GAST葉片式氣動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有哪些

什么是氣動馬達(dá)

氣動馬達(dá)也稱為風(fēng)動馬達(dá)，是指將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能的裝置。一般作為更復(fù)雜裝置或機(jī)器的旋轉(zhuǎn)動力源。氣動馬達(dá)按結(jié)構(gòu)分類為：葉片式氣動馬達(dá)，活塞式氣動馬達(dá)，緊湊葉片式氣動馬達(dá)，緊湊活塞式氣動馬達(dá)。

原理

常用的氣壓馬達(dá)是容積式氣動馬達(dá)，它利用工作腔的容積變化來作功，分葉片式、活塞式和齒輪式等型式。葉片式氣動馬達(dá)，轉(zhuǎn)子安裝在偏心的定子內(nèi)。葉片裝在轉(zhuǎn)子的徑向槽內(nèi)，底部裝有彈簧，把定子和轉(zhuǎn)子間的空間分隔成許多小氣室。當(dāng)壓縮氣體從進(jìn)氣口A進(jìn)入氣室時(shí),驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，廢氣從排氣口C排出，殘余氣體從出氣口 B排出。葉片式氣動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為0～25000轉(zhuǎn)／分，工作壓力為0.4～0.8兆帕,功率為0.6～18千瓦。改變輸入流量即可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。方向控制閥可操縱氣動馬達(dá)正反轉(zhuǎn)，升速快，有過載保護(hù)特性。氣動馬達(dá)可用于潮濕、高溫、防爆、防火、起動頻繁、帶負(fù)載起動、經(jīng)常變向和無級調(diào)速等場合。在葉片式氣動馬達(dá)軸上附加專用工具可制成各種氣動工具。把氣動馬達(dá)用于氣動動力頭的主傳動，則可進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、磨孔和攻絲等切削加工。在飛機(jī)、汽車、儀表制造的氣動組合機(jī)床上，可同時(shí)布置幾十個(gè)氣動動力頭。

氣動系統(tǒng)以其價(jià)廉價(jià)、簡單、抗污染能力強(qiáng)等特點(diǎn),在工業(yè)自動化中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用"氣動系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為氣缸和氣動馬達(dá)兩種形式,氣動馬達(dá)按結(jié)構(gòu)形式可分為:葉片式氣動馬達(dá)、活塞式氣動馬達(dá)和齒輪式氣動馬達(dá)等幾種形式。

目前,葉片式氣動馬達(dá)廣泛應(yīng)用于礦山及風(fēng)動工具中，葉片式氣動馬達(dá),其工作性能的好壞可以借助于對其動態(tài)特性的分析來評價(jià),并據(jù)此來達(dá)到優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的，所以很有必要對其的原理性能進(jìn)行研究。

1、 葉片式氣動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

葉片式氣動馬達(dá)由定子、轉(zhuǎn)子、葉片和配氣盤四大部分所組成。定子和轉(zhuǎn)子偏心安裝(偏心距為e),葉片均勻分布在轉(zhuǎn)子的四周,并安裝在轉(zhuǎn)子的徑向槽內(nèi),并隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)徑向伸出或縮進(jìn)。

根據(jù)所需性能的要求不同,葉片的數(shù)目也不盡相同,一般葉片的數(shù)量為 3-10 個(gè),本科題所選用的葉片式氣動馬達(dá)的葉片數(shù)目為 7 個(gè).進(jìn)、排氣口布置在定子上,馬達(dá)應(yīng)具有正反轉(zhuǎn)功能,且性能相同,其兩個(gè)進(jìn)氣口是對稱布置的,主排氣口在兩個(gè)進(jìn)氣口的正中央,其結(jié)構(gòu)為兩條寬為D的狹長圓弧槽，并有主排氣口、副排氣口之分。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2.4 所示:

