气动马达的静特性探讨

　　寻求效率的事例,说起来也不过只有施密特(G.Sohmitt)关于齿轮式气动马达的研究罢了。本文就是要探索各种气动马达来际上的效率,还要把它们的性能一一进行比较。气动马达和油马达一样,起动时和低速运转时很难得到平稳的运转,还会产生爬行和运转不平稳的现象。这种运动不稳定现象跟起动时和低速运转时的扭矩特性有着密切的关东。因此,在实测起动时的扭矩波形的同时,通过实验也明确做出了从起动到达到额定转速这一整个速域内的扭矩特性。

　　实验装置和实验方法

　　图1粗略地表示了本实验所用的实验装置。从空压机经空气滤清器、减压阀以及注油器给测试马达供压缩空气。在测试马达出口一测安装一台面积式流量计,用来测量耗气量。在测试马达的输出轴上直接连接着电阻丝变形式扭矩检测计,后面通过直齿轮带动蜗杆。与蜗杆咬合着的蜗轮由调速油马达驱动。在高速区域里由油泵吸收测试马达输出的功率。这里,我们对附表所列的5台气动马达进行了试验。实验中使用的润滑油相当于透平90号油,由注油器每分钟滴供2~3滴。另外,气动马达入口处的温度约为15~30摄氏度。

　　试验结果及研究

　　1.起动扭矩

　　图2表示的是测得的起动扭矩的实验结果。实验时,一边给测试马达供给压.缩空

　　气,一边用手慢慢地盘动蜗轮。测试马达的输出轴以原来马达旋转的方向即将开始旋转之前的扭矩也就是起动扭矩。以图2中所示的波形在一转之中重复Z次。Z值表示的数则是:当马达为活塞式时它是活塞的个数,当是叶片式马达时它是叶片的片数;当是齿轮式马达的时候,则它是齿轮的齿数。在图2(a)所示的活塞式气动马达(2=3)中,如果把位于高压一侧的活塞个数作为Zp,的话,则zp;=2与Zp:=1时扭矩波形是不同的。这是因为连杆长度I和曲轴半径r之比入=l/r是一有限值(入一4.8)

　　而一个活塞产生的基本扭矩波形与正弦波相错开了的缘故。

　　图2(b)所示的叶片式气动马达中,存在着p;=skg/em2(0.49MPa)时的起动扭矩比p,=4kgc/mZ(。.392MPa)时的起动扭矩小的转角位置。这是由于实验过程中叶

　　片和切槽之间润滑状态恶化,局部的摩擦力大于向外推叶片的力,引起叶片工作不连续现象造成的。叶片式气动马达的前后盖是用透明树脂材料制成的,因此,观察叶片动作很方便,不仅起动的时候,就连续旋转过程中的这种现象也能看得到。叶片的这种不连续现象是造成叶片式气动马达起动扭矩低,旋转中输出扭矩突然下降的原因。

　　图2(。)所表示的齿轮式马达中,因为理论扭矩随齿轮啮合位置不同而有所架化,所以,起动扭矩也随着输出轴的停止位置不同而变化。其抛物线波形实际上是将理论扭矩仅把摩擦损失部分平行移动了而造成的。本实验所用的齿轮式乌达是无膨胀式

　　的,_所以,理论扭矩是用文献3的方法,仅仅当入口压力p:=3kg/。m2(0.294MtPa)

　　时计算制图的之间的关系如图3所示。从图3的关系可以明确地看出,平均起动扭矩孔随着入口的压力增加基本上成直线的增加关系。