一種動力傳動裝置以及氣動馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種動力傳動裝置以及氣動馬達，屬于動力機械領域，包括轉子、葉片及定子；轉子與葉片轉動連接，該轉子上設有閉合面以及張開面，閉合面以及張開面位于葉片的兩側；轉子設于定子內部，轉子上設有伸出定子的輸出軸；定子上設有入口以及出口，該定子的內壁包括大半圓段以及小半圓段，小半圓段的半徑小于大半圓段的半徑，小半圓段與大半圓段圓弧過渡，轉子與大半圓段以及小半圓段的軸線重合；當葉片與張開面貼合時葉片與大半圓段間隙密封，當葉片與閉合面貼合時葉片與小半圓段間隙密封。這種動力傳動裝置以及氣動馬達在使用一年左右才需要維修維護，極大的提高了使用壽命，降低了維護成本。
【專利說明】-種動力傳動裝置以及氣動馬達

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及動力機械領域，具體而言，涉及一種動力傳動裝置以及氣動馬達。

【背景技術】
[0002] 動力機械是推動人類文明發(fā)展的重要的工具，主要分為氣動機械、水力機械和熱 力機械三大類，動力傳動裝置是動力機械內部最重要的裝置之一，其中葉片式傳動裝置為 動力傳動裝置中重要的方式之一。
[0003] 現有技術中葉片式傳動裝置主要包括定子、轉子和葉片，葉片放置于轉子葉片槽， 氣流或者水流或者其他流體流入定子內，葉片從葉片槽滑出，流體吹動葉片，帶動轉子轉 動，輸出扭矩。葉片在轉動時，葉片與定子內壁接觸，產生劇烈摩擦，葉片及定子極容易損 壞；同時，轉子葉片槽有夾角且堅硬，在流體壓力作用下，葉片端面被轉子葉片槽夾角刮 襯，隨著葉片在葉片槽中進出滑動，導致葉片被切削，磨損，變形，最終將葉片折斷損壞。綜 上所述，現有技術中動力傳動裝置使用壽命極低，平均300小時需更換葉片，800小時定子 內壁磨損，維護成本極高。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種動力傳動裝置以及氣動馬達，旨在解決上述問題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實現的：
[0006] -種動力傳動裝置，包括轉子、葉片及定子；
[0007] 所述轉子與所述葉片轉動連接，該轉子上設有閉合面以及張開面，所述閉合面以 及張開面位于所述葉片的兩側；
[0008] 所述轉子設于所述定子內部，轉子上設有伸出定子的輸出軸；
[0009] 所述定子上設有入口以及出口，該定子的內壁包括大半圓段以及小半圓段，所述 小半圓段的半徑小于所述大半圓段的半徑，小半圓段與大半圓段圓弧過渡，所述轉子與大 半圓段以及小半圓段的軸線重合；
[0010] 當葉片與所述張開面貼合時葉片與大半圓段間隙密封，當葉片與所述閉合面貼合 時葉片與小半圓段間隙密封。
[0011] 進一步地，所述張開面上設有連接所述葉片的復位彈簧。
[0012] 進一步地，所述閉合面的邊緣設有凹槽。
[0013] 進一步地，所述葉片上設有活頁軸，所述閉合面與所述張開面的交接處設有活頁 孔，所述活頁軸設于所述活頁孔內。
[0014] 進一步地，所述間隙密封的間隙為0. 02mm-0. 04mm。
[0015] 進一步地，所述葉片有3-5個。
[0016] 進一步地，所述小半圓段與所述定子的內壁固定連接。
[0017] 進一步地，所述定子、轉子以及葉片用鋼制成。
[0018] 進一步地，所述葉片包括兩個平面以及一個弧面，當所有葉片與所述閉合面貼合 時，所有所述弧面的軸線與所述轉子的軸線重合。
[0019] 一種包含所述動力傳動裝置的氣動馬達，所述定子外套設有殼體，所述殼體兩端 密封連接有前殼蓋以及后殼蓋，所述輸出軸伸出所述前殼蓋，所述輸出軸與所述前殼蓋以 及后殼蓋之間設有滾動軸承。
