叶片式气动马达抽向间隙的优化设计

　　1、 引言

　　单作用叶片式气动马达主要由定子、转子和叶片等零件组成, 是通过改变空气容积的大小来工作的(如图)所

　　示户〕。压缩空气从A 孔输人, 进人相应的密封工作容积,作用在相邻两叶片上有转矩差, 从而推动转子逆时针旋转。作功后的气体由C孔排出, 残余气体经B 孔排出。叶片式气动马达具有结构简单、体积小、扭矩脉动小、运转平稳、噪声低和制造维修容易等优点。在叶片马达内部, 高压气体主要通过2条途径泄漏到低压腔(图1)中箭头所示(1)叶片与叶片槽两侧面的间隙(2)转子端面与端盖的向隙, 即轴向间隙。其中对容积效率影响最大的泄漏是轴向间隙泄漏, 因此确定轴向间隙的合理值可以提高叶片式气马达容积效率与工作性能。

　　2、 最优轴向间隙的确定

　　对于单作用叶片式气马达, 减小轴向间隙有利于提高容积效率。但是, 如果间隙过小, 运转时将容易发生接触咬合,使摩擦损失加大, 噪声提高, 机械效率下降。因而, 不能一味地片面减小轴向间隙, 必定有合理的最优值。在这里以单侧总的功率损失尸最小为设计目标, 以转子与端盖间的单侧间隙为设计变量。

　　因此, 确定压料面要做到如下几点。

　　(a)压料面尽可能为平面、圆柱面、圆锥面或曲率很小的双曲面等可展面, 当毛坯被压紧时, 不应该产生皱纹或扭曲现象, 以便材料向凹模内顺利流动。

　　(b)压料面与拉深凸模的形状应保持一定的几何关系。保证在拉深过程毛坯始终处于拉胀状态, 拉人凹模内的

　　材料不会“多料” , 也就不会产生皱纹。为此, 必须满足如下关系(图 2\3)

　　3.3合理增加工艺补充面

　　工艺补充面的作用在于改善拉深覆盖件拉深时的工艺条件, 使材料各处变形均匀, 也是拉深后修边和翻边工序的需要。因工艺补充面在拉深后被修掉, 所以尽量少用工艺补面, 节约材料。同时, 尺寸满足的情况下, 尽量采用浅拉深, 让制件容易成形。

　　如图4 所示的工艺补充面就改善了拉深条件。在图4(a) 中, 拉深件无直壁部分, 在拉深过程中斜壁部分容易起皱

　　形成波纹。如在拉深件工艺补充面上直壁AB段(如图4b) , 在拉深八召段时增大了进料阻力, 使毛坯紧贴凸模成

　　形, 这样减少或消除斜壁的起皱。一般AB段取10-20mm。

　　3.4增加工艺切口或冲工艺孔

　　当覆盖件的局部需压制深度较大的突起和鼓包时, 或有反向拉深窗口时,可用冲制工艺切口或冲工艺孔来增大

　　坯料局部变形量,避免在拉应力过小的地方形成波纹或起皱。故工艺切口或冲工艺孔必须放在拉应力最大的拐

　　角处(图5 、6), 至于工艺切口或冲工艺意图孔的数量、形状和位置一般是在制件试模过程中加以确定。

　　同时, 覆盖件拉深成形时, 绝大多数模具上都设置了拉深筋和拉深槛, 主要是为了增大径向力, 防止起皱, 提高材料塑性变形。在图6 中就设置了四条拉深筋, 嵌人在压料圈上, 只要在凹模上开出相应的槽配合就好了。汽车覆盖件拉深工艺的编制工作是一个具体而全面的工作, 拉深件表面质量的好与坏取决于众多因素, 但一套合