一種氣動馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣動馬達(dá)，包括：殼體，具有動力輸出側(cè)和排氣側(cè)，在殼體上靠近動力輸出側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口；在該殼體內(nèi)部設(shè)置有，曲面單元，其外部輪廓呈流線型，以減少高壓氣流運(yùn)動時的阻力，殼體與所述曲面單元之間形成氣室，使得高壓氣體能夠通過所述殼體上的所述進(jìn)氣口進(jìn)入到該氣室中；主軸，其一端為動力輸出端，穿過所述曲面的單元并從殼體的動力輸出側(cè)延伸出殼體；多個葉輪組，串聯(lián)在主軸上，并相對于所述曲面單元更接近于所述排氣側(cè)，每個葉輪組包括定子葉輪和轉(zhuǎn)子葉輪，其中，通過殼體上的進(jìn)氣口進(jìn)入殼體和曲面單元之間形成的氣室的高壓空氣被沿著曲面單元引導(dǎo)到所述多個葉輪組，驅(qū)動葉輪組中的轉(zhuǎn)子葉輪轉(zhuǎn)動，從而帶動所述主軸轉(zhuǎn)動。
【專利說明】—種氣動馬達(dá)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣動馬達(dá)，具體地說，涉及一種利用壓縮流體或空氣驅(qū)動的氣動馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣動執(zhí)行元件，氣動馬達(dá)通過壓縮空氣的膨脹作用，以氣體的壓力改變?nèi)軇┑确绞剑瑢崿F(xiàn)壓力能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，它的作用相當(dāng)于電動機(jī)或液壓馬達(dá)，可以作為旋轉(zhuǎn)動力源。氣動馬達(dá)具有很多的優(yōu)點，例如，氣動馬達(dá)采用空氣作為介質(zhì)，并且對用過的空氣不需要處理，不會造成環(huán)境污染；再如，通過空氣壓縮空氣的流量，可以調(diào)節(jié)氣動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和輸出功率。而且，氣動馬達(dá)不受高溫、高磁、輻射等的影響，適用于惡劣的工作環(huán)境，即使在易燃、易爆、粉塵等不利條件下，均能正常工作。氣動馬達(dá)主要應(yīng)用于礦山機(jī)械、專業(yè)性的機(jī)械制造業(yè)、航空、船舶等行業(yè)，隨著氣壓傳動的發(fā)展，氣動馬達(dá)的應(yīng)用將更加的廣泛。
[0003]對于現(xiàn)有技術(shù)中輕型的氣動馬達(dá),存在體積大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,輸出功率小等問題。因此，需要一種新型的輕型氣動馬達(dá)，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種氣動馬達(dá)，該氣動馬達(dá)采用多級葉片高度不同的葉輪組串聯(lián)，驅(qū)動主軸高速旋轉(zhuǎn)，輸出功率大，體積小，結(jié)構(gòu)簡單。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種氣動馬達(dá)，該氣動馬達(dá)包括:殼體，具有動力輸出側(cè)和在動力輸出側(cè)的相反側(cè)的用于排出氣體的排氣側(cè)，在殼體上靠近動力輸出側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口 ；在該殼體內(nèi)部設(shè)置有，曲面單元，所述曲面單元為空心結(jié)構(gòu)，外部輪廓呈流線型，以減少高壓氣流運(yùn)動時的阻力，殼體與所述曲面單元之間形成氣室，使得高壓氣體能夠通過所述殼體上的所述進(jìn)氣口進(jìn)入到該氣室中；主軸，其一端為動力輸出端，穿過所述曲面的單元并從殼體的動力輸出側(cè)延伸出殼體以輸出動力；多個葉輪組，多個所述葉輪組串聯(lián)在主軸上，并相對于所述曲面單元更接近于所述排氣側(cè)，每個葉輪組包括定子葉輪和轉(zhuǎn)子葉輪，其中，通過殼體上的進(jìn)氣口進(jìn)入殼體和曲面單元之間形成的氣室的高壓空氣被沿著曲面單元引導(dǎo)到所述多個葉輪組，驅(qū)動葉輪組中的轉(zhuǎn)子葉輪轉(zhuǎn)動，從而帶動所述主軸轉(zhuǎn)動。
[0006]優(yōu)選地，所述主軸為階梯軸。
[0007]優(yōu)選地，所述氣動馬達(dá)還包括鎖緊環(huán)，所述鎖緊環(huán)呈圓環(huán)狀，固定在所述殼體的排氣側(cè)，以壓緊定子葉輪，使定子葉輪與殼體無相對運(yùn)動。
[0008]優(yōu)選地，所述葉輪組的葉片高度沿著氣流排出方向逐漸增大。
[0009]優(yōu)選地，所述殼體的進(jìn)氣口處為一平面，進(jìn)氣口周圍設(shè)有均勻分布的多個螺紋孔，該螺紋孔用于連接氣源。
[0010]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子葉輪上設(shè)有鍵槽，所述主軸上相應(yīng)位置處設(shè)置鍵槽，所述主軸與所述葉輪組的轉(zhuǎn)子葉輪鍵連接。[0011]優(yōu)選地，所述主軸靠近排氣側(cè)設(shè)有螺母，該螺母通過螺紋固定到主軸上用于壓緊轉(zhuǎn)子葉輪，防止軸向竄動。
