改革开发以来，我国服装工业生产大幅度的增长，特别是在中国加入WTO以后，取消了服装出口的配额，极大的促进了服装行业的蓬勃发展。但是，由于当前人力和物力成本不断地提高，为了提高企业竞争力，提高生产效率是降低生产成本的最重要的途径之一。而提高生产效率最直接的途径就是购买生产效率高的缝纫设备。
一台缝纫机的效率高低取决于三个方面，一是稳定的性能，二是较高的缝纫速度，三是紧凑的辅助动作。而缝纫速度的不断提高，对缝纫机的发热、耐磨性、稳定性及噪音都提出了新的设计要求。在这里，笔者结合ZOJE2290机器，与大家探讨一下高速曲折缝缝纫机旋梭机构发热问题的优化设计。
机构介绍
ZOJE2290机器的最高转速为5000rpm，那么，通过传动机构传递到旋梭的最高转速为10000rpm，在如此高的转速下工作，旋梭必定容易发热，旋梭过热后，就容易断线、卡线，甚至操作人员无法换梭心。为此，如何控制旋梭的发热和散热问题很重要。
如图1所示为ZOJE2290机器的旋梭机构示意图，件1为向心球轴承；件2和件4旋梭齿轮；件3为旋梭轴；件5齿轮箱；件6为油封；件7为旋梭轴轴套；8所指的为旋梭供油孔，同时提供旋梭轴轴套润滑用油；件9旋梭。上轴伺服电机的转动，通过传动机构，带动齿轮2转 动，通过伞齿轮2和4，带动旋梭9高速运转。
优化设计前后的测试和分析
改进前零件的设计数据：件7旋梭轴轴套的内孔为Φ7.94（+0.005 ~ +0.02）；件3旋梭轴的外径为Φ7.94（0 ~ -0.009）;件6为旋梭轴轴套油封，与轴配合的孔径为Φ6.9，单边过盈为0.5mm；件5的腔中填入足量的油脂；为了防止油脂从件1的轴承中挤出，损坏轴承和油脂的流失，件1轴承选用了NSK6901DDU CN型，防尘盖为橡胶接触型密封的轴承；油泵从油孔8往旋梭和轴套提供足量10#缝纫机油。整机温度测试的条件：我们使用的机器的控制系统自带的跑合测试程序，总共跑合的时间为45分钟，其中前15分钟的机器运转速度为2500n/min，中间15分钟的机器运转速度为3700n/min，后15分钟的机器运转速度为5000n/min；在跑合过程中，机器运转20秒停5秒；测试时的环境温度为32℃；测试位置为旋梭表面和旋梭轴端面。测试数据见表1。按表1的测试温度来看是过热的，通过分析，认为热源主要有以下几个地方：旋梭、轴承、旋梭轴轴套及伞齿轮，需要对产生热源的几个地方的进行改进：○1是轴套与轴之间的配合间隙需要增大，因为旋梭轴的旋转速度为上轴转速的2倍，按现在的轴套和轴的极限配合间隙0.005~0.029来看，当间隙在0.01以下时，难以得到足够的润滑油来满足轴和轴套的高速旋转；○2油封与轴的过盈太大，造成发热过大；○3NSK6901DDU CN轴承的防尘盖需要改为非接触密封式的，增大轴承的游隙；○4齿轮箱中的油脂散热效果不佳；○5两个伞齿轮的90度啮合角度不好，造成齿轮啮合不好，需要改进机器底板的机加工。
部位 时间 15分钟 30分钟 45分钟
旋梭表面 44 55 63
旋梭轴端面 44 50 60
针对以上的分析，我们对相关零件做了相应的改进：○1把旋梭轴轴套的内孔尺寸Φ7.94（+0.015 ~ +0.024）；○2对于轴承该选型号为NSK6901ZZ C3，更改为非接触型的防尘改和增大轴承的游隙；○3把油封的内孔改为Φ7.4；○4把加入齿轮箱中的普通油脂改为一种特殊油脂，该油脂只需要在伞齿轮面上涂一层，它就能齿面上形成一层油膜，并且在齿轮高速运转下不会被甩掉，这样不但提高的齿轮箱中的散热能力，并且保证了不会有油脂从轴承中溢出。我们再次用按以上更改后的零件做了温升测试，测试数据见表2。
部位 时间 15 分钟 30分钟 45分钟
旋梭表面 36 40 48
旋梭轴端面 35 39 46.5
通过表1和表2的对比，可以明显的看到改进后的零件对降低温度所带来的效果，后来对多台机器进行了温度测试，温度都控制在45℃~50℃之间。考虑到在实际使用中一般用最高转速的80%左右速度工作，我们对此做了4000n/min速度下的温度测试，测试程序的前两个15分钟同前面，只是第三个15分钟的速度为4000n/min，测试结果见表3。表2和表3的温度，经过缝纫专家们的确认，
部位 时间 15分钟 30分钟 45分钟
旋梭表面 36 40 42
旋梭轴端面 35 39 42
在该测试程序的条件下，是可以接受的温度范围。为了检验更改后的零件对机器性能的影响，我们做了4500n/min转速下，运转10秒停3秒的耐久性试验，1500小时后测试缝纫性能良好，证明更改后轴套和放大后轴承游隙后对缝纫性能是能够保证的。拆下伞齿轮检测，齿面磨损是正常磨损，证明新选用的油脂的润滑性能是良好的。齿轮箱5中没有发现渗漏的白油，证明新油封的密封性能是可以保证的。
结论
该机器经过以上的改进，得到的批量批量生产，在市场使用，普遍反应良好，这为以后我们高速缝纫机的旋梭发热问题的解决提出了一个参考。我国的缝纫机研发现在还处于仿制模式开始走向自主研发过程，这种提高性能优化设计，也是走向自主研发的一小步。