[0020] 本發(fā)明通過這樣的設計得到了一種動力傳動裝置，該動力傳動裝置在使用時，流 體從入口進入定子內，推動葉片張開，與轉子的張開面貼合，此時，轉子與定子大半圓段間 隙密封。在流體作用下，葉片帶動轉子轉動，當葉片轉動至出口處，流體從出口流出，葉片恢 復自由狀態(tài)。隨著轉子的轉動，葉片轉至小半圓段，受圓弧段弧面的力葉片與轉子的閉合面 貼合，在小半圓段處葉片與小半圓段間隙密封。葉片與轉子轉動連接，在葉片張開與閉合兩 個狀態(tài)時與轉子都是面接觸，極大的降低了轉子對葉片的壓強；同時，在整個運行過程中， 葉片不與定子的內壁接觸，因此不產生摩擦，不存在損壞定子內壁以及葉片的情況。這種動 力傳動裝置在使用一年左右才需要維修維護，極大提高了使用壽命，降低了維護成本。
[0021] 本發(fā)明提供的氣動馬達，其工作原理即為上述動力傳動裝置工作原理，其中流體 為氣流。這種氣動馬達具有使用壽命長、維護成本低的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1示出了現有技術中葉片式氣動馬達的結構；
[0023] 圖2示出了本發(fā)明第一實施例提供的動力傳動裝置的結構；
[0024] 圖3示出了本發(fā)明第二實施例提供的氣動馬達的結構；
[0025] 圖4示出了本發(fā)明第三實施例提供的氣動馬達的結構；
[0026] 圖5示出了本發(fā)明第三實施例提供的氣動馬達葉片的結構；
[0027] 圖6示出了本發(fā)明第三實施例提供的氣動馬達轉子的結構。

【具體實施方式】
[0028] 請參閱圖1，現有技術中葉片式的動力傳動裝置主要包括定子、轉子和葉片，葉片 放置于轉子葉片槽，流體流入定子內，葉片從葉片槽滑出，流體吹動葉片，帶動轉子轉動，輸 出扭矩。葉片轉動時，在A處，葉片與定子內壁接觸，產生劇烈摩擦，葉片及定子極容易損 壞；同時，在B處，轉子葉片槽有夾角且堅硬，在流體推力作用下，葉片端面被轉子葉片槽 夾角刮襯，隨著葉片在葉片槽中進出滑動，導致葉片被切削，磨損，變形，最終將葉片折斷損 壞。
[0029] 請參閱圖2,本發(fā)明提供的動力傳動裝置包括轉子101、四個葉片201及定子301 ; 轉子101與葉片201轉動連接，該轉子101上設有閉合面102以及張開面103,閉合面102 以及張開面103位于每個葉片201的兩側；轉子101設于定子301內部，轉子101上設有伸 出定子301的輸出軸106 ;定子301上設有入口 307以及出口 308,該定子301的內壁包括 大半圓段304以及小半圓段305,小半圓段305的半徑小于大半圓段304的半徑，小半圓段 305與大半圓段304之間采用圓弧過渡，入口 307設置在圓弧段；當葉片201與張開面103 貼合時葉片201與大半圓段304有0. 02mm間隙，當葉片201與閉合面102貼合時葉片201 與小半圓段305有0. 02mm間隙。轉子101與大半圓段304以及小半圓段305的軸線重合。 定子301、轉子101以及葉片201均用鋼制成。
[0030] 該動力傳動裝置在使用時，流體從入口 307進入定子301內，推動葉片201張開， 與轉子101的張開面103貼合。在流體作用下，葉片201在大半圓段304轉動，帶動轉子 101轉動，當葉片201轉動至出口 308處，流體從出口 308流出，葉片201恢復自由狀態(tài)。
[0031] 隨著轉子101的轉動，葉片201轉至小半圓段305,受圓弧段的力葉片201與轉子 101的閉合面102貼合，在小半圓段305處，葉片201與小半圓段305有0.02mm間隙。葉片 201與轉子101轉動連接，在葉片201張開與閉合兩個狀態(tài)時與轉子101都是面接觸，極大 的降低了轉子101對葉片201的壓強；同時，在整個運行過程中，葉片201不與定子301的 內壁接觸，因此不產生摩擦，不存在損壞定子301內壁以及葉片201的情況。轉子101與大 半圓段304以及小半圓段305軸線重合，使葉片201在大半圓段轉動時保持間隙密封狀態(tài)， 極好的保證了動力傳動裝置的密封性能。
