氣動擺動馬達工作原理

2017-09-23  來自: 永嘉縣创信平台自動化儀表有限公司瀏覽次數:261

 擺動馬達是一種在一定角度范圍內作往復擺動的氣動執行元件。它將壓縮空氣的壓力能轉換成機械能,輸出轉矩使機構實現往復擺動。常用擺動馬達的最大擺動角度分別為90°、180°、270°三種規格。

  擺動馬達軸承受轉矩,對沖擊的耐力小,因此當受到驅動物體停止時的沖擊作用時容易損壞,需采用緩沖機構或安裝制動器。

  擺動馬達按結構特點可分為葉片式、齒輪齒條式、螺桿式和曲柄式等。除葉片式外,都帶有氣缸和轉換為回轉運動的傳動機構。

  (一)葉片式擺動馬達

  1)種類

  葉片式擺動馬達具有種類多、結構緊湊、工作效率高等特點,常用于物體的翻轉、分類、夾緊等作業,也用作機械手的指腕關節部,用途十分廣泛。

  (1)磁性開關擺動馬達這是一種在轉軸側裝有開關組件的擺動馬達。開關類型有無觸點型和有觸點型兩種。根據型號不同,開關的位置有可調型和固定型兩種。此外,這種擺動馬達與帶磁性開關氣缸一樣,具有開關的響應位置差的缺點,使用時應予注意。

  (2)帶閥擺動馬達這是將電磁閥安裝在標準擺動馬達特制底座上構成的一種組合型擺動馬達。其特點是省略了電磁閥和擺動馬達之間的接管,從而使接管費用及材料費用減少。其缺點是電磁閥無法集中接線,必須逐臺接線,給維修帶來不便。

  (3)轉角可變型擺動馬達

  這種擺動馬達的端部設有擋塊止動組件。可通過調節擋塊的位置,實現設定轉角從30°至最大轉動角度。使用擋塊止動組件上的微調螺釘,可進行角度位置的精確調整。此外,這種擺動馬達也可構成帶閥擺動馬達。

  (4)多位擺動馬達

  這種擺動馬達的結構與多位氣缸相類似,相當于2個擺動馬達套裝組成,由內外擺動馬達的各自轉角合成總的轉角,有4個停止位置。內馬達的轉角為30°~180°,外側馬達的轉角可在30°~180°內自由設定。使用外部止動器的調節螺釘,可精密調整轉角位置。這種馬達采用雙葉片,使轉矩增大一倍。其轉軸支承采用精密滾珠軸承方式,回轉精度好。多位擺動馬達的動作說明,如圖5.33所示。

  

多位擺動馬達的動作說明


  2)結構原理

  葉片式擺動馬達可分為單葉片式和雙葉片式兩種。單葉片輸出軸轉角大(小于360°);雙葉片輸出軸轉角小(小于180°)。圖5.34所示為葉片式擺動馬達結構與工作原理圖。它是由葉片軸轉子(即輸出軸)、定子、缸體和前后端蓋等部分組成。定子和缸體固定在一起,葉片和轉子連在一起。葉片軸密封圈整體硫化在葉片軸上,止動擋塊上的密封件為鑲裝方式,葉片滑動部分采用低阻尼的特殊唇形密封件。前后端蓋裝有滾動軸承。

  葉片式擺動馬達工作原理如圖5.34c、d所示。在定子上有兩條氣路,單葉片左路進氣時,右路排氣。壓縮空氣推動葉片帶動轉子逆時針轉動。反之,作順時針轉動。通過換向閥控制馬達的進排氣方向。

  葉片式擺動馬達產生的理論轉矩M由下式計算:

  

公式


  式中:D一缸體內徑(m);

  d一輸出軸直徑(m);

  b一葉片輸出軸長度(m);

  n一葉片數;

  p—工作壓力(MPa)。

  因密封件的滑動阻力,擺動馬達實際輸出轉矩要比理論值小,實際輸出轉矩稱有效轉矩,其與理論轉矩的比值稱轉矩效率η,如圖5.35所示的某型號的擺動馬達,一般小于80%。

  3)主要性能

  

