相同。
第二实施例的效果与优点与图1所示第一实施例大致相同。在第二实施例中，织物压紧装置的压紧杆金属件33的压强值P与速度值V比第一实施例的金属件13和14更小。因此，织物压紧装置也可以在没有润滑的情况下高速地运转。
实施例3图3显示了本发明的第三实施例，显示了一种织物喂入装置。
在该织物喂入装置中，轴元件及水平喂入轴61和垂直喂入轴62(这些轴被简化地显示于图中)大体上是由金属如象钢材制成的。在这一实施例中，喂入轴61和62上涂覆有陶瓷材料如CrN涂层，其厚度为0.2-50μm，利用电离法镀层。陶瓷材料可以选自上述的针杆11所用的任何一种陶瓷材料，且其厚度也与针杆11所述情形相似。
旋转轴66上涂有相同的CrN涂层63，该轴可转动地支撑在喂入杆的套筒65中，另外，轴元件上也涂有相同的CrN涂层63。与辊66成一整体的辊轴67可转动地支撑在辊66上，辊66位于喂入杆64的前端。
另外，水平喂入轴金属件68和垂直喂入轴金属件也是基本由钢材制成，它们是轴承件，其可滑动地支撑着喂入轴61和62。如图3所示在金属件68和69的内周表面装有轴套70，正是通过该轴套支撑着喂入轴61和62的。该轴套由聚酰亚胺复合合成树脂或添加了固体润滑剂的这种树脂制成。固体润滑剂的配比与上述的轴套15的情形相同。
轴套65也是用钢材制成的，它是一个轴承件，可滑动地支撑着旋转轴66，并且具有一个通孔71，该通孔位于喂入杆63的前端，其可转动地支撑着辊轴67。套筒65的内表面装有轴套70，且轴承件具有通孔71，利用该通孔71，套筒和轴承件与轴66和67可滑动地装配在一起。类似地，轴套70也只由聚酰亚胺复合合成树脂或在其中加入有固体润滑剂的这种树脂制成。该固体润滑剂的配置与前述的轴套15情形相同。
第三实施例的效果和优点与图1所示第一实施例相同，第三实施例也可以在无润滑的情况下高速运转。
第四实施例图4显示了本发明的第四个实施例，显示了一个上轴装置。
在该上轴装置中，其中轴元件，上轴件均由钢材制成，在上轴91上包覆有一层CrN92，为一种陶瓷材料，该包覆层厚度为0.2-50μm，其镀层是利用离子电镀法。该陶瓷材料可以是上述的针杆11中的任何一种，且其厚度也与上述相同。
轴承件可滑动地支撑着上轴91，同样，前上轴金属件93，中上轴金属件94和后上轴金属件95也由钢材制成。
轴套96因装在金属件93、94、95的内圆柱表面，用以可活动地支撑上轴91。轴套96是由聚酰亚胺复合合成树脂或在其中加入固体润滑剂的这种合成树脂制成。这种加入的固体润滑剂与图1中所述的轴套15中使用的相同。
第四实施例的效果与优点与图1所示第一实施例基本相同，第四实施例也用于无润滑的高速运转。
上述的是一些本发明的优选实施例，但本发明并不限止于此，很明显在不脱离本发明原则的情况下，可以对本发明做各种改进和修正。即，本发明的技术构思不仅仅用于上述的针杆驱动装置，织物压紧装置，织物喂入装置和上轴装置，也可造用于缝纫机的各种带有轴，轴承的且有相对运动的各部分。
通过上述描述可知，本发明的相对运动装量在没有润滑地情况下，可以正常地运转，它确保了缝纫过程的稳定进行，更进一步地，由于这种装置无需润滑，从而也就避免了被润滑剂沾污的情况。
权利要求
1.一种缝纫机的相对运动装置，包括一个轴元件，一个与该轴相啮合并使之相对运动的轴承件，其特征在于所说的轴元件基本上由金属材料制成，且具有一个可滑动支撑于轴承上的滑动表面，在该表面上形成有一层陶瓷材料层；所说的轴承元件基本上由金属材料制成，且具有一个与轴可滑动啮合的滑动表面，该滑动表面在一个固装其内的合成树脂上。
2.根据权料要求1所况的相对运动装置，其中所说的陶瓷材料层为以下材料，CrN，TiN，TiC，或TiAlN。
3.根据权利要求2所说的相对运动装置，其中，所说的陶瓷材料层的厚度为0.2-50μm。
4.根据权利要求1所说的相对运动装置，其中，所说的陶瓷材料层还包括有DLC或BN层。
5.根据权利要求4所说的相对运动装置，其中，所说的陶瓷材料厚度为0.1-5μm。
6.根据权利要求1所说的相对运动装置，其中，轴套由聚酰亚胺合成树脂材料制成的。
7.根据权利要求1所说的相对运动装置，其中，轴套包括一种固体润滑剂和聚酰亚胺树脂。
8.根据权利要求7所述的相对运动装置，其中所说的固体润滑剂为占轴承重量5-60％的石墨。
9.根据权利要求7所述的相对运动装置，其中所说的固体润滑剂为占轴承总重量5-40％的石墨，和5-30％的含氟树脂。
10.根据权利要求7所述的相对运动装置，其中所说的固体润滑剂为占轴承总重量5-30％的含氟树脂。
全文摘要
缝纫机的相对运动装置包括一个轴元件，与轴元件相啮合并使之可相对运动的轴承件，轴元件基本上由金属材料制成，具有一个可滑动地支撑于轴承件上的滑动表面，该滑动表面涂有一层陶瓷层，轴承件也基本是由金属材料制成的，且具有一个与轴相啮合的滑动表面，该表面包括一个固装其中的合成树脂轴套。
文档编号F16C33/04GK1150189SQ96113269
公开日1997年5月21日 申请日期1996年8月10日 优先权日1995年8月10日
发明者应性宝, 竹渊俊树 申请人:重机公司