[0032] 現有技術中的葉片式動力傳動裝置由于葉片201與定子301內壁及葉片槽均存在 較大摩擦，因此只能將葉片采用膠木或合成工程塑料來減小摩擦對葉片的磨損。在本發(fā)明 中，由于葉片201與定子301內壁及轉子101均不存在摩擦，因此不需要采用膠木或合成工 程塑料來制成葉片，鋼制的葉片具有較好的硬度，因此使用壽命較長；此外，鋼制的葉片可 進行多種熱處理工藝來處理，以滿足不同的需求。另外，葉片201與定子301的內壁之間 0. 02mm的間隙一方面能夠確保二者不存在摩擦，另一方面，這樣的間隙能使葉片201與定 子301的內壁間產生油膜，不會漏氣。
[0033] 請參閱圖3,本發(fā)明第二實施例提供的氣動馬達包括第一實施例中動力傳動裝置 的全部特征，其中，通入入口 302的流體為氣流。定子301外套設有殼體401，殼體401兩端 密封連接有前殼蓋402以及后殼蓋403,輸出軸106伸出前殼蓋402,輸出軸106與前殼蓋 402以及后殼蓋403之間設有滾動軸承405。
[0034] 優(yōu)選地，滾動軸承405為向心球軸承。向心球軸承能夠較好的承受徑向力以及軸 向力。
[0035] 優(yōu)選地，定子301與前殼蓋402以及后殼蓋403之間設有密封盤404,輸出軸106 與前殼蓋402之間設有密封圈406,密封圈406位于向心球軸承的外部。密封圈406以及密 封盤404能夠保證該氣動馬達的密封性能。
[0036] 請參閱圖4-圖6,本發(fā)明第三實施例提供的氣動馬達包括第二實施例中氣動馬達 的全部特征，當葉片201與張開面103貼合時葉片201與大半圓段304有0. 04mm間隙，當 葉片201與閉合面102貼合時葉片201與小半圓段305有0. 04mm間隙。0. 04mm的間隙也 能夠確保二者不存在摩擦，以及使葉片201與定子301的內壁間產生油膜，不會漏氣。
[0037] 在張開面103上設有連接葉片201的復位彈簧306,復位彈簧306對葉片201有向 閉合面的張力。
[0038] 葉片201行至出氣口 303后，氣流從出氣口 303排出，葉片201受復位彈簧306的 張力與閉合面102貼合。復位彈簧306的設置使葉片201不與定子內壁接觸即可與閉合面 102貼合，進一步地增加了葉片201的使用壽命。
[0039] 在閉合面102的邊緣設有凹槽105。凹槽105使進氣口 302的氣流更容易推動葉 片201張開，增強了馬達的穩(wěn)定性。
[0040] 本實施例中，葉片201與轉子101轉動連接方式為：葉片201上設有活頁軸202， 閉合面102與張開面103的交接處設有活頁孔104,活頁軸202設于活頁孔104內。這種設 計比較容易加工，同時成本較低。
[0041] 此外，本實施例內小半圓段305作為單獨的部件與定子301分開制作，最后將小半 圓段305與定子301的內壁固定連接。這種設計方式使定子301方便加工，容易控制精度， 提高了馬達穩(wěn)定性。
[0042] 本發(fā)明提供的氣動馬達中，小半圓段305兩個端點之間的弦長為L ;葉片201與閉 合面102貼合時，葉片102與張開面103之間的最大垂直距離為C，葉片102與閉合面102 之間的最大垂直距離為D，其中，L大于C，且L大于D。這樣的設計使馬達在運行過程中不 會從小半圓段漏氣，保證了馬達的密封性。
[0043] 葉片201包括兩個平面以及一個弧面，在葉片張開與閉合時，兩個平面分別與張 開面和閉合面貼合；當所有葉片201與閉合面102貼合時，所有弧面的軸線重合且與所述轉 子101的軸線重合。這種設計可使轉子101與所有葉片201同時使用外圓磨床加工，公差 容易精確控制，同時易掌控與定子301內大半圓段304與小半圓段305的配合尺寸。本發(fā) 明提供的氣動馬達，除活頁軸202與活頁孔104需線切割工藝外，其余均可普通機械加工制 作完成，亦好保證各尺寸公差，形位公差，因此制作裝配簡單，造價低廉。做功腔為環(huán)形腔， 容積較大，因此相比同功率氣動馬達起動扭矩大，重量輕，體積小。本發(fā)明提供的氣動馬達 由于葉片201在轉動時不產生摩擦，因此相比現有技術中的葉片式氣動馬達具有總效率高 的特點。
