一種新型擺動(dòng)式氣動(dòng)馬達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣動(dòng)馬達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，特別是涉及一種節(jié)能、高效的新型擺動(dòng)式氣動(dòng)馬達(dá)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮空氣是現(xiàn)代工業(yè)四大動(dòng)力源之一，作為動(dòng)力介質(zhì)，用于驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)控制。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)作為其重要手段，越來(lái)越廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、電子、電氣、汽車、紡織、食品、輕工、包裝、印刷等各個(gè)制造業(yè)；尤其在各種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線中得到廣泛應(yīng)用，也極大地提高了制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)質(zhì)量。
[0003]氣動(dòng)馬達(dá)是一種作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件，是把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的裝置。它的作用相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)，即輸出轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。常用的氣動(dòng)馬達(dá)是容積式氣動(dòng)馬達(dá)，它利用工作腔的容積變化做功，分葉片式、活塞式和齒輪式等型式。目前市場(chǎng)上比較常用的是活塞式和葉片式的氣動(dòng)馬達(dá)。氣動(dòng)馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)級(jí)調(diào)速、工作安全、有過(guò)載保護(hù)功能、高伺服性和操縱維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。氣動(dòng)馬達(dá)在采礦行業(yè)、造紙行業(yè)、石化機(jī)械、船舶機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
[0004]活塞式氣動(dòng)馬達(dá)主要由馬達(dá)缸體、連桿、曲軸、活塞、氣缸、配氣閥等組成。壓縮空氣進(jìn)入配氣閥芯使其轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)借配氣閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，將壓縮空氣依次分別送入周圍各氣缸中，由于氣缸內(nèi)壓縮空氣的膨脹，從而推動(dòng)活塞連桿和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)活塞被推至“下止點(diǎn)”時(shí)，配氣閥芯同時(shí)也轉(zhuǎn)至第一排氣位置。經(jīng)膨脹后的氣體即自行從氣缸經(jīng)過(guò)閥的排氣孔道直接排出。同時(shí)活塞缸內(nèi)的剩余氣體全部自配氣閥芯的排氣孔道排出，經(jīng)過(guò)這樣往復(fù)循環(huán)作用，就能使曲軸不斷旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)做功主要來(lái)自于氣體膨脹功。
[0005]葉片式氣動(dòng)馬達(dá)主要由供氣口、排氣口、定子腔、轉(zhuǎn)子、葉片等組成。葉片安裝在一個(gè)偏心軸徑向溝槽中，當(dāng)壓縮空氣從供氣口輸入，小部分經(jīng)過(guò)定子兩端的密封蓋的槽進(jìn)入葉片底部，將葉片推出，使葉片貼緊在定子壁上，大部分壓縮空氣進(jìn)入相應(yīng)的密封空間而作用在兩個(gè)葉片上。由于兩葉片伸出的長(zhǎng)度不等，因此產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩差，使葉片和轉(zhuǎn)子按一定方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。做功后的氣體由定子上的排氣孔排出。
[0006]葉片式氣動(dòng)馬達(dá)與活塞式氣動(dòng)馬達(dá)的特點(diǎn)相比較而言，葉片式氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速高扭矩略小，活塞式氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速略低扭矩大。目前氣動(dòng)馬達(dá)普遍存在著速度穩(wěn)定性差、輸出功率小；效率低，耗氣量大；噪聲大，容易產(chǎn)生振動(dòng)等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型專利的主要目的在于現(xiàn)有技術(shù)條件下，提出一種新運(yùn)行結(jié)構(gòu)氣動(dòng)馬達(dá)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕和效率高等優(yōu)點(diǎn)。特別適合于采礦行業(yè)、石化機(jī)械、船舶機(jī)械等需要防火、防爆的工作環(huán)境。
[0008]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有氣動(dòng)馬達(dá)是一種新運(yùn)行結(jié)構(gòu)氣動(dòng)馬達(dá)。
[0009]本實(shí)用新型根據(jù)氣動(dòng)馬達(dá)工作原理，應(yīng)用擺動(dòng)活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，達(dá)到輸出旋轉(zhuǎn)機(jī)械能目的的一種新型結(jié)構(gòu)氣動(dòng)馬達(dá)。這種氣動(dòng)馬達(dá)利用壓縮空氣進(jìn)入配氣閥芯，同時(shí)借助配氣閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)，將壓縮空氣依次送入由缸體與中心擺形成的工作容腔中，該壓縮空氣將在工作容腔中膨脹，從而推動(dòng)中心擺擺動(dòng)，中心擺推力通過(guò)連桿對(duì)曲軸形成旋轉(zhuǎn)力矩，使曲軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出。配氣閥與曲軸旋轉(zhuǎn)相匹配，實(shí)現(xiàn)配氣正時(shí)，將壓縮空氣按照工作時(shí)序，依次送入各工作容腔，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí)，各工作容腔完成一次做功，對(duì)外輸出扭矩是各工作容腔輸出扭矩的疊加。通過(guò)集成在氣動(dòng)馬達(dá)配氣閥上的啟停裝置，控制擺動(dòng)式氣動(dòng)馬達(dá)的啟停和連續(xù)工作。
