[發(fā)明專利]磁力式自密封葉片氣動(dòng)馬達(dá)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210129470.9
• 申請(qǐng)日: 2012-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN102748078A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁翔;尤麗剛;孫香梅;郭寶玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長沙潤馳節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): F01C1/344
• 分類號(hào): F01C1/344;F01C21/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動(dòng)力機(jī)械工程中的氣動(dòng)馬達(dá)，具體而言，是一種磁力式自密封葉片氣動(dòng)馬達(dá)。

背景技術(shù)

葉片式氣動(dòng)馬達(dá)是機(jī)械領(lǐng)域常用的一種動(dòng)力機(jī)械。目前常用的葉片式氣動(dòng)馬達(dá)，它工作性能的優(yōu)劣與其密封性和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩的葉片密切相關(guān)。葉片式氣動(dòng)馬達(dá)的葉片推出方式主要有以下三種：一、利用氣動(dòng)馬達(dá)工作時(shí)葉片自身的離心力，將葉片推出轉(zhuǎn)子；二、通過在葉片底部安裝彈簧式葉片推出機(jī)構(gòu)，利用彈簧彈力將葉片推出轉(zhuǎn)子；三、利用葉片底部通入的壓縮空氣，將葉片推出轉(zhuǎn)子。

第一種方式存在下列問題：馬達(dá)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零時(shí)，葉片受到的離心力為零，葉片不能被推出，不能夠形成良好的密封腔，從而可能導(dǎo)致葉片式氣動(dòng)馬達(dá)不能夠啟動(dòng)；當(dāng)氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，葉片受到的離心力過小，葉片與定子內(nèi)表面之間的密封性也能受到影響，這些因素嚴(yán)重影響葉片與定子內(nèi)表面之間的密封性，造成大量的壓縮空氣泄漏，導(dǎo)致葉片式氣動(dòng)馬達(dá)起動(dòng)性能和低速扭矩性能受到很大影響而且浪費(fèi)壓縮空氣能。

第二種方式存在的問題：由于彈簧剛度的限制，帶有彈簧式葉片推出機(jī)構(gòu)的馬達(dá)在工作中容易發(fā)生葉片卡死，影響馬達(dá)工作；或者，造成葉片與定子內(nèi)表面摩擦力過大，影響到馬達(dá)工作性能及效率；再者由于馬達(dá)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在長期的載荷作用下，彈簧會(huì)因疲勞而失效。

第三種方式存在的問題：當(dāng)葉片底部通入的壓縮空氣壓力過低時(shí)，葉片受到的推力較小，葉片與定子內(nèi)表面密封性受到影響，甚至造成高低壓空氣竄通，造成馬達(dá)失去驅(qū)動(dòng)力；當(dāng)壓縮空氣壓力過高時(shí)，葉片受到的推力過大，葉片與定子內(nèi)表面的摩擦力增大，造成氣動(dòng)馬達(dá)的阻力矩增大且造成葉片磨損加劇，而且葉片底部的壓縮空氣流道加工有一定難度，可操作性受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述背景技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)出一種磁力式自密封葉片式氣動(dòng)馬達(dá)，其核心工作原理是利用不同磁體相同磁極之間能夠產(chǎn)生足夠的斥力(即磁場(chǎng)推力)，磁場(chǎng)推力將葉片推出轉(zhuǎn)子，確保葉片在馬達(dá)起動(dòng)前就緊密地與定子內(nèi)表面緊密接觸，形成密封腔，壓縮空氣通過定子上的空氣進(jìn)氣口進(jìn)入密封腔，進(jìn)而推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再通過轉(zhuǎn)子輸出軸輸出扭矩。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

磁力式自密封葉片氣動(dòng)馬達(dá)，包括由前軸、后軸及轉(zhuǎn)子體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，定子，葉片，前端蓋，后端蓋，前軸用以安裝軸承又作為輸出軸，后軸用以安裝軸承，所述定子為中空的環(huán)形部件，定子上加工有壓縮空氣進(jìn)氣口與排氣口，以及用以安裝前、后端蓋與其他零件的螺紋孔，前、后端蓋上加工有偏心軸孔，用以安裝轉(zhuǎn)子軸承，其特征在于，所述氣動(dòng)馬達(dá)根據(jù)轉(zhuǎn)子材料是否具有導(dǎo)磁性可分為非鐵磁材料轉(zhuǎn)子型和鐵磁材料轉(zhuǎn)子型，對(duì)于非鐵磁材料轉(zhuǎn)子型氣動(dòng)馬達(dá)，其轉(zhuǎn)子由非鐵磁材料制成，在葉片的底部安裝有葉片永磁體，葉片永磁體可以隨葉片一起移動(dòng)，沿轉(zhuǎn)子體徑向均勻加工有用以安裝葉片的葉片槽，葉片置于葉片槽內(nèi)，葉片可以在葉片槽內(nèi)沿轉(zhuǎn)子徑向移動(dòng)，在葉片槽底部加工有凹槽，凹槽內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)子永磁體，由于轉(zhuǎn)子不導(dǎo)磁，置入其中的葉片永磁體不會(huì)發(fā)生磁場(chǎng)短路現(xiàn)象，葉片永磁體不會(huì)由于磁吸引力而吸附于葉片槽側(cè)壁而造成葉片不能移動(dòng)；對(duì)于鐵磁材料轉(zhuǎn)子型氣動(dòng)馬達(dá)，其轉(zhuǎn)子由鐵磁材料制成，在葉片的底部安裝有葉片永磁體，葉片永磁體可以隨葉片一起移動(dòng)，由于轉(zhuǎn)子的鐵磁材料能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子永磁體與葉片永磁體之間的磁場(chǎng)短路，造成磁場(chǎng)推力失效，因此，為了防止磁場(chǎng)短路，沿轉(zhuǎn)子體徑向均勻加工有深槽，深槽內(nèi)嵌入有由高強(qiáng)度非鐵磁材料制成的具有一定厚度的隔磁葉片槽，隔磁葉片槽將永磁體與鐵磁轉(zhuǎn)子隔離，葉片置于隔磁葉片槽內(nèi)，葉片可以在隔磁葉片槽內(nèi)沿轉(zhuǎn)子徑向移動(dòng)，隔磁葉片槽底端固定有永磁體，隔磁葉片槽隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)；所述葉片永磁體與轉(zhuǎn)子永磁體安裝時(shí)，相同磁極必須相對(duì)安裝，即為N-N，S-S。

在本發(fā)明中，兩磁鐵之間所需排斥力根據(jù)復(fù)合函數(shù)F_o＝f(m₁，m₂，f₁，f₂)來確定，其中m₁為葉片質(zhì)量，m₂為葉片永磁體質(zhì)量，f₁為葉片與葉片槽或隔磁葉片槽之間的摩擦系數(shù)，f₂為葉片與端蓋之間的摩擦系數(shù)。

在本發(fā)明中，隔磁葉片槽側(cè)壁的厚度根據(jù)復(fù)合函數(shù)H_o＝h(μ，B，H，h_c，d)來確定，其中μ為材料磁導(dǎo)率，B為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，h_c為矯頑力，d為葉片與葉片槽內(nèi)表面間的距離。