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气动设备中的叶片式气马达工作原理及应用场合

【摘要】:叶片式气马达 图4-31所示为叶片式气马达工作原理图。叶片式气马达可在一半的时间内升到全速;活塞式气马达可在不到1s内升至全速。过载时气马达只是降低转速或停车;过载解除后即可重新正常运转。叶片式气马达适用于低转矩、高转速的场合,如某些手提工具、复合工具、传送带、升降机等起动转矩不大的中、小功率的机械。一般应在气马达的换向阀前装置油雾器,进行不间断地润滑。

马达压缩空气的压力能转换为机械能,实现回转运动并输出力矩,驱动作旋转运动的执行元件。

1.气马达的种类和工作原理

气马达的种类很多,在容积式气马达中又有叶片式、活塞式和齿轮式等多种形式。现仅介绍最常用的叶片式(又称滑片式)、径向柱塞式和薄膜式三种马达。

(1)叶片式气马达 图4-31所示为叶片式气马达工作原理图。压缩空气由A孔输入后分为两路:一路经定子两端密封盖的槽进入叶片底部(图中未标出),将叶片推出抵于定子内壁上,相邻叶片间形成密闭空间以便起动;另一路压缩空气进入相应的密闭空间而作用在两个叶片上。由于叶片伸出量不同使压缩空气的作用面积不同,因而产生了转矩差。叶片带动转子在此转矩差的作用下按逆时针方向旋转,做功后的气体由C孔和B孔排出。若改变压缩空气的输入方向,即改变了转子的转向。

(2)径向柱塞式气马达 径向柱塞式气马达工作原理图如图4-32所示。压缩空气经进气口进入分配阀(又称配气阀)后再进入气缸,推动活塞及连杆组件运动,从而迫使曲轴转动。曲轴转动时,带动固定在轴上的分配阀同步转动,使压缩空气随着分配阀角度位置的改变而进入不同的缸内,依次推动各个活塞运动。由各活塞及连杆组依次带动曲轴使之连续旋转,与此同时与进气缸处于相对应位置的气缸则处于排气状态。

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图4-31 叶片式气马达工作原理图

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图4-32 径向柱塞式气马达工作原理图

图4-33所示为径向活塞式气马达结构图。压缩空气经进气口(图中未画出)进入配气阀套8及配气阀7,经配气阀及配气阀套上的孔和槽以及马达外壳10上的斜孔进入气缸6,推动活塞及连杆组件5运动;活塞及连杆组件又带动曲轴13转动;曲轴的旋转又带动了被紧固螺钉14固定在曲轴上的配气阀同步旋转;配气阀的旋转使各气缸依次配气,从而实现了曲轴的连续旋转运动。

(3)薄膜式气马达 图4-34所示为薄膜式气马达工作原理图,它实际上是薄膜式气缸的具体应用。当气缸活塞杆作往复运动时,通过推杆端部的棘爪使棘轮作间歇性转动。

2.气马达的特点

1)可以无级调速。通过控制调节进气阀(或排气阀)的开闭程度来控制调节压缩空气的流量,就能控制调节气马达的转速,从而实现无级调速。

2)能够正反向旋转。通过操纵换向阀来改变进、排气方向,就能实现气马达的正、反转换向,且换向的时间短,冲击小。气马达换向的一个主要优点是具有几乎瞬时达到全速的能力。叶片式气马达可在一半的时间内升到全速;活塞式气马达可在不到1s内升至全速。

3)工作安全且能适应恶劣的工作环境。在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作,且操纵方便,维修简单。

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图4-33 径向活塞式气马达结构图

1—防尘帽组件 2—螺母及垫圈 3—后盖 4—活塞环 5—活塞及连杆组件 6—气缸 7—配气阀 8—配气阀套 9—轴承 10—外壳 11—孔用弹性挡圈 12—护油挡圈 13—曲轴 14—紧固螺钉 15—滚针轴承

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图4-34 薄膜式气马达工作原理图

率小至几百瓦,大至几十千瓦。

4)有过载保护作用。过载时气马达只是降低转速或停车;过载解除后即可重新正常运转。

5)起动力矩较高。可直接带动负载起动,起、停迅速,且可长时间满载运行,温升较小。

6)功率范围及转速范围较宽。功

3.气马达的选择及使用要求

(1)气马达的选择 不同类型的气马达具有不同的特点和适用范围,主要从负载的状态要求出发来选择适用的气马达。

叶片式气马达适用于低转矩、高转速的场合,如某些手提工具、复合工具、传送带升降机起动转矩不大的中、小功率的机械。

活塞式气马达适用于中、高转矩及中、低转速的场合,如起重机、绞车、绞盘、拉管机等载荷较大且起动、停止特性要求高的机械。

薄膜式气马达适用于高转矩、低转速的小功率机械。

(2)气马达的使用要求 应特别注意的是润滑为气马达正常工作不可缺少的一个环节。气马达在得到正确、良好润滑的情况下,可在两次检修之间至少运转2500~3000h。一般应在气马达的换向阀前装置油雾器,进行不间断地润滑。

4.气缸常见故障及排除(表4-10)

4-10 气缸常见故障及排除

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