[0012]根據(jù)上面的描述以及實踐可知，其一，在殼體的氣室內(nèi)設(shè)有曲面單元，流線型的輪廓線可以減少對高壓氣體的阻力；其二，該氣動馬達(dá)通過鎖緊環(huán)壓緊定子葉輪，定子葉輪與殼體無相對運(yùn)動，排氣側(cè)圓螺母壓緊轉(zhuǎn)子葉輪的方式，將轉(zhuǎn)子葉輪固定在主軸上，可以保證各級葉輪組之間的距離適中，轉(zhuǎn)子葉輪和主軸之間通過鍵連接，而且體積小，結(jié)構(gòu)簡單；其三，該氣動馬達(dá)采用多個葉片高度不同的葉輪組串聯(lián)，多個轉(zhuǎn)子葉輪同時驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，使得主軸高速旋轉(zhuǎn)，輸出功率大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過下面結(jié)合附圖對其實施例進(jìn)行描述，本發(fā)明的上述特征和技術(shù)優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。
[0014]圖1是剖面圖,示出了本發(fā)明的一個實施例所述的氣動馬達(dá)；
[0015]圖2是示意圖，示出了圖1所示的氣動馬達(dá)的主軸；
[0016]圖3是示意圖，示出了圖1所示的氣動馬達(dá)的定子葉輪；以及
[0017]圖4是示意圖,示出了圖1所示的氣動馬達(dá)的轉(zhuǎn)子葉輪。
【具體實施方式】
[0018]下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的氣動馬達(dá)的實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，并且相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。
[0019]圖1是剖面圖，示出了本發(fā)明的一個實施例所述的氣動馬達(dá)。如圖1所示，本發(fā)明的一個實施例所述的氣動馬達(dá)包括殼體100、曲面單元200、主軸300以及多個葉輪組400。在該實施例中，示意性地示出4組葉輪組400,即，從動力輸出端(右側(cè))到排氣側(cè)(左側(cè))依次排列的第一級葉輪組至第四級葉輪組。
[0020]殼體100在動力輸出端方向設(shè)有端蓋110,用于固定殼體內(nèi)部曲面單兀200,且端蓋110中心的通孔直徑大于壓緊軸承310的圓螺母320的外徑。曲面單元200為空心結(jié)構(gòu)，外部輪廓呈流線型，以減少高壓氣流運(yùn)動時的阻力。殼體100與曲面單元200之間的空間為氣室210，端蓋110通過螺釘150固定到曲面單元200上。在氣室210外側(cè)的殼體100側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)氣口 130，在進(jìn)氣口 130周圍設(shè)有多個均勻分布的螺紋孔，該螺紋孔用于連接氣源的輸出端。通常，殼體100呈圓筒狀，為高壓流體或高壓空氣帶動葉輪旋轉(zhuǎn)提供相對封閉的環(huán)境。
[0021]圖2是示意圖，示出了圖1所示的氣動馬達(dá)的主軸300。如圖所示,主軸300為階梯軸，主軸300在(301、302)處設(shè)有外螺紋，用于連接圓螺母，主軸的一端304處用于安裝軸承310，主軸的另一端305處為動力輸出端。主軸300與殼體100的軸線共線，并且主軸300與曲面單元200的軸線共線，主軸300與氣室210的曲面單元200兩端用軸承310支撐。在本發(fā)明的實施例中，主軸300與曲面單元200的兩端采用軸承310固定，以增加主軸300的剛度和穩(wěn)定性，并用兩個對稱安裝的圓螺母320壓緊軸承310的內(nèi)圈，防止軸承310沿軸向竄動。主軸300的動力輸出端305從殼體100的端蓋110的中心通孔伸出。
[0022]在殼體100內(nèi)，多個葉輪組400沿著主軸軸向布置串聯(lián)使用。每個葉輪組400包括定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420。圖3是示意圖，示出了圖1所示的氣動馬達(dá)的定子葉輪。圖4是示意圖,示出了圖1所示的氣動馬達(dá)的轉(zhuǎn)子葉輪。如圖所示,定子葉輪410中心具有通孔411，葉輪上設(shè)有多個沿周向均勻分布的葉片412，在葉片412上方設(shè)有外壁413，外壁413的寬度大于葉片412的厚度與轉(zhuǎn)子葉輪葉片厚度之和，這里的寬度和厚度是指外壁413以及葉輪葉片沿主軸300的軸向的長度(下同)；轉(zhuǎn)子葉輪420的輪轂寬度大于定子葉輪與轉(zhuǎn)子葉輪葉片厚度之和，轉(zhuǎn)子葉輪420中心具有通孔421，在通孔421的邊沿上設(shè)有多條鍵槽422，轉(zhuǎn)子葉輪420上設(shè)有多個沿周向均勻分布的葉片423。圖1中最右側(cè)的第一級轉(zhuǎn)子葉輪與第二級定子葉輪的最大厚度相等，第二級轉(zhuǎn)子葉輪與第三級定子葉輪的最大厚度相等，第三級轉(zhuǎn)子葉輪與第四級定子葉輪的最大厚度相等。定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420在主軸300的靠近排氣側(cè)302處的圓螺母330和曲面單元200之間交替分布，其中第一級葉輪組400的定子葉輪410與曲面單元200用螺釘150固定。另外，每個定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420之間設(shè)有間隙，以保證相對轉(zhuǎn)動時不會互相影響。
