CN108894828A - 叶片式气动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶片式气动马达，包括壳体、端盖和转子，壳体和端盖对合连接并在二者之间形成转子安装腔，转子安装在转子安装腔内且转子轴向的一端为转动输出端，转子周向边缘上沿直径方向开设有叶片槽，叶片槽分布在转子周向上，叶片槽内可滑动地设置有叶片；其特征在于，转子和转子安装腔同轴设置，所述转子安装腔周向侧壁上向外凹形成有用于供气流推动叶片做功的工作腔室，工作腔室外侧腔壁为圆滑的曲线形，叶片长度大于叶片槽槽口到工作腔室外侧腔壁最大距离，工作腔室一端设置有进气孔，进气孔顺转子转动方向前方的工作腔室腔壁上设置有出气孔。本发明具有振动小，整体稳定性更好，输出扭矩更高的优点。

Description

叶片式气动马达
技术领域
本发明涉及一种气动马达，具体涉及一种叶片式气动马达。
背景技术
气动马达也称为风动马达，是指将压缩空气的压力能转换为旋转的机械能的装置。一般作为更复杂装置或机器的旋转动力源。气动马达按结构分类为：叶片式气动马达，活塞式气动马达，紧凑叶片式气动马达，紧凑活塞式气动马达。其中叶片式气动马达与相似功率的活塞式马达相比，其体积更小，重量更轻，造价更低，简单的设计和结构使它们在大多数情况下能在任何安装角度位置运转。故叶片式马气动达是最常用的气动马达形式。
传统的叶片式气动马达，其结构包括壳体、端盖和转子，壳体和端盖对合连接并在二者之间形成转子安装腔，转子直径小于转子安装腔且可转动地偏心安装在转子安装腔内，使得转子一侧的转子安装腔构成工作腔室，转子轴向的一端为转动输出端，转子周向边缘上沿直径方向开设有叶片槽，叶片槽均匀分布在转子周向上，叶片槽内可滑动地设置有叶片，叶片长度大于工作腔室最大宽度。工作腔室一侧的壳体上设置有进气口，另一侧壳体上设置有出气口。这样工作时，进气口进气并作用于叶片带动转子旋转，进而转子的转动输出端输出转矩。
目前，叶片式气动马达主要应用条件是高转速、低扭矩。若有高扭矩要求，需要在输出端加配减速机来降低转速、提高扭矩，但这样却使马达结构变复杂，制造成本升高。同时，目前的叶片式气动马达，由于转子偏心设置，造成转动轴心和马达重心位置偏差较大，故工作振动较大，整体稳定性较差。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种振动小，整体稳定性更好，输出扭矩更高的叶片式气动马达。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种叶片式气动马达，包括壳体、端盖和转子，壳体和端盖对合连接并在二者之间形成转子安装腔，转子安装在转子安装腔内且转子轴向的一端为转动输出端，转子周向边缘上沿直径方向开设有叶片槽，叶片槽分布在转子周向上，叶片槽内可滑动地设置有叶片；其改进的地方在于，转子和转子安装腔同轴设置，所述转子安装腔周向侧壁上向外凹形成有用于供气流推动叶片做功的工作腔室，工作腔室外侧腔壁为圆滑的曲线形，叶片长度大于叶片槽槽口到工作腔室外侧腔壁最大距离，工作腔室一端设置有进气孔，进气孔顺转子转动方向前方的工作腔室腔壁上设置有出气孔。
这样，工作时随转子的转动，叶片在离心力作用下外端被甩出到工作腔室中，然后进气孔进气，进气孔和进气孔前方的叶片之间围成作用空间，作用空间内气体压力一端作用在叶片上，另一端作用在工作腔室内壁上，推动叶片并带动转子持续旋转，输出转矩。这样，本结构的气动马达，由于转子和转子安装腔同轴设置，这样转子和壳体的轴心线可以尽量重合，故转动轴心和马达重心位置偏差较大，具有工作振动小，整体稳定性更好的优点。更好的选择是叶片槽在转子周向上均匀分布。这样可以更好地提高整体稳定性。
进一步地，所述进气孔和出气孔均设置于壳体周向侧面上。这样方便直接实现进气和出气，避免气道弯曲导致动力损失。
进一步地，同一工作腔室内进气孔到出气孔之间距离小于任一相邻两个叶片之间距离，叶片槽和叶片的数量满足转子转到任何位置都能够在工作腔室中形成叶片转动背面和进气孔所在位置围成的空间。
这样，无需考虑预转动，无论转子在任何角度时，直接进气孔进气即可带动叶片转动，同时也能够保证扭矩输出的连续性和稳定性。