葉片式擺動馬達工作原理


  1)輸出轉矩表示擺動馬達的輸出能力。

  2)擺動角單葉片式和雙葉片式的最大擺動角因結構而異。除最大擺動角外,經常使用的擺動角為90°、180°和270°。各種不同型號的擺動馬達,其擺動的開始位置不同。

  3)最高使用頻度是指擺動馬達在無負載狀態下,工作壓力為0.5MPa時,每分鐘可擺動的次數。該指標用于需要連續擺動的場合。

  4)擺動時間是指擺動馬達動作一次所需要的時間。

  5)許用徑向載荷和許用軸向載荷表示擺動馬達輸出軸的載荷能力參數,由軸的支承結構所決定。應當注意,當施加的載荷超過規定時,會損壞軸的支承和缸內的滑動表面。

  6)許用慣量是指輸出軸所能承受的慣性能量。軸一般采用鉻鉬合金鋼制成并經過熱處理,有足夠的強度。但施加了超出許用值的慣量時,也會發生斷軸事故。

  7)泄漏量擺動馬達的受壓作用部件為長方形,密封比較困難,允許有少量泄漏。

  8)耗氣量擺動馬達的耗氣量可用下式計算:

  

公式


  式中qv一一耗氣量(dm3/min)(標準狀態);

  V一一擺動馬達容積(cm3);

  N一一頻度(循環次數/min);

  P——-作壓力(MPa)。

  

葉片式擺動馬達轉矩效率


  (二)曲柄式擺動馬達

  這是將活塞的直線往復運動通過曲柄轉變為擺動運動的擺動馬達。其結構原理如圖5.36所示。

  

曲柄式氣動擺動馬達


  這種擺動馬達結構簡單可靠。由于曲柄和活塞之間運動方向有一角度,使輸出轉矩產生差值,因此應根據輸出轉矩的大小,相應改變活塞的直徑。

  (三)螺桿式擺動馬達

  圖5.37所示為其結構原理圖,將活塞桿直接加工成螺桿,活塞的往復直線運動通過螺桿轉變為擺動運動。其輸出軸的轉矩用下式計算:

  

公式3


  式中M——轉矩(N.m);

  D一一缸體內徑(cm);

  d一一螺桿平均直徑(cm);

  p1一一T作壓力(MPa);

  P2一一活塞背壓力(MPa);

  l一一螺桿的導程(cm);

  μ一一螺桿的摩擦系數;

  η一一效率。

  螺桿式擺動馬達由于螺桿的摩擦損失以及用來制止活塞反向回轉的導向桿的摩擦力非常大,所以其效率不高。對于這種結構其擺動角度可大于360°

  

螺桿式氣動擺動馬達


  (四)齒輪齒條式擺動馬達

  圖5.38所示為齒輪齒條式擺動馬達結構原理圖,其動作是把連結在活塞上的齒條的往復直線運動轉變為齒輪的回轉擺動。活塞僅作往復直線運動,摩擦損失小,齒輪的效率較高。若制造質量好,效率可達95%左右。這種擺動馬達的回轉角度不受限制,可超過360°(實際使用一般不超過360°),但不宜太大,否則齒條太長也不合適。

  

齒輪齒條式擺動馬達結構原理圖


  圖5.38a是單齒條式,圖5.38b是雙齒條式結構。圖5.38a中,當氣缸右腔進氣,左腔排氣,活塞推動齒條向左運動,齒條推動齒輪和軸作逆時針方向旋轉運動,輸出轉矩。反之,如左腔進氣右腔排氣,活塞向右運動,齒條推動齒輪作順時針方向旋轉。其回轉角度θ取決于活塞的行程和齒輪的節圓直徑。

  

齒輪齒條式擺動馬達載荷方式
關鍵詞: 氣動擺動馬達工作原理           

永嘉縣创信平台自動化儀表有限公司,專營 氣動球閥 氣動閘閥 氣動截止閥 氣動蝶閥 閥門氣馬達執行器 閘閥氣動頭 等業務,有意向的客戶請咨詢我們,聯系電話:13868317888

CopyRight ? 版權所有: 永嘉縣创信平台自動化儀表有限公司 技術支持: 網站地圖 XML


掃一掃訪問移動端