叶片式气动马达的性能
气马达的种类很多,其中有代表性的气马达有叶片式、轴向活塞式、径向活塞式、齿轮式、隔膜式及涡轮式等等。工业上用叶片式和径向活塞式气马达的为最多。本文列出了叶片式气马达的特征及其特性的测定结果,进而简单叙述一下关于理论方面的处理问题。
叶片式气马达多数被用在要求以高转速回转,并要求以小的或者中等输出功率输出的情况。叶片式气马达可能是因其构造上的原因,造得小型轻便,所以,不仅被装在气动搬手、气动砂轮机等气动工具内作配件用,而且也可作为单体用在各个方面。
这里使用叶片式气动马达作为试验马达进行性能试验,其各项参数示于表1,试验结果
叙述于下。
1一般的性能曲线
图2表示进气压力p;恒定(p:=5公斤/厘米2)时,扭矩T,功率L,耗气量Q和比功率w为转数N的函数。随着转数增相,扭矩成直线减小。而图中的瓜表示起动扭矩的平均值。
理论耗气量是通过原点的一条直线,但是,叶片式气马达因为起动和低速时的漏损很大,所以实际耗气量在低速时,其曲线位置离开此直线的位置很多。功率曲线大致成为抛物线形状,可在低速区和高速区两处得到同一功率值。图2表示低速区的功率`因为比功率和绝热膨胀效率为相似的曲线,所以用比功率可以评价气马达的性能。图2表明,为使这种马达高效运转,必须在1000转/分以上使用。
2.起动扭矩
在进行气马达的起动和低速性能试验时,采用如图3的蜗杆机构是非常方便的。图4是一边使测试马达输出轴的停止位置变化,一边进行测定,所测定出的各停止位置的扭矩Ts的结果。起动扭矩每360“/Z产生周期性的变化值,因这次测试中Z=4,所以图中的波形反复4次。图中存在着这样的转角位置,即p:=5公斤/厘米2时的起动扭矩比p,=4公斤/厘米2时的起动扭矩还小。这是因为在实验中叶片和叶片槽之间润滑状态不好,这部分的摩擦力比推出叶片的力还大,造成叶片与定子离缝现象的缘故。一出现这种离缝现象,在这个角度位置的起动扭矩就降低,漏损变大。
以图4所示的那样进行测定,从所测定出的结果,算出起动扭矩平均值Ts来,Ts和进气
压力的关系表示在图5。在图中表明,平均起动扭矩砚随着进气压力的增加而基本上成直线增加。图5同时还表示在1转/分和1000转/分时的扭矩T。它们也是随进气压力增加而基本直线增加的石而且,叶片式气马i拉的叶片数量比较少时,起动扭矩的变化系数很大,lP“4公斤/厘米2时,最小的变动系数也在50%。
3.从起动到高性区整个速度范围的扭距特性。
图6是从起动到高速区的整个速度范围扭矩特性的测定结果。在进气压力5公斤/厘米“,转速大约100转/分时,输出扭矩为最大。在这个转速以下,随转速降低输出扭矩也下降。在这个速度范围内,时为摩擦特性呈见负阻力,在正常负载下,因而不能获得圆滑运转。一在高速区域,随转速增加而输出扭矩却孟减小趋势,这是因为取决于润滑油粘性的流体摩擦阻力增加,同时管道的压力损失亦增几黔!为缘故。随进气压力减低,可以看出,呈现最大输出扭距的转速有变小的趋势。因此,在正常救.设下为要降低低速回转界限,只要把供气压力降低就可以了。
4.泄漏特性
在实际使用气马达时,压缩空气的压为经减压阀调压,几乎以恒压给气马达供压缩空气。这时,`若泄漏流量变化,则到气马达的管路和管道的压力也产生变化,结果,产生了不希望出现的扭矩的变化。’特别是在起动和低速时,输出轴转角位置的泄漏流量和扭矩变化有密切的关系`图7是在起动时测定出的渝出轴停止角度位置泄漏流量变化的结果。泄漏流量也和起动扭矩同样,每36。”/Z出现周期性变化。最大泄潺流量的输出轴转角位置,对应于图4中起动扭矩最小的转角位置。
5.效率
气马达的效率也和一般的效率定义一样,输出轴能显对输入马达能量的比率就是效率。但是,对于气马达来讲,对压缩空气所具有的能量怎样进行评价呢?有下面三种效率定义。即等温膨胀效率”15;绝热膨胀效率月,d和无膨胀效率月。。就进气压力为5公斤/厘米盆的情况下,上述三种效率丧示在图8。绝热膨胀效率和比功率W从图2和图8来看,显然是相似的曲线。效率随转速增加而增加,转速大约在1000转/分以上时大体趋向于稳定状态。这时的绝热膨胀效率大约是0%。现在市场上出售的这类气马达是属于效率高的产品。