进一步地，所述转子安装腔周向上均匀分布有至少两个所述工作腔室。
这样，有多个工作腔室，就能够数倍地提高叶片的整体受力面积，极大地提高了马达的输出扭矩。现有的叶片式气动马达主要应用条件是高转速、低扭矩的原因是工作腔室的密闭空间内气体的有效作用面积为两端叶片伸出部分的面积差，故只有部分气体有效的产生了旋转扭矩，输出扭矩较低；故采用本方案后，就可以提高马达输出扭矩，极大地提高了气动马达应用范围。
进一步地，所述工作腔室为四个。
这样既具有较大的输出扭矩，又不会由于工作腔室过多导致周向尺寸变小而难以设计且影响工作效率。
进一步地，转子直径和转子安装腔按照0.1mm间隙设置。
这样，可以兼顾不影响转子转动的同时避免相邻的工作腔室之间从转子外侧泄气而影响工作效率。
进一步地，相邻的工作腔室首尾依次相连设置且连接处相交于转子安装腔周向侧壁上。
这样，转子周向表面和转子安装腔之间重合的地方只有几个点，既能够避免相邻的工作腔室之间从转子外侧泄气，又能够最大程度地减小转子周壁和转子安装腔叠合位置，避免转子周壁和转子安装腔之间摩擦过大而影响转子转动效率。
进一步地，所述叶片的外端端面为沿转动方向向内弯曲设置的曲面。
这样，可以更好地利于叶片外端在工作腔室内壁的滑动，减小摩擦力，提高输出效率且避免划伤，延长寿命。
进一步地，还设置有叶片预推结构，所述叶片预推结构包括设置在壳体或者端盖上的叶片预推气道，叶片预推气道内端和各叶片槽根部端面相通。
这样，依靠叶片预推气道进气，带动叶片向外预先推出，保证转子转动前叶片处于推出状态，进一步提高装置工作的可靠性。
进一步地，叶片预推结构还包括设置在转子和端盖之间相对侧面上的一圈环槽，环槽和各叶片槽根部端面相通，所述叶片预推气道设置在端盖上，端盖上还设置有和叶片预推气道外端相连的叶片预推用进气孔。
这样，更加方便叶片预推结构的设置加工和检修维护。
综上所述，与现有技术相比，本发明的优点是降低了马达的振动，提高了马达的稳定性，并有效的增加了气体作用面积和作用空间数量，从而显著地提高了输出扭矩，作用空间内的气体利用效率高，可以设置相应数量的作用轮廓来满足不同工况的扭矩要求，同时马达可以获得较大的起动扭矩。
附图说明：
图1为本发明实施方式中单独壳体部分的结构示意图。
图2为本发明实施方式中单独端盖部分的结构示意图。
图3是图1的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
最优实施方式：如图1-3所示一种叶片式气动马达，包括壳体1、端盖3和转子2，壳体1和端盖3对合连接并在二者之间形成转子安装腔，转子安装在转子安装腔内且转子轴向的一端为转动输出端，转子2周向边缘上沿直径方向开设有叶片槽6，叶片槽6分布在转子2周向上，叶片槽6内可滑动地设置有叶片4；其改进的地方在于，转子2和转子安装腔同轴设置，所述转子安装腔周向侧壁上向外凹形成有用于供气流推动叶片做功的工作腔室8，工作腔室8外侧腔壁为圆滑的曲线形，叶片4长度大于叶片槽槽口到工作腔室外侧腔壁最大距离，工作腔室一端设置有进气孔10，进气孔顺转子转动方向前方的工作腔室腔壁上设置有出气孔11。标号5表示端盖上安装转子的轴承。
这样，工作时随转子的转动，叶片在离心力作用下外端被甩出到工作腔室中，然后进气孔进气，进气孔和进气孔前方的叶片之间围成作用空间，作用空间内气体压力一端作用在叶片上，另一端作用在工作腔室内壁上，推动叶片并带动转子持续旋转，输出转矩。这样，本结构的气动马达，由于转子和转子安装腔同轴设置，这样转子和壳体的轴心线可以尽量重合，故转动轴心和马达重心位置偏差较大，具有工作振动小，整体稳定性更好的优点。更好的选择是叶片槽在转子周向上均匀分布。这样可以更好地提高整体稳定性。
本实施方式中，所述进气孔和出气孔均设置于壳体周向侧面上。这样方便直接实现进气和出气，避免气道弯曲导致动力损失。具体实施时也可以设置在轴向的侧面上，也属于本申请请求保护的范围。
本实施方式中，同一工作腔室内进气孔到出气孔之间距离小于任一相邻两个叶片之间距离，叶片槽和叶片的数量满足转子转到任何位置都能够在工作腔室中形成叶片转动背面和进气孔所在位置围成的空间。
