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1、提高气动马达效率的有效途径广东工学院机械工程系张绍裘摘要本,文论述了通过改进结构设计可使活塞式气动马达和叶片式气动马,,达的气知和气腔有效工作容积增大并消除排气过程的压缩负功从而有。效地增大气动马达的功率和提高效率文中用了这两种气动马达的改进设。计计算实例来加以论证叙:词气动马达效率工作容积配气机构排气角度,、。运动使气缸有规律的进气排气而实现的~j一一般正反转性能相同的径向活塞式气动马目,、,达其配气阀芯的进排气孔是对称结构,。气动马达有很多优点但效率低是它的如图1或图2所示。一大缺点当前,,在世界能源比较短缺的情况下,如何提高气动马达的效
2、率尤其是提高大功,率气动马达的效率这是一个很值得研究的。问题,,通常在设计气动马达时考虑尽量减、,少进气排气的压力损失并且提高制造精,度采取这些措施可使气动马达的效率有所。,提高但是对于正反转性能相同的气动马,,尽可能达来说通过改进设计配气机构充,分地合理地提高压缩空气能量利用率并消,除排气过程的压缩负功是提高气动马达效、。率的最有效最有潜力可挖的途径二、正反转性能相同的径向活塞式气动马达1.对称结构阀芯的气动马达,径向活塞式气动马达的工作是靠其与曲轴同步旋转的配气阀芯与阀套配气孔相对田2,凿岩机械气动工具1995(1》1:图所示配气阀芯的径
3、向活塞式气动马钓理论功为,中,L=P:犷:一P:犷2=(P,一PZ)犷(达由于阀芯的角与阀套孔的刀角相等气1),,缸进气结束后就立即开始排气只靠进入气图2所示配气阀芯的气动马达由于阀工,,缸压力为p的压缩空气直接推动活塞做功芯上的甲角大于阀套孔的刀角气缸进气结束,甲完全没有利用压缩空气膨胀的能量来做后并不立即排气而是要继续转过(一刀),。。,功因此压缩空气的能量利用率很低其理角后才开始排气在此期间气缸内的压缩论示3,,Z`,功图如图所示压缩空气对活塞所做空气由压力p膨胀到压力降为p继续推,压缩空气的能量利用率比前者Pl动活塞做功。,高但由于阀
4、芯是对称结构其排气过程存,在压缩负功并且主排气孔所占的角度较,因而,大排气提前角也较大气缸的有效工2。作容积犷不能达到应有的最大值,这种配气阀芯的气动马达其工作过程、。iZ45V=V及理论示功图分别如图图所示一个,压缩空理论工作循环中气对气动马达一个图3〔`〕〔“〕〔“〕:气缸的活塞所做的总理论功为。。月一}馨令申1石肇丰巾图4......a开始ce进气b进气终了膨胀终了d第一次排气终了压缩终了f开始下一次进气=11+一乙,厂。::,、:{攀:{答:Z厂3一P不.`P厂、Jr1,、lX,一V2.Lr戈乡,一2)十二二一不万夕七Vr`上…一2’
5、(卜,“·要六,一祝二·`甲七7一卜可(2),、Z、3_式中pp一一分别为进气排气绝对压夕一巧力1:、犷V分别为进气终了膨胀终图5—了时的气缸容积,凿岩机械气动工具1995(1),.一般n=1:,多变过程指数25~换由控制气动马达换向的换向阀并联气路—.。13推动阀芯轴向移动来实现采用这种结构配,￡,,￡甲!气阀芯的气动马达可使气缸的有效工作容·一般取膨胀比一一:,黔积V增大(当然要有适当的排气提前角)并1.15~1.3使膨胀功增大而又消除了排气过程的压缩负.,。2改进设计配气机构的气动马达功从而提高了压缩空气的能量利用率、将气动马达正转和反
6、转时阀芯的进排这种马达的工作过程及理论示功图分别、。,气分别布置在阀芯不同轴向位置的两个截面如图7图8所示一个理论工作循环中,正转,上时由(a)截面配气反转时由(b)压缩空气对气动马达一个气缸的活塞所做的,。截面配气如图6所示两个配气截面的转总理论功为〔3〕:丁2>口a()正转(b)反转图6。·餐书由馨奋南娜成é巾’一丈、·`巨}戒(a)(b)—。,式中各符号与式(2)相同。可取比前者图7。..c.偏大a开始进气b进气终了膨胀终了d.开始下一次进气、二:;+一22正反转性能相同的:,二,J:,:三{荟:叶片式气动马达i厂11了生_=厂:工+奥
7、、)布pI万n一￡,￡,`’、、、CV1/夕.1主排气孔位置固定的气动马达一Z(3)P一般正反转性能相同的叶片式气动马,凿岩机械气动工具1995(1),、Z、达其进(排)气孔和主排气孔对称布置在p:p分别为进气式中排气绝对压,。—气缸上位置固定不变这种马达的工作过力,。:、、程如图9所示其理论示功图与图5相同VV:分别为进气终了膨胀,压缩空气对气—在一个理论工作循环中动马终了时气腔的容积〔弓〕:”,达一个气腔的叶片所做的总理论功为多变过程指数一般取二1!+一—..:,::pd::pd二n=125~13丁暮J荟e,,。,=,膨胀比一般可:a一
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