气动马达工作原理教学内容.docx

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气动马达工作原理教学内容

气动马达工作原理

气动马达工作原理

气动马达是一种作连续旋转运动的气动执行元件，是一种把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置，其作用相当于电动机或液压马达，它输出转矩，驱动执行机构作旋转运动。

在气压传动中使用广泛的是叶片式、活塞式和齿轮式气动马达。

※活塞式气动马达的工作原理

主要由：

马达壳体、连杆、曲轴、活塞、气缸、配气阀等组成。

压缩空气进入配气阀芯使其转动，同时借配气阀芯转动，将压缩空气依次分别送入周围各气缸中，由于气缸内压缩空气的膨胀，从而推动活塞连杆和曲轴转动，当活塞被推至“下死点”时，配气阀芯同进也转至第一排气位置。

经膨胀后的气体即自行从气缸经过阀的排气孔道直接排出。

同时活塞缸内的剩余气体全部自配气阀芯分配阀的排气孔道排出，经过这样往复循环作用，就能使曲轴不断旋转。

其功主要来自于气体膨胀功。

Pistonpneumaticmotorprincipleofwork

Mainlyconsistsof:

motorshell,connectingrod,crankshaft,pistonandcylinder,valve,etc.Compressedairintotheairwithitscore,withrotationbyair,willbethecoreofcompressedairintothesurroundingaircylinderrespectively,duetotheexpansionofcompressedairincylinder,soastopromotethepistonandcrankshaftconnecting,whenthepistonispusheddowndeadspots",withthecorewithairexhausttofirstplace.Theexpansionofthegasautomaticallyfromtheexhaustductcylindervalvedirectlyafterdischarge.Whiletheresidualgaspistoncylindervalvecorewithalltheventduct,corundum,throughsuchreciprocatingcyclecanmakethecrankshaftconstantlyrotating.Itsfunctionmainlycomesfromthegasexpandingpower.

※叶片式气动马达的工作原理

如图所示是双向叶片式气动马达的工作原理。

压缩空气由A孔输入，小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部（图中未表示），将叶片推出，使叶片贴紧在定子内壁上，大部分压缩空气进入相应的密封空间而作用在两个叶片上。

由于两叶片伸出长度不等，因此，就产生了转矩差，使叶片与转子按逆时针方向旋转，作功后的气体由定子上的孔B排出。

 若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由B孔进入，从孔A孔排出）则可改变转子的转向。

图-1双向旋转的叶片式马达

（a）结构；（b）职能符号

Vanepneumaticmotorprincipleofwork

Asshownistwo-wayvanepneumaticmotorprincipleofwork.CompressedairfromAsmallhole,theinputofthestatorslotsonbothendsofthehermeticseal（FIGleafbaseintonot）,willadheretoleafbladeonthewallofthestator,compressedairintothecorrespondingsealspaceandfunctionintwoblades.Becausethetwoblades,therefore,stretchproducedthetorque,accordingtotherotorbladesandreactivecounter-clockwiseaftergasholesinthestatorbyB.

Ifthechangeofcompressedairinputdirection（i.e.bycompressedairintotheholehole,B）isAholecanbechangedfromtherotorturning.

※叶片式气动马达的工作原理

　气动马达是以压缩空气为工作介质的原动机，它是采用压缩气体的膨胀作用，把压力能转换为机械能的动力装置。

　　各类型式的气马达尽管结构不同，工作原理有区别，但大多数气马达具有以下特点：

　　1.可以无级调速。

只要控制进气阀或排气阀的开度，即控制压缩空气的流量，就能调节马达的输出功率和转速。

便可达到调节转速和功率的目的。

　　2.能够正转也能反转。

大多数气马达只要简单地用操纵阀来改变马达进、排气方向，即能实现气马达输出轴的正转和反转，并且可以瞬时换向。

在正反向转换时，冲击很小。

气马达换向工作的一个主要优点是它具有几乎在瞬时可升到全速的能力。

叶片式气马达可在一转半的时间内升至全速；活塞式气马达可以在不到一秒的时间内升至全速。

利用操纵阀改变进气方向，便可实现正反转。

实现正反转的时间短，速度快，冲击性小，而且不需卸负荷。

　　3.工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适用于恶劣的工作环境，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。

　　4.有过载保护作用，不会因过载而发生故障。

过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。

可以长时间满载连续运转，温升较小。

5.具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动。

起动、停止均迅速。

可以带负荷启动。

启动、停止迅速。

　　6.功率范围及转速范围较宽。

功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从零一直到每分钟万转。

7.操纵方便，维护检修较容易气马达具有结构简单，体积小，重量轻，马力大，操纵容易，维修方便。

　　8.使用空气作为介质，无供应上的困难，用过的空气不需处理，放到大气中无污染压缩空气可以集中供应，远距离输送

　　由于气马达具有以上诸多特点，故它可在潮湿、高温、高粉尘等恶劣的环境下工作。

除被用于矿山机械中的凿岩、钻采、装载等设备中作动力外，船舶、冶金、化工、造纸等行业也广泛地采用。

　　气动马达airmotor是防爆电机的最佳代替品除了标准型号,我们还有配备减速机的气动减速马达型号,减速比从10:

1至60:

1。

　　特点包括:

　　1）可变转速;

　　2）防爆-无电力火花;

　　3）运转不发热;

　　4）不会烧坏;

5）正反转方向都可以。

●欧博气压马达-选型指导

功率-P,扭矩-M,转速-n，P-M-n三者的近似关系：

扭矩-转速曲线:

负直线（系数近似恒定）；功率-转速曲线:

抛物线（开口向下）；略...选择欧博气压马达的一般方法：

1、近似选择接近要求参数的欧博马达系列、型号；2、查看所选气压马达的特征图（曲线图），进一步核对所选马达型号是否合适，选择最优工作点；3、考虑假如调节气源，所选马达是否能输出需求的参数；4、核对马达尺寸，选择安装形式，输出轴形式；5、核算输出轴的受力是否合适；6、考虑其他方面（根据具体情况个别考虑）：

...。

对于工作过程扭矩、转速基本稳定的应用:

略...对于工作过程负载（扭力）或转速发生较大变化的应用：

●

气动马达选型参考：

选择气马达的主要参数是：

功率-P扭矩-M转速-n实际工作状态下：

P（瓦）=M（牛米）Xn（转/分钟）X0.105选择TSA气压马达的一般方法是：

（适用于：

工作过程扭矩、转速基本稳定的应用）对于工作过程负载（扭力）或转速发生较大变化的应用（比如，拧紧机用马达），按以下方法选择：

解释：

P-M-n三者的近似关系：

扭矩-转速曲线：

负直线（系数近似恒定），功率-转速曲线:

抛物线（开口向下）；转速n=0时（开始启动），功率P急剧上升，扭矩M=启动扭矩（约等于最大扭矩的80%）；转速n=大约是最大转速一半时（最大功率转速），功率P=最大值（最大功率），扭矩M下降到=最大扭矩的50%-70%=最大功率扭矩；转速n=若转速继续升高（负载比较小，接近空载），扭力下降，到最大转速（此时是空载转速），功率P很小，扭力M很小；若负载扭矩比较大，则马达转速下降，当负载扭力大于或等于马达的停转扭力（即最大扭力），马达失速停转。

气动马达分为单向及双向两种形式。

对于单向气动马达只需开闭进气口即可控制马达的转动和停止。

双向气动马达有两个进气口，一个主排气口。

马达工作时从一个进气口进气，则另一进气口为副排气口，若需马达旋转方向改变时，只需将进气口与副排气口交换位置即可，所以选用的控制阀必须具备上述功能才能使马达正常工作。

建议选用三位四通阀或三位五通阀。

在进行管道布置时，气源与气马达之间的管道通径（包括管道附件、控制阀、油雾器等）均不得小于与马达相适应的最小内径，且管道不得有严重的节流现象。

管道接头处应牢固、密封、不得有泄漏现象，否则气动马达达不到应有的工作性能。

   如图所示为叶片式气动马达结构原理图。

主要由定子、转子、、叶片及壳体构成。

在定子上有进一排气用的配气槽孔。

转子上铣有长槽。

槽内装有叶片。

定子两端盖有密封盖。

转子与定子偏心安装。

这样，沿径向滑动的叶片与壳体内腔构成气动马达工作腔室。

   气动马达工作原理同液压马达相似。

压缩空气从输人口A进入。

作用在工作室两侧的叶片上。

由于转子偏心安装，气压作用在两侧叶片上产生的转矩差，使转子按逆时针方向旋转。

当偏心转子转动时，工作室容积发生变化，在相邻工作室的叶片上产生压力差，利用该压力差推动转子转动。

作功后的气体从输出口排出。

若改变压缩空气输入方向，即可改变转子的转向。

图a所示叶片式气动马达采用了不使压缩空气膨胀的结构形式，即非膨胀式，工作原理如上所述。

图b所示叶片式气动马达采用了保持压缩空气膨胀行程的结构形式。

当转子转到排气口C位置时，工作室内的压缩空气进行一次排气，随后其余压缩空气继续膨胀直至转子转到输出口B位置进行二次排气。

气动马达采用这种结构能有效地利用部分压缩空气膨胀时的能量，提高输出功率。

非膨胀式气动马达与膨胀式气马达相比，其耗气量大，效率低；单位容积的输出功率大，体积小，重量轻。

   叶片式气动马达一般在中、小容量及高速回转的范围使用，其耗气量比活塞式大，体积小，重量轻，结构简单。

其输出功率为0.1—20kW，转速为500～25000r／min。

另外，叶片式气马达启动及低速运转时的特性不好，在转速500r／min以下场合使用，必需要配用减速机构。

叶片式气动马达主要用于矿山机械和气动工具中。

※气动马达的应用

目前，气动马达主要应用于矿山机械、专业性的机械制造业、油田、化工、造纸、炼钢、船舶、航空、工程机械等行业，许多气动工具如风钻、风扳手、风砂轮等均装有气动马达。

随着气压传动的发展，气动马达的应用将更趋广泛。

如图所示为气动马达的几个应用实例.

气动马达的工作适应性较强，可用于无级调速、启动频繁、经常换