这样，无需考虑预转动，无论转子在任何角度时，直接进气孔进气即可带动叶片转动，同时也能够保证扭矩输出的连续性和稳定性。
本实施方式中，所述转子安装腔周向上均匀分布有至少两个所述工作腔室8。
这样，有多个工作腔室，就能够数倍地提高叶片的整体受力面积，极大地提高了马达的输出扭矩。现有的叶片式气动马达主要应用条件是高转速、低扭矩的原因是工作腔室的密闭空间内气体的有效作用面积为两端叶片伸出部分的面积差，故只有部分气体有效的产生了旋转扭矩，输出扭矩较低；故采用本方案后，就可以提高马达输出扭矩，极大地提高了气动马达应用范围。
其中，所述工作腔室8为四个。
这样既具有较大的输出扭矩，又不会由于工作腔室过多导致周向尺寸变小而难以设计且影响工作效率。当然，实施时，也可以是其他的个数。
其中，转子2直径和转子安装腔按照0.1mm间隙设置。
这样，可以兼顾不影响转子转动的同时避免相邻的工作腔室之间从转子外侧泄气而影响工作效率。
其中，相邻的工作腔室8首尾依次相连设置且连接处相交于转子安装腔周向侧壁上。
这样，转子2周向表面和转子安装腔之间重合的地方只有几个点，既能够避免相邻的工作腔室之间从转子外侧泄气，又能够最大程度地减小转子周壁和转子安装腔叠合位置，避免转子周壁和转子安装腔之间摩擦过大而影响转子转动效率。
其中，所述叶片的外端端面为沿转动方向向内弯曲设置的曲面。
这样，可以更好地利于叶片外端在工作腔室内壁的滑动，减小摩擦力，提高输出效率且避免划伤，延长寿命。
其中，还设置有叶片预推结构，所述叶片预推结构包括设置在壳体或者端盖上的叶片预推气道，叶片预推气道内端和各叶片槽根部端面相通。
这样，依靠叶片预推气道进气，带动叶片向外预先推出，保证转子转动前叶片处于推出状态，进一步提高装置工作的可靠性。
其中，叶片预推结构还包括设置在转子和端盖之间相对侧面上的一圈环槽7，环槽7和各叶片槽6根部端面相通，所述叶片预推气道9设置在端盖上，端盖上还设置有和叶片预推气道9外端相连的叶片预推用进气孔。
这样，更加方便叶片预推结构的设置加工和检修维护。

Claims (9)

1.一种叶片式气动马达，包括壳体、端盖和转子，壳体和端盖对合连接并在二者之间形成转子安装腔，转子安装在转子安装腔内且转子轴向的一端为转动输出端，转子周向边缘上沿直径方向开设有叶片槽，叶片槽均匀分布在转子周向上，叶片槽内可滑动地设置有叶片；其特征在于，转子和转子安装腔同轴设置，所述转子安装腔周向侧壁上向外凹形成有用于供气流推动叶片做功的工作腔室，工作腔室外侧腔壁为圆滑的曲线形，叶片长度大于叶片槽槽口到工作腔室外侧腔壁最大距离，工作腔室一端设置有进气孔，进气孔顺转子转动方向前方的工作腔室腔壁上设置有出气孔。
2.如权利要求1所述的叶片式气动马达，其特征在于，所述进气孔和出气孔均设置于壳体周向侧面上。
3.如权利要求1所述的叶片式气动马达，其特征在于，同一工作腔室内进气孔到出气孔之间距离大于任一相邻两个叶片之间距离，叶片槽和叶片的数量满足转子转到任何位置都能够在工作腔室中形成叶片转动背面和进气孔所在位置围成的空间。
4.如权利要求1所述的叶片式气动马达，其特征在于，所述转子安装腔周向上均匀分布有至少两个所述工作腔室。
5.如权利要求1所述的叶片式气动马达，其特征在于，转子直径和转子安装腔按照0.1mm间隙设置。
6.如权利要求5所述的叶片式气动马达，其特征在于，相邻的工作腔室首尾依次相连设置且连接处相交于转子安装腔周向侧壁上。
7.如权利要求1所述的叶片式气动马达，其特征在于，所述叶片的外端端面为沿转动方向向内弯曲设置的曲面。
8.如权利要求1所述的叶片式气动马达，其特征在于，还设置有叶片预推结构，所述叶片预推结构包括设置在壳体或者端盖上的叶片预推气道，叶片预推气道内端和各叶片槽根部端面相通。
9.如权利要求8所述的叶片式气动马达，其特征在于，叶片预推结构还包括设置在转子和端盖之间相对侧面上的一圈环槽，环槽和各叶片槽根部端面相通，所述叶片预推气道设置在端盖上，端盖上还设置有和叶片预推气道外端相连的叶片预推用进气孔。
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