氣馬達工作原理與特點

劉明皓

（荊州職業(yè)技術學院，湖北 荊州 434200）

1 氣馬達的分類及特點

氣馬達是利用壓縮空氣的能量實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動的機械，按結(jié)構(gòu)形式可分為葉片式、活塞式、齒輪式等。

最為常用的是葉片式氣馬達和活塞式氣馬達，葉片式氣馬達制造簡單，結(jié)構(gòu)進場，但低速起動轉(zhuǎn)矩小，低速性能不好，適宜性能要求低或中功率的機械。目前在礦山機械及風動工具應用普遍?；钊綒怦R達在低速情況下有較大的輸出功率，它的低速性能好，適宜載荷較大和要求低速轉(zhuǎn)矩大的機械，如起重機、鉸車鉸盤、拉管機等。

2 葉片式氣馬達的工作原理

圖1 ：葉片式氣馬達

如圖1所示，為葉片式氣馬達的工作原理圖。它的主要結(jié)構(gòu)和工作原理與液壓葉片馬達相似，主要包括一個徑向裝有3～10個葉子的轉(zhuǎn)子，偏心安裝在定子內(nèi)，轉(zhuǎn)子兩側(cè)有后端蓋（圖中未畫出），葉片在轉(zhuǎn)子的徑向槽內(nèi)可自由滑動，葉片底部通過壓縮空氣，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時靠離心力和葉片底部氣壓將葉片緊壓在定子內(nèi)表面上，定子內(nèi)有半圓形的切溝，提供壓縮空氣及排出廢氣。

當壓縮空氣從A口進入定子腔內(nèi)，會使葉片帶動轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，廢氣從排氣口C排出，而定子腔內(nèi)殘余氣體則經(jīng)B排出。如需改變氣馬達旋轉(zhuǎn)方向，則需改進、排氣口即可。

氣馬達的有效轉(zhuǎn)矩與葉片伸出的面積及其供氣壓力有關。葉片數(shù)目多，輸出轉(zhuǎn)矩雖然較均勻，且壓縮空氣的內(nèi)泄露減少，但卻減少了有效工作腔容積，所以葉片數(shù)目應選擇適當。為了增強密封性，在葉片式氣馬達起動時，葉片常靠彈簧或壓縮空氣頂出，使其緊貼在定子的內(nèi)表面。

3 氣馬達的特點

氣馬達可以無級調(diào)速，只要控制進氣閥或排氣閥的開閉程度，控制壓縮空氣的流量，就能調(diào)節(jié)馬達的輸出功率和轉(zhuǎn)速。只要簡單地用操縱氣閥來改變進排氣方向，即能實現(xiàn)氣馬達輸出軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，而且可以瞬時換向，在正方轉(zhuǎn)換向時，沖擊很小。氣馬達換向工作的一個主要優(yōu)點是它具有幾乎是瞬時間升到全速的能力，葉片式氣馬達可在一轉(zhuǎn)半的時間內(nèi)升到全速，活塞式氣馬達可在不到1秒的時間內(nèi)升至全速。工作安全適用于惡劣的工作環(huán)境，在易燃、易爆、高溫、振動、潮濕、粉塵等不利條件下均能正常工作。有過載保護作用不會因過載而發(fā)生故障，過載時馬達只是降低轉(zhuǎn)速或停車，當過在解除后立即可重新正常運轉(zhuǎn)，并不產(chǎn)生故障。具有較高的啟動力矩可以直接帶負載啟動、停止迅速。功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍較寬功率小至幾百瓦，大至幾萬瓦，轉(zhuǎn)速可以從零一直到25000r/min?？砷L時間滿載連續(xù)運轉(zhuǎn)，溫升較小，操縱方便，維修簡單。

4 氣馬達的選擇、應用及潤滑

(1)氣馬達的選擇。選擇氣馬達主要從負載狀態(tài)出發(fā)。在變負載 場合使用時，主要考慮的因素是速度的范圍及滿足工作機構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩；在均衡負載下使用時，工作速度則是重要因素。葉片式馬達比活塞式氣馬達轉(zhuǎn)速高，當工作速度低于空載最大轉(zhuǎn)速的25%時，最好選用活塞式氣馬達。至于所選氣馬達的具體型號、技術規(guī)格、外形尺寸等，可參考有關手冊及產(chǎn)品樣本。

（2）氣馬達的應用。由氣馬達的工作特性及特點可見，氣馬達工作適用于無級調(diào)速、啟動頻繁、經(jīng)常換向、高溫潮濕、易燃易爆、負載啟動、不便人工操縱及有過載可能的場合。氣馬達主要應用于礦山機械、專業(yè)性的機械制造業(yè)、油田、化工、造紙、煉鋼、船舶、航空、工程機械等行業(yè)。許多風動工具如風鉆、風扳手、風砂輪、風動鏟刮機等均裝有氣馬達。隨著氣壓傳動的發(fā)展，氣馬達的應用將日趨廣泛。

（3）氣馬達的潤滑。潤滑是氣馬達正常工作不可缺少的一環(huán)，氣馬達得到正確良好的潤滑后，可在兩次檢修期間至少實際運轉(zhuǎn)2500～3000h。一般應在氣馬達操縱閥前配置油霧器，并經(jīng)常補油，以使霧狀油混入壓縮空氣后再進到馬達之中，從而得到不間斷的，良好潤滑。

[1]陸全龍，劉明皓.液壓與氣動[M].北京:科學出版社，2005，（8）.