液压与气压传动教程 气动技术 第5章 气动执行元件(14)

图5.41a所示叶片式气马达采用了不使压缩空气膨胀的结构形式，即非膨胀式，工作原理如上所述。图5.41b所示叶片式气马达采用了保持压缩空气膨胀行程的结构形式。当转子转到排气口C位置时，工作室内的压缩空气进行一次排气，随后其余压缩空气继续膨胀直至转子转到输出口B位置进行二次排气。气马达采用这种结构能有效地利用部分压缩空气膨胀时的能量，提高输出功率。非膨胀式气马达与膨胀式气马达相比，其耗气量大，效率低；单位容积的输出功率大，体积小，重量轻。

叶片式气马达一般在中、小容量及高速回转的范围使用，其耗气量比活塞式大，体积小，重量轻，结构简单。其输出功率为0.1—20kW，转速为500～25000r／min。另外，叶片式气马达启动及低速运转时的特性不好，在转速500r／min以下场合使用，必需要配用减速机构。叶片式气马达主要用于矿山机械和气动工具中。

（二）活塞式气马达

这是一种通过曲柄或斜盘将若干个活塞的直线运动转变为回转运动的气马达。其结构有径向活塞式和轴向活塞式两种。

图5.42a所示为最普通的径向活塞式气马达的结构原理。其工作室由活塞和缸体构成。3～6个气缸围绕曲轴呈放射状分布，每个气缸通过连杆与曲轴相连。通过压缩空气分配阀向各气缸顺序供气，压缩空气推动活塞运动，带动曲轴转动。当配气阀转到某角度时，气缸内的余气经排气口排出。改变进、排气方向，可实现气马达的正、反转换向。

图5.42b所示为轴向活塞式气马达的结构原理。在轴向均布着气缸，在输入压缩空气的作用下气缸活塞依次作往复直线运动，通过斜盘作用，把直线运动转变为输出轴的回转运动。

这种气马达适用于转速低、转矩大的场合。其耗气量不比其它气马达小，且构成零件多，价格高。其输出功率为0.2—20kW，转速为200～4500r／min。活塞式气马达主要应用于矿山机械，也用作传送带等的驱动马达。

(三)齿轮式气马达

齿轮式气马达有双齿轮式和多齿轮式，而以双齿轮式应用得最多。齿轮可采用直齿、斜齿和人字齿。图5.43为齿轮式气马达结构原理。这种气马达的工作室由一对齿轮构成，压缩空气由对称中心处输入，齿轮在压力的作用下回转。采用宜齿轮的气马达可以正反转动，采用人字齿轮或斜齿轮的气马达则不能反转。

如果采用直齿轮的气马达，则供给的压缩空气通过齿轮时不膨胀，因此效率低。当采用人字齿轮或斜齿轮时，压缩空气膨胀60％一70％，提高了效率。

齿轮式气马达与其它类型的气马达相比，具有体积小、重量轻、结构简单、对气源质量要求低、耐冲击及惯性小等优点。但转矩脉动较大，效率较低。小型气马达转速能高达10000r／min,大型的能达到1000r／min，功率可达50kW。主要应用于矿山工具。

5.5 真空元件

一、真空泵与真空发生器

在原理上，真空泵同空气压缩机几乎没有差异，区别在于连接在进口端还是出口端。真空发生是利用空气或水喷射出气流或水流的流体动能，从一个容积中（如吸盘或类似空腔）抽吸出空气，使其建立真空(负压)。

这两种真空形成方法的主要差别是：通常真空泵要连接一个气罐，使其随时都有高的抽吸流量，甚至还高于泵的工作能力。而对于真空发生器来说，不需要附带气罐。

图5.44说明了一个真空发生器的工作原理。通过喷咀形成一股空气喷射流，并吹入一个内腔截面增加一倍的管道，其称之为“扩压管”，空气喷射流的边缘与周围空气间的摩擦形成涡流，而且周围的空气将混入喷射流中使其加宽，因此空气被吸入扩压管，使其高于喷嘴端的空气消耗，在喷嘴与扩压管之间造成容积差异产生真空。出口端流量以标准容积表示。 真空发生器有时也用水来代替压缩空气抽吸空气。

在图a和b中喷咀和扩压管的直径有差异：大的喷咀和扩压管能形成高的流量，但是是有限的真空，小喷咀和扩压管产生高的真空，但是容积和流量受限制。