葉片式氣動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)簡圖

1-進(jìn)氣口,2-主排氣口,3-副排氣口,4-定子,5-轉(zhuǎn)子,6-葉片,e-偏心距,o-轉(zhuǎn)子中心,o1-定子中心

圖 2.4 葉片式氣動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)簡圖

結(jié)構(gòu)示意圖

在圖 2.4 中,我們規(guī)定從進(jìn)氣口 1 進(jìn)氣馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎?此時(shí)排氣口 2 為主排氣口,排氣口 3 為副排氣口，反之,從進(jìn)氣口 3 進(jìn)氣時(shí),馬達(dá)轉(zhuǎn)向就為反向,此時(shí)排氣口 2 為主排氣口,排氣口 1 為副排氣口。

2、 葉片式氣動馬達(dá)的工作原理

1)工作腔室的劃分

為便于分析,結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),我們將馬達(dá)的各種腔室作如下劃分:由圖 2.4 我們知道:葉片式氣動馬達(dá)在旋轉(zhuǎn)過程中,兩任意相鄰葉片所構(gòu)成的腔室在轉(zhuǎn)動一周經(jīng)歷如下五個(gè)過程: ①.進(jìn)氣過程;②.膨脹過程;③.主排氣過程;④.壓縮過程;.⑤副排氣過程,其中存在四個(gè)臨界位置:①進(jìn)氣終了位置(氣體膨脹開始位置),即葉片剛離開進(jìn)氣口與前相鄰葉片構(gòu)成的腔室,如圖 2.5 中的 a 腔,②膨脹終了位置(主排氣開始位置),即葉片剛到達(dá)主排氣口與后相鄰葉片構(gòu)成的腔室,如圖 2.5 中的 b 腔,③主排氣終了位置(氣體壓縮開始位置),即葉片剛離開主排氣口與前相鄰葉片構(gòu)成的腔室,如圖 2.5 中的 c 腔,④壓縮終了位置(副排氣開始位置),即葉片剛到達(dá)副排氣口與后相鄰葉片構(gòu)成的腔室,如圖 2.5 中的 d 腔.

2)葉片式氣動馬達(dá)工作原理

在圖 2.2、圖 2.4 和圖 2.5 中,開啟手動換向閥,具有一定壓力的氣體經(jīng)氣控?fù)Q向閥到達(dá)配氣盤,此時(shí),具有一定壓力的氣體分兩路進(jìn)入馬達(dá):第一路,壓力氣體進(jìn)入制動腔室,推開制動活塞;第二路,壓力氣體由馬達(dá)進(jìn)氣口 1 進(jìn)入馬達(dá)腔室。

壓力氣體對葉片產(chǎn)生壓力,克服一定的摩擦力推動馬達(dá)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),在腔室后葉片離開進(jìn)氣口 1 時(shí),腔室處于臨界位置a,隨著馬達(dá)的旋轉(zhuǎn),腔室內(nèi)的壓力氣體進(jìn)行絕熱膨脹對外做功,當(dāng)此腔室的前葉片到達(dá)主排氣口 2 時(shí),此時(shí)此腔室絕熱膨脹結(jié)束,處于臨界位置b ,隨著馬達(dá)的旋轉(zhuǎn),腔室進(jìn)入主排氣區(qū)進(jìn)行主排氣，當(dāng)此腔室的后葉片離開主排氣口 2 時(shí),此腔室主排氣結(jié)束,進(jìn)入臨界位置c,隨后,此腔室進(jìn)行絕熱壓縮階段。當(dāng)腔室的前葉片到達(dá)副排氣口 3 時(shí),此腔室處于臨界位置d ,隨著馬達(dá)的旋轉(zhuǎn),腔室進(jìn)入副排氣區(qū)進(jìn)行副排氣。當(dāng)腔室的后葉片離開副排氣口 3 時(shí),此腔室副排氣結(jié)束,從而進(jìn)入下一輪循環(huán)。如此周而復(fù)始,葉片式氣動馬達(dá)就能連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)并向外輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。