GAST葉片式氣動馬達的結構特點有哪些

什么是氣動馬達

氣動馬達也稱為風動馬達，是指將壓縮空氣的壓力能轉換為旋轉的機械能的裝置。一般作為更復雜裝置或機器的旋轉動力源。氣動馬達按結構分類為：葉片式氣動馬達，活塞式氣動馬達，緊湊葉片式氣動馬達，緊湊活塞式氣動馬達。

原理

常用的氣壓馬達是容積式氣動馬達，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，轉子安裝在偏心的定子內(nèi)。葉片裝在轉子的徑向槽內(nèi)，底部裝有彈簧，把定子和轉子間的空間分隔成許多小氣室。當壓縮氣體從進氣口A進入氣室時,驅動轉子轉動，廢氣從排氣口C排出，殘余氣體從出氣口 B排出。葉片式氣動馬達的轉速為0～25000轉／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現(xiàn)無級調速。方向控制閥可操縱氣動馬達正反轉，升速快，有過載保護特性。氣動馬達可用于潮濕、高溫、防爆、防火、起動頻繁、帶負載起動、經(jīng)常變向和無級調速等場合。在葉片式氣動馬達軸上附加專用工具可制成各種氣動工具。把氣動馬達用于氣動動力頭的主傳動，則可進行鉆孔、锪孔、鉸孔、磨孔和攻絲等切削加工。在飛機、汽車、儀表制造的氣動組合機床上，可同時布置幾十個氣動動力頭。

氣動系統(tǒng)以其價廉價、簡單、抗污染能力強等特點,在工業(yè)自動化中得到愈來愈廣泛的應用"氣動系統(tǒng)的執(zhí)行機構分為氣缸和氣動馬達兩種形式,氣動馬達按結構形式可分為:葉片式氣動馬達、活塞式氣動馬達和齒輪式氣動馬達等幾種形式。

目前,葉片式氣動馬達廣泛應用于礦山及風動工具中，葉片式氣動馬達,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,并據(jù)此來達到優(yōu)化結構設計目的，所以很有必要對其的原理性能進行研究。

1、 葉片式氣動馬達的結構特點

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

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,本科題所選用的葉片式氣動馬達的葉片數(shù)目為 7 個.進、排氣口布置在定子上,馬達應具有正反轉功能,且性能相同,其兩個進氣口是對稱布置的,主排氣口在兩個進氣口的正中央,其結構為兩條寬為D的狹長圓弧槽，并有主排氣口、副排氣口之分。其結構示意圖如圖 2.4 所示:

葉片式氣動馬達的結構簡圖

1-進氣口,2-主排氣口,3-副排氣口,4-定子,5-轉子,6-葉片,e-偏心距,o-轉子中心,o1-定子中心

圖 2.4 葉片式氣動馬達的結構簡圖

結構示意圖

在圖 2.4 中,我們規(guī)定從進氣口 1 進氣馬達旋轉方向為正向,此時排氣口 2 為主排氣口,排氣口 3 為副排氣口，反之,從進氣口 3 進氣時,馬達轉向就為反向,此時排氣口 2 為主排氣口,排氣口 1 為副排氣口。

2、 葉片式氣動馬達的工作原理

1)工作腔室的劃分

為便于分析,結合其結構特點,我們將馬達的各種腔室作如下劃分:由圖 2.4 我們知道:葉片式氣動馬達在旋轉過程中,兩任意相鄰葉片所構成的腔室在轉動一周經(jīng)歷如下五個過程: ①.進氣過程;②.膨脹過程;③.主排氣過程;④.壓縮過程;.⑤副排氣過程,其中存在四個臨界位置:①進氣終了位置(氣體膨脹開始位置),即葉片剛離開進氣口與前相鄰葉片構成的腔室,如圖 2.5 中的 a 腔,②膨脹終了位置(主排氣開始位置),即葉片剛到達主排氣口與后相鄰葉片構成的腔室,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),即葉片剛到達副排氣口與后相鄰葉片構成的腔室,如圖 2.5 中的 d 腔.

2)葉片式氣動馬達工作原理

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)氣控換向閥到達配氣盤,此時,具有一定壓力的氣體分兩路進入馬達:第一路,壓力氣體進入制動腔室,推開制動活塞;第二路,壓力氣體由馬達進氣口 1 進入馬達腔室。

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