1.气马达的分类及特点
气马达是利用压缩空气的能量实现旋转运动的机械。按结构形式可分为:叶片式、活塞式及齿轮式等。最为常用的是叶片式气马达和活塞式气马达。叶片式气马达制造简单,结构紧凑,但低速起动转矩小,低速性能不好,适用于要求低或中功率的机械,目前在矿山机械及风动工具中应用普遍。活塞式气马达在低速情况下有较大的输出功率,它的低速性能好,适用于载荷较大和要求低速转矩大的机械,如起重机、绞车绞盘及拉管机等。
由于使用压缩空气作工作介质,气马达有以下特点:
1)有过载保护作用。过载时,转速降低或停车,过载消除后立即恢复正常工作,长时间满载工作温升小。
2)可以无级调速。控制进气流量,就能调节马达的功率和转速。额定转速从每分钟几十转到几十万转。
3)具有较高的起动转矩,可直接带负载起动。
4)与同类电动机相比,重量只有电动机的1/10~1/3,因此,其惯性小,起动、停止快。
5)适宜于恶劣环境使用,具有防火,防爆,耐潮湿、粉尘及振动的优点。
6)结构简单,维修容易。
7)输出功率相对较小,最大只有20kW左右。
8)耗气量大,效率低,噪声大。
2.叶片式气马达的工作原理
图10-14所示为叶片式气马达的工作原理图。它的主要结构和工作原理与液压叶片马达相似,主要包括一个径向装有3~10个叶片的转子,偏心安装在定子内,转子两侧有前、后端盖(图中未画出),叶片在转子的径向槽内可自由滑动,叶片底部通有压缩空气,转子转动时靠离心力和叶片底部气压将叶片紧压在定子内表面上,定子内有半圆形的切沟,提供压缩空气及排出废气。
当压缩空气从A口进入定子腔内,会使叶片带动转子逆时针方向旋转,废气从排气口C排出,而定子腔内残余气体则经B口排出。如需改变气马达旋转方向,改变进、排气口即可。
气马达的有效转矩与叶片伸出的面积及其供气压力有关。叶片数目多,输出转矩虽然较均匀,且压缩空气的内泄漏减少,但却减小了有效工作腔容积。所以叶片数目应选择适当。为了增强密封性,在叶片式气马达起动时,叶片常靠弹簧或压缩空气顶出,使其紧贴在定子的内表面上。随着马达转速增加,离心力进一步把叶片紧压在定子内表面。(www.xing528.com)
3.叶片式气马达的特性
图10-15所示为叶片式气马达的特性曲线。此曲线是在一定工作压力下作出的。如气压变化,特性曲线会有较大变化;当气压不变时,它的转矩、转速及功率均随着外负载变化而变化。这种特性曲线的最大特点是具有软特性。
图10-14 叶片式气马达的工作原理图
1—定子 2—转子 3—叶片
当负载转矩M为零(即空转)时,转速最大,以nmax表示,此时气马达输出功率N为零。
当负载转矩等于气马达最大转矩时,气马达停止运转,此时,输出功率N也为零。
当负载转矩M等于气马达最大转矩一半时,其转速为nmax/2,此时输出功率N最大,为气马达的额定功率。
在没有泄漏的情况下,气马达的转速与流量Q成正比。但实际上总会有一定的泄漏,速度势必受其影响。在供气压力一定时,转速越低(即负载转矩越大)流量越小,进口压力损失越小,叶片之间工作腔的压力越高,泄漏就越大。因此,低速时的泄漏损失比高速时更大些,如图10-16所示。
图10-15 叶片式气马达的特性曲线
图10-16 转速、总流量及泄漏量的关系曲线
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