[0044] 此外，各部件做防腐處理后，可接入高壓蒸汽，作為新型汽輪機的使用。還可采用 定子在內、轉子在外的設計方式來設計該氣動馬達。
[0045] 本發(fā)明提供的動力傳動裝置不僅僅適用于氣動馬達，同樣適用于其他大小型動力 機械設備。例如，一種包含了本發(fā)明第一實施例提供的動力傳動裝置全部特征的汽輪機，其 中，通入入口 302的流體為汽流；或者，一種包含了本發(fā)明第一實施例提供的動力傳動裝置 全部特征的水輪機，其中，通入入口 302的流體為水流。
[0046] 此外，在用到本發(fā)明提供的動力傳動裝置的大型水輪機或汽輪機中，一般將定子 和轉子水平安裝，使轉子在垂直的平面內轉動，同時將入口和小半圓段設在頂部，將出口設 置底部。這種大型設備轉子轉速較低，各部件質量較大，葉片通過小半圓段后，可在自身重 力作用下自動張開與張開面貼合；葉片通過出口后，可在自身重力作用下自動與閉合面貼 合。同時，流體從入口至出口有較大落差，流體自身重力也可對葉片產生壓力，使設備的輸 出功率更大，扭矩更大，進一步提高了設備的機械效率。
[0047] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種動力傳動裝置，其特征在于，包括轉子、葉片及定子； 所述轉子與所述葉片轉動連接，該轉子上設有閉合面以及張開面，所述閉合面以及張 開面位于所述葉片的兩側； 所述轉子設于所述定子內部，轉子上設有伸出定子的輸出軸； 所述定子上設有入口以及出口，該定子的內壁包括大半圓段以及小半圓段，所述小半 圓段的半徑小于所述大半圓段的半徑，小半圓段與大半圓段圓弧過渡，所述轉子與大半圓 段以及小半圓段的軸線重合； 當葉片與所述張開面貼合時葉片與大半圓段間隙密封，當葉片與所述閉合面貼合時葉 片與小半圓段間隙密封。
2. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述張開面上設有連接所述葉 片的復位彈簧。
3. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述閉合面的邊緣設有凹槽。
4. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述葉片上設有活頁軸，所述閉 合面與所述張開面的交接處設有活頁孔，所述活頁軸設于所述活頁孔內。
5. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述間隙密封的間隙為 0. 02mm-〇. 04mm〇
6. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述葉片有3-5個。
7. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述小半圓段與所述定子的內 壁固定連接。
8. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述定子、轉子以及葉片用鋼制 成。
9. 根據權利要求1所述的動力傳動裝置，其特征在于，所述葉片包括兩個平面以及一 個弧面，當所有葉片與所述閉合面貼合時，所有所述弧面的軸線與所述轉子的軸線重合。
10. -種包含權利要求1-9任一項所述的動力傳動裝置的氣動馬達，其特征在于，所述 定子外套設有殼體，所述殼體兩端密封連接有前殼蓋以及后殼蓋，所述輸出軸伸出所述前 殼蓋，所述輸出軸與所述前殼蓋以及后殼蓋之間設有滾動軸承。
【文檔編號】F01C1/44GK104100300SQ201410322513
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權日:2014年7月8日
【發(fā)明者】汪秀 申請人:黃石巨豐機械制造有限公司