气动马达工作特性
气动马达的动力特性与串激式直流电动机相似。
在进气压力不变的情况下, 气动马达转速为零时的制动功率为零。
功率随着转速的升高而增大, 直到大约在自由转速( 在空载条件下的最高转速) 的50 % 为止( 图6 )。
在最大功率点, 扭矩减小的程度与转速升高的程度平衡。当扭矩为零时, 功率下降到零。对一定容积的气动马达来说, 其输出扭矩在理论上是压力差和马达结构参数的函数。所以对于一定的工作压力, 扭矩应该是和转速
没有关系的一个常数。实际上, 转速稍大于零时, 扭矩便达到最大值, 然后迅速下降, 直到取自由转速时扭矩为零( 图1)。
图1相对于供气压力为60 磅/ 时2 和90磅/ 时2的扭矩和功率与转速关系的特性曲线
起动扭矩是马达在载荷下所能产生的最大扭矩, 它大约是失速扭矩的75 %。起动气动马达比维持其运转所需的扭矩更大, 且记, 不要把失速扭矩和起动扭矩混淆起来、如果气动马达的载荷超过了它的起动扭矩, 则气动马达就不能起动。
失速扭矩是气动马达的最大扭矩, 它大约是额定功率时扭矩的2 倍, 并且可以从制造厂 的技术资料中给出的有关功率和转速的数据求出。扭矩和额定功率之间的关系式是:
T = 5 2 5 0 P / n
式中: T 一扭矩, 叹一磅;
P 一功率, 马力;
n 一转速, 转/ 分。
额定功率通常是指在进气压力为90 磅/ 时2，时的最大功率。虽然气动马达可以在进气压力为30 ~ 1 50 磅/ 时2 下工作, 但实际上通常把工作压力范围限制在60 ~ 10 0磅/ 时2 之间, 工厂的压缩空气压力一般是80 一90 磅/ 时2 。
这里采用每减少10 磅/ 时2空气压力便会减少14 % 功率的经验法则来比较在不同进气压力下的额定功率; 每减少10 磅/ 时2 空气压力便会降低马达效率14 %。
供气压力务必在马达入口处测定, 在压缩机出口测得供气压力为90 磅/ 时2 还是不够高的----- 管路损失会降低进入气动马达之前的空气压力。要使得马达在额定扭矩和额定功率下运转, 必须要求在马达入口要有足够的压力即90磅/ 时2 。
功率和转速之间的关系不是直线关系, 也就是说, 最小功率并不表示最高转速参看图1.
自由转速是大多数制造厂所认定其马达的转速, 这是马达在空载条件下的最高转速。对于限速马达, 例如叶片式马达, “ 自由转速”这个词实际上表示“ 自由限制转速” 或者说成是在调速器起作用时马达运转的最高转速。
设计转速是达到额定功率时的转速, 它大约是无级调速马达的自由限制转速的80 %, 马达在设计转速下工作时效率最高。
因为气动马达是定量装置, 所以理论上其转速与空气流量成正比。如果没有泄漏, 这个关系是正确的, 但是泄漏确实影响马达的转速。压力越高, 泄漏越大, 而在任一给定的压力下泄漏却基本上不变化。所以, 在固定转速
时, 空气消耗量就会随着供气压力提高而增大。在低速时, 空气总流量消耗于泄漏方面的比例增大许多。
图2气动马达有泄漏时减少其有效流量
气动马达的典型特性曲线如图2 所示。气动马达载荷有增加, 则转速下降到马达扭矩适应载荷要求为止。
打开通向马达的节流阀来提高进气压力, 可使马达得到额定转速。
选择气动马达的一个有效经验方法是: 选择在大约三分之二的可用供气压力, 便足以提供所需要的功率和扭矩的气动马达。那么, 就可使用管路的全部压力来承担超负荷工作和起动。
