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集成控制阀的改进可提高气动马达工作效率

实际使用中气动马达的转速和功率与实际工作的需求存在很大差距。为提高其工作效率,对分配阀和配气阀进行改进,增大控制阀的进气量,同时增强控制阀进排气管道的密封性。在同样的条件下使用电涡流测功器对改进后的马达进行动力性能测试,将改进前后的两次试验数据进行对比分析可得,控制阀改进后,马达动力性能增强。

1.分配阀的改进
马达启动后,高压气体首先通过分配阀。要提高同一载荷下绞车的功率,必须增加单位时间内分配阀的进气量。可通过增大分配阀的进气口达到此目的,目前所用分配阀结构如图 2 所示。

分配阀

分配阀进气口为 U 形通孔,通孔两侧是半径为 8mm 的半圆。两个半圆中心线之间距离为 22 mm,同时,在进气口左右两侧各铣去一部分,目的是增加进气量和进气口的面积,分配阀进气口结构如图 3 所示。

 分配阀进气口结构
进气口上、下平面的距离为 16 mm,在距中心线2 mm 处与水平面成 30°方向铣去 4 mm。为增大单位时间内进气量,将上、下平面的距离改为 18 mm,左右半圆中心线间的距离改为 23 mm,两侧铣去部分尺寸不变。

2.配气阀的改进
气动马达 5 个气缸呈星型分布。高压气体通过分配阀与配气阀之间的接口直接进入配气阀中,配气阀芯根据各缸的工作顺序依次向 5 个气缸内供气。配气阀芯结构如图 4 所示。

 配气阀芯结构

气口 1、3 连通,气口 2、4 连通。通过分配阀的转动,可选择气体由气口 1 或 2 进入;由气口 1 进入时,通过气口 3 分配给进气气缸。此时,排气缸将废气由气口 4 排到配气阀内,再通过气口 2 排到分配阀出气口,由分配阀将气体排出,这个过程控制马达正转。气体由气口 2 进入时,则通过气口 4 分配给进气气缸。排气缸将废气由气口 3 排到配气阀内,再通过气口 1 排到分配阀,由分配阀排出,这个过程控制马达反转。
从配气阀的工作过程可看出,根据马达正反转的不同,气口 1、3 形成的通道与气口 2、4 形成的通道交替进气和排气。因此,保证了 2 个通道之间的密封性,可提高马达的工作效率。目前使用的马达是通过配气阀芯与配气阀套之间的配合进行密封,达不到密封要求。为增强密封性,在配气阀芯与阀套之间装入三道气环,结构如图 5 所示。

装气环后的配气阀

对改进后的马达在相同条件下进行台架试验,将得出的试验数据与气阀未改进时的试验数据进行对比分析,验证控制阀改进的合理性。