适用于气动技术的低速大扭矩气动马达

　　根据工业命名法规定,所谓低速大扭矩马达,指其工作转速在500转/分以下,)用扭矩而不是以功率来表征其性能的马达。

　　流体动力行业的气动分支在旋转动力方面落后于液压技术,而且主要局限于以气缸

　　形式提供的直线形式的动力。一些良好的高速功率型气动马达已有出售,但几年来变化甚小,尤其是低速大扭矩气动马达,一直是引人注目。

　　为什么先前没有低速大扭矩气动马达呢?这是因为工艺水平的限制。以往的气

　　动马达有三种基本结构:涡轮式,转速达20,000转/分;叶片式,转速为2,000一6,000

　　转/分;活塞式,转速达3,700转/分。这三种结构都各有优缺点。

　　现在有了第四种结构：系统与机械设计者可考虑采用的摆线式。对于某一用途,

　　何种气动马达最为适用,取决于被驱动装置的转速及在该转速一下所需的扭矩。一般说来,象涡轮式马达和叶片式马达这样一些高速气动马达是功率型装置,而且除非被驱动装置需要那样高的转速,否则都须进一步减速,例如采用齿轮、皮带或链式减速器。这些减速装置都占有空间,因此给机械或系统设计者造成空间的限制。这些减速装置也增加了重量和成本,因此给原始设备制造商的设计工程师造成一些限制。正确地选择低速大扭矩气动马达,能够有助于解决这几类问题。

　　如果流体动力真正要为工业服务,就必须能提供价廉物美的小巧设备。今天,流体

　　动力技术比以往任何时候都不再仅仅是指液压技术了。气动技术和液压技术两者都给设计者提供解决问题的方法,两者都将继续作出它们的贡献,从而日益扩大流体动力的市场。

　　过去,气动件销售商只局限于经营由气缸带动,使之作旋转运动的执行元件,实际上只局限经营实现往复运动机构的业务上。偶尔也有涉及高速气动马达的一些装置,在这些装置中,重量、尺寸和价格上都无关紧要,且能在高速马达上添加减速机构以便在低速范围内获得扭矩。

　　今天,低速大扭矩马达的概念已进入气动技术,并且,它采用了在液压低速大扭矩马达中已被证实十分成功的“摆线式”动力元件。然而,低速大扭矩气动马达仍须在与

　　其对应的液压马达的基础上作出一些仔细和重要的改变。

　　由于空气与油之间在相对润滑性(或有无润滑性)、压缩性等方面的明显差别,在设计摆线式之类动力元件及设计气动节流元件的儿何形状时,密封和磨损是必须考虑的

　　主要问题。

　　摆线原理在压缩空气的情况下具有独特的优越性。它比叶片式马达更容易密封,而

　　比活塞式马达简单和便宜。当考虑材料的选择时,`它还具有另外一些优点。任何新的产品结构都必须充分利用新材料与新工艺的优点。气动操纵的摆线式马达就是一个极好的例子。由于采用了诸如硬质阳极化处理的铝材,再加上为制造轴承及齿轮而研制的工程塑料这样一些关键的材料,使气动摆线式马达得以诞生。这些塑料的润滑性能有助于解决气体缺乏润滑性的间题,而且,塑料“消化”污染物的能力也比大多数材料来得优越,并与硬质阳极化的铝表面形成理想的偶合面。最后,摆线式元件具有内在的减速与扭矩放大功能。例如,三叶内摆线马达和四叶外摆线马达可将原有的转速减小且将扭矩放大3倍。

　　气动马达的阀节流或许是这种马达结构最重要的特征。由于油的不可压缩性,

　　液压马达的运转为非膨胀循环,而气动马达与之不同,可以充分发挥压缩空气能够膨胀的长处,使它的运转为膨胀循环,具有与蒸气发动机相似的优点。例如,像用同样的零件,可将低速大扭矩气动马达装配得可以以膨胀循环或者以非膨胀循环方式运转,并且,进、出口阀节流能单独地调节以对双向旋转或单向顺时针或逆时针旋转获得性能。

　　由于采用了新的摆线几何形状和已获专利的阀节流方法,现在就有可能由气动马达

　　得到输出轴的真正低转速了。利用摆线元件的自然圆周运动可进一步加强这个效果,获得额外的减速与扭矩放大作用。结果便成为结构十分紧凑而且重量很轻的低速大扭矩气动马达。摆线马达与阀节流的这一组合,为系统与机械设计者的设计提供了前所未有的新的选择余地,也给压缩空气所能完成的功能增添了新的一翼,并扩展了工业界应提供的流体动力元件中气动件的目录单。在过去只能采用别种动力传动的一些用途中,现在气动系统也能提供范围齐全的旋转动力了。

　　人们很容易把新产品的研制与新奇的想法和独特的结构等同起来。要是不采用新的工程塑料和硬质氧化铝,这种结构就会碰到与十至十五年前摆线式马达差不多相同的问题。这一类新型摆线式气动马达可能而且确实采用了许多工艺上的优点,例如:采用注塑成型的转子,而不用磨光的钢转子;采用滚轧花键的马达轴,而不用造价较高的滚铣花键的马达轴;采用熔模铸造’的铝质传动盘,而不用砂型铸造的传动盘,采用压铸成型的铝质端盖,而不用砂铸端盖;采用挤压成型的铝质马达壳体,而不用砂铸壳体。采用这些工艺可得到清洁无砂而且形状的零件,并能获得好的经济效果和更大的强度,同时又能减轻重量。

　　可以证明,在研制新马达时解决材料与工艺问题的意义与设计本身一样重要。

　　这种新型气动马达,尤其是低速大扭矩摆线式气动马达,在市场上能在何处立足呢?下列场合便是它的应用之地:在电动机或液压马达工作得不好,或在价格上有缺点

　　的地方,例如在电动机要采用昂贵的可控硅而气动马达却容易变速的地方。在温度(无论是环境温度还是系统温度)较高的场合,那里会产生一些例如液压油过热,液压系统就需要昂贵的热交换器和(或)大的油箱的问题。无论什么场合,凡有电火花、电弧及可燃性油泄漏等不安全因素存在,并由这些危险环境而造成有安全问题的地。空气的洁净已使某些行业(例如食品、造纸和纺织行业)对气动马达产生了强烈的兴趣,因为这些行业的产品经不起污染,而且又需要控制拉力、扭矩和转速。

　　这种新型气动马达的用途或许是在能够利用其特有的停转特性的那些地方。低速大扭矩气动马达与其对应的液压马达或电动机不同,能随便停转而不会损坏马达。改变输入压力,便可得到不同的过载扭矩,使马达能理想地用于张紧与夹紧装置之中。还是这种过载特性,使马达适用于传送机的驱动,因为它会在预定与整定的扭矩下停转,防止在卡住情况下损坏被传送物件。

　　低速大扭矩气动马达的使用范围儿乎是无限广的。设计工程师了解低速大扭矩液压马达的用途与用法,也就容易省悟到在使用。网站导航