一種新型擺動式氣動馬達的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及氣動馬達技術領域，屬于機械工程領域，特別是涉及一種節(jié)能、高效的新型擺動式氣動馬達結(jié)構(gòu)。
【背景技術】
[0002]壓縮空氣是現(xiàn)代工業(yè)四大動力源之一，作為動力介質(zhì)，用于驅(qū)動、自動控制。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化的飛速發(fā)展，氣動技術作為其重要手段，越來越廣泛應用于機械、化工、電子、電氣、汽車、紡織、食品、輕工、包裝、印刷等各個制造業(yè)；尤其在各種自動化生產(chǎn)設備和生產(chǎn)線中得到廣泛應用，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]氣動馬達是一種作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的氣動執(zhí)行元件，是把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機械能的裝置。它的作用相當于電動機或液壓馬達，即輸出轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動機構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運動。常用的氣動馬達是容積式氣動馬達，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。目前市場上比較常用的是活塞式和葉片式的氣動馬達。氣動馬達具有結(jié)構(gòu)簡單、無級調(diào)速、工作安全、有過載保護功能、高伺服性和操縱維護簡單等優(yōu)點。氣動馬達在采礦行業(yè)、造紙行業(yè)、石化機械、船舶機械等各個領域得到廣泛的應用。
[0004]活塞式氣動馬達主要由馬達缸體、連桿、曲軸、活塞、氣缸、配氣閥等組成。壓縮空氣進入配氣閥芯使其轉(zhuǎn)動，同時借配氣閥芯轉(zhuǎn)動，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，從而推動活塞連桿和曲軸轉(zhuǎn)動，當活塞被推至“下止點”時，配氣閥芯同時也轉(zhuǎn)至第一排氣位置。經(jīng)膨脹后的氣體即自行從氣缸經(jīng)過閥的排氣孔道直接排出。同時活塞缸內(nèi)的剩余氣體全部自配氣閥芯的排氣孔道排出，經(jīng)過這樣往復循環(huán)作用，就能使曲軸不斷旋轉(zhuǎn)。馬達做功主要來自于氣體膨脹功。
[0005]葉片式氣動馬達主要由供氣口、排氣口、定子腔、轉(zhuǎn)子、葉片等組成。葉片安裝在一個偏心軸徑向溝槽中，當壓縮空氣從供氣口輸入，小部分經(jīng)過定子兩端的密封蓋的槽進入葉片底部，將葉片推出，使葉片貼緊在定子壁上，大部分壓縮空氣進入相應的密封空間而作用在兩個葉片上。由于兩葉片伸出的長度不等，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)運動。做功后的氣體由定子上的排氣孔排出。
[0006]葉片式氣動馬達與活塞式氣動馬達的特點相比較而言，葉片式氣動馬達轉(zhuǎn)速高扭矩略小，活塞式氣動馬達轉(zhuǎn)速略低扭矩大。目前氣動馬達普遍存在著速度穩(wěn)定性差、輸出功率??；效率低，耗氣量大；噪聲大，容易產(chǎn)生振動等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型專利的主要目的在于現(xiàn)有技術條件下，提出一種新運行結(jié)構(gòu)氣動馬達。具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕和效率高等優(yōu)點。特別適合于采礦行業(yè)、石化機械、船舶機械等需要防火、防爆的工作環(huán)境。
[0008]本實用新型相對于現(xiàn)有氣動馬達是一種新運行結(jié)構(gòu)氣動馬達。
[0009]本實用新型根據(jù)氣動馬達工作原理，應用擺動活塞來實現(xiàn)氣動力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，達到輸出旋轉(zhuǎn)機械能目的的一種新型結(jié)構(gòu)氣動馬達。這種氣動馬達利用壓縮空氣進入配氣閥芯，同時借助配氣閥芯的轉(zhuǎn)動，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，從而推動中心擺擺動，中心擺推力通過連桿對曲軸形成旋轉(zhuǎn)力矩，使曲軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動輸出。配氣閥與曲軸旋轉(zhuǎn)相匹配，實現(xiàn)配氣正時，將壓縮空氣按照工作時序，依次送入各工作容腔，當曲軸轉(zhuǎn)動360°時，各工作容腔完成一次做功，對外輸出扭矩是各工作容腔輸出扭矩的疊加。通過集成在氣動馬達配氣閥上的啟停裝置，控制擺動式氣動馬達的啟停和連續(xù)工作。
[0010]該新型擺動式氣動馬達主要由缸體、缸蓋、中心擺、曲軸連桿機構(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，曲軸通過軸承安裝在曲軸孔內(nèi)與缸體相連接，缸體相對靜止，曲軸做旋轉(zhuǎn)運動。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)目可以設置為三個、四個、五個、六個。中心擺空腔是一個扇形的對稱空腔，中心擺空腔內(nèi)的圓周方向?qū)ΨQ設置空腔壁，將空腔分為兩部分，兩部分是對稱分布的扇形空腔。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氣孔和排氣孔，上、下空腔進氣孔呈180°對稱排布，上、下空腔排氣孔呈180°對稱排布，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密閉空間。壓縮空氣進入配氣閥芯，同時借助配氣閥芯的轉(zhuǎn)動，將壓縮空氣依次送入由缸體與中心擺形成的工作容腔中。壓縮空氣通過左右進氣孔同時進氣，左右排氣孔同時排氣，提高壓縮空氣的做功效率。
[0012]所述中心擺是能量轉(zhuǎn)換的運動件，中心擺與中心擺軸通過鍵連接，中心擺軸與搖桿通過鍵連接。中心擺軸通過滾動軸承安裝在缸體上。中心擺軸的一端與軸承過盈配合，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個容積空腔，中心擺在空腔內(nèi)做擺動運動，中心擺往返擺動一次為一個周期。當壓縮空氣經(jīng)過配氣閥配氣之后由進氣孔進入中心擺空腔，該壓縮空氣將在工作容腔中膨脹做功推動中心擺擺動，中心擺的推力通過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構(gòu)運動，當中心擺在氣動力的作用下運動時，中心擺軸隨之轉(zhuǎn)動，從而帶動曲軸連桿機構(gòu)的運動，使曲軸做旋轉(zhuǎn)運動。
[0013]所述曲軸連桿機構(gòu)，是將中心擺的擺動運動轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。與上述中心擺軸相連接的搖桿長度，曲軸的偏心距，連桿長度，以及曲軸中心與中心擺軸中心距離應滿足條件:最短長度加最長長度小于等于其余兩長度之和，且曲軸偏心距應為最短長度。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。在曲軸上設有平衡塊，隨曲軸做旋轉(zhuǎn)運動的多孔塊會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，連桿和搖桿會產(chǎn)生往復慣性力，平衡塊可以減小慣性力，降低曲軸振動。
[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)動副。
[0015]所述配氣部分主要由閥芯和閥體組成，閥體相對于缸體是固定的，閥芯與曲軸相連，隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，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，當閥芯轉(zhuǎn)動時，壓縮空氣經(jīng)過閥芯的配氣孔進入閥體的配氣孔，最后進入相應的中心擺空腔，給各個中心擺空腔分配相應的壓縮空氣，為馬達提供順序配氣，從而實現(xiàn)曲軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)側(cè)面剖視圖。
[0018]圖3為本實用新型的總裝圖缸體位置剖視圖。
[0019]圖4為本實用新型的總裝圖缸蓋位置剖視圖。
[0020]圖5為本實用新型的配氣閥結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖6為三個中心擺的擺式氣動馬達三維圖。
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