低速大扭矩气动马达特性分析
气动马达在石油、矿山、化工、食品及轻纺等行业有广泛运用。现有的气动马达一般是高速小扭矩型的, 而实际中往往需要低速大扭矩型的气动马达。由于工作介质— 空气的固有特性, 使得现有气动马达在低速下工作平稳性差、效率低。目前国内关于低速大扭速矩气动马达的研究还不够深人。以定子内表面曲线为研究对象, 探讨低速大扭矩气动马达性能及优化设计问题。
1.柱塞腔压力特性
如图1 所示。
假设气体介质为理想气体, 气源压力P。、绝对温度T。、重度y , 均恒定不变, 气体状态变化过程为准静态绝热过程, 不考虑柱塞腔的气体泄漏。在此条件下, 柱塞腔室的进、排气过程为一变质量系统的热力过程川。将柱塞腔作为一个开口系统, 由气体热力学第一定律,对于气动马达柱塞腔有
式中, dQ 为柱塞腔内热量的变化; idMt 为腔内能量的变化;d w 为系统对外所做的功; id M 为进人系统的能量。Id U 为系统内气体内能变化。
2.柱塞腔质量流量特性
气体流人和流出柱塞腔的工作过程, 可以视为一恒定气源向一气容充气和放气的过程。设Pl , PH 分别为充放气气阻下游和上游压力。其流量特性如下:
式中, 内为气阻上游的气体密度; S 为气阻的有效面积, 是一个比较复杂的变化值, 计算时需根据各个瞬时各段气路的气阻叠加而成, 值的大小由结构确定。