[0010]該新型擺動(dòng)式氣動(dòng)馬達(dá)主要由缸體、缸蓋、中心擺、曲軸連桿機(jī)構(gòu)、配氣閥組成。
[0011]所述缸體上分布有中心擺空腔和曲軸孔，其特征在于，所述缸體是扁平狀的圓柱體結(jié)構(gòu)，以圓柱體旋轉(zhuǎn)中心為圓心加工有曲軸孔，曲軸通過(guò)軸承安裝在曲軸孔內(nèi)與缸體相連接，缸體相對(duì)靜止，曲軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。以曲軸孔為中心，在缸體上加工了均勻布置的中心擺空腔，中心擺空腔數(shù)目可以設(shè)置為三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)。中心擺空腔是一個(gè)扇形的對(duì)稱空腔，中心擺空腔內(nèi)的圓周方向?qū)ΨQ設(shè)置空腔壁，將空腔分為兩部分，兩部分是對(duì)稱分布的扇形空腔。中心擺空腔在靠近配氣閥方向的端面是密閉的，另一端是貫通的。在中心擺上、下兩部分空腔的密閉端面上靠近空腔壁位置分別開有進(jìn)氣孔和排氣孔，上、下空腔進(jìn)氣孔呈180°對(duì)稱排布，上、下空腔排氣孔呈180°對(duì)稱排布，在密閉端面的圓中心有安裝中心擺軸的孔。中心擺空腔的貫通端面安裝密封蓋，密封蓋與缸體通過(guò)螺栓連接，并且在端蓋和缸體之間有密封圈密封，這樣空腔就形成一個(gè)密閉空間。壓縮空氣進(jìn)入配氣閥芯，同時(shí)借助配氣閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)，將壓縮空氣依次送入由缸體與中心擺形成的工作容腔中。壓縮空氣通過(guò)左右進(jìn)氣孔同時(shí)進(jìn)氣，左右排氣孔同時(shí)排氣，提高壓縮空氣的做功效率。
[0012]所述中心擺是能量轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)件，中心擺與中心擺軸通過(guò)鍵連接，中心擺軸與搖桿通過(guò)鍵連接。中心擺軸通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝在缸體上。中心擺軸的一端與軸承過(guò)盈配合，安裝在缸體的中心擺空腔孔；另一端安裝在中心擺空腔密封蓋上。中心擺將中心擺空腔的上、下空腔分割成4個(gè)容積空腔，中心擺在空腔內(nèi)做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，中心擺往返擺動(dòng)一次為一個(gè)周期。當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過(guò)配氣閥配氣之后由進(jìn)氣孔進(jìn)入中心擺空腔，該壓縮空氣將在工作容腔中膨脹做功推動(dòng)中心擺擺動(dòng)，中心擺的推力通過(guò)中心擺軸傳遞到搖桿上面。曲軸、連桿與搖桿形成典型的曲軸連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)中心擺在氣動(dòng)力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，中心擺軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲軸連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，使曲軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0013]所述曲軸連桿機(jī)構(gòu)，是將中心擺的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。與上述中心擺軸相連接的搖桿長(zhǎng)度，曲軸的偏心距，連桿長(zhǎng)度，以及曲軸中心與中心擺軸中心距離應(yīng)滿足條件:最短長(zhǎng)度加最長(zhǎng)長(zhǎng)度小于等于其余兩長(zhǎng)度之和，且曲軸偏心距應(yīng)為最短長(zhǎng)度。曲軸的曲拐與多孔塊連桿的多孔塊中心孔間隙配合安裝，形成回轉(zhuǎn)副。在曲軸上設(shè)有平衡塊，隨曲軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的多孔塊會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，連桿和搖桿會(huì)產(chǎn)生往復(fù)慣性力，平衡塊可以減小慣性力，降低曲軸振動(dòng)。
[0014]所述連桿的結(jié)構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)。一種是在連桿的一端是加工有孔，用于和擺桿的連接，在連桿的另一端是一個(gè)多孔塊結(jié)構(gòu)，在該連桿的多孔塊幾何中心加工孔，與曲軸連接形成回轉(zhuǎn)副，以多孔塊的幾何中心為中心均勻設(shè)置有孔。另一種是在連桿的一端加工有孔，用于和擺桿的連接，在連桿的另一端也加工有孔，是用于和多孔塊連接，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。
[0015]所述配氣部分主要由閥芯和閥體組成，閥體相對(duì)于缸體是固定的，閥芯與曲軸相連，隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，在閥芯軸向方向上開有幾道溝槽，在溝槽中有相位不同的孔。在閥體上的也開有配氣孔，當(dāng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壓縮空氣經(jīng)過(guò)閥芯的配氣孔進(jìn)入閥體的配氣孔，最后進(jìn)入相應(yīng)的中心擺空腔，給各個(gè)中心擺空腔分配相應(yīng)的壓縮空氣，為馬達(dá)提供順序配氣，從而實(shí)現(xiàn)曲軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)側(cè)面剖視圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的總裝圖缸體位置剖視圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型的總裝圖缸蓋位置剖視圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型的配氣閥結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖6為三個(gè)中心擺的擺式氣動(dòng)馬達(dá)三維圖。
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