[0023]鎖緊環(huán)140 (見圖1)位于排氣側(cè)，鎖緊環(huán)140設(shè)有外螺紋，用于與殼體100連接，并壓緊除第一級定子葉輪外的其他三級定子葉輪，鎖緊環(huán)140的內(nèi)徑大于第四級轉(zhuǎn)子葉輪的外徑。位于主軸300排氣側(cè)302處的圓螺母330用于壓緊所有的四級轉(zhuǎn)子葉輪，防止葉輪軸向竄動。
[0024]主軸300穿過每個定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420中心的通孔，與每個定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420軸線共線，其中，定子葉輪410用于引導(dǎo)氣流的分布，轉(zhuǎn)子葉輪420固定到主軸300 (例如通過鍵連接)，當(dāng)轉(zhuǎn)子葉輪420受氣流的推動而轉(zhuǎn)動時，帶動主軸300旋轉(zhuǎn)。
[0025]在本發(fā)明的一個實施例中，在主軸300的對稱位置上設(shè)置多條鍵槽303 (見圖2)，在每個轉(zhuǎn)子葉輪420的通孔處對應(yīng)設(shè)置相應(yīng)條數(shù)的鍵槽422(見圖4)，使得主軸300和轉(zhuǎn)子葉輪420通過鍵連接。定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420的葉片高度不相同，沿著殼體100內(nèi)氣流排出方向(從動力輸出端向排氣側(cè)的方向)葉輪葉片高度逐漸增加。在本發(fā)明的實施例中，如圖1所示，氣動馬達(dá)設(shè)有四級葉輪組400，其中，第一級葉輪組400的定子葉輪410與曲面單元200通過螺釘150連接。
[0026]壓縮空氣從殼體100上的進(jìn)氣口 130進(jìn)入到殼體100氣室210內(nèi)，經(jīng)過氣室210的曲面單元200的引流作用，從第一級定子葉輪410的葉片間通過，經(jīng)過第一級定子葉輪410的導(dǎo)向作用，推動第一級轉(zhuǎn)子葉輪420旋轉(zhuǎn)，而與第一級轉(zhuǎn)子葉輪420固定的主軸300被轉(zhuǎn)子葉輪420帶動旋轉(zhuǎn)；經(jīng)過一級轉(zhuǎn)子葉輪420的壓縮氣體的氣壓略有減小，但仍具有較高壓力，壓縮空氣從葉片高度大于第一級轉(zhuǎn)子葉輪420的第二級定子葉輪410的葉片間通過，經(jīng)過第二級定子葉輪410的導(dǎo)向作用，推動第二級轉(zhuǎn)子葉輪420旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步帶動與第二級轉(zhuǎn)子葉輪420固定的主軸300旋轉(zhuǎn)，以此類推，壓縮空氣經(jīng)過第三級定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420，再經(jīng)過第四級定子葉輪410和轉(zhuǎn)子葉輪420后，而與多級轉(zhuǎn)子葉輪420固定的主軸300被轉(zhuǎn)子葉輪420帶動高速旋轉(zhuǎn)，最后，從殼體100的排氣側(cè)排出。
[0027]根據(jù)上面的描述以及實踐可知，其一，在殼體的氣室內(nèi)設(shè)有曲面單元，流線型的輪廓線可以減少對高壓氣體的阻力；其二，該氣動馬達(dá)通過鎖緊環(huán)140壓緊定子葉輪，定子葉輪與殼體無相對運(yùn)動，排氣側(cè)圓螺母330壓緊轉(zhuǎn)子葉輪的方式，將轉(zhuǎn)子葉輪固定在主軸上，可以保證各級葉輪組之間的距離適中，轉(zhuǎn)子葉輪和主軸之間通過鍵連接，而且體積小，結(jié)構(gòu)簡單；其三，該氣動馬達(dá)采用多個葉片高度不同的葉輪組串聯(lián)，多個轉(zhuǎn)子葉輪同時驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，使得主軸高速旋轉(zhuǎn)，輸出功率大。
[0028]在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)和變形，都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好地解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動馬達(dá)，包括: 殼體，具有動力輸出側(cè)和在動力輸出側(cè)的相反側(cè)的用于排出氣體的排氣側(cè)，在殼體上靠近動力輸出側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口； 在該殼體內(nèi)部設(shè)置有， 曲面單元，所述曲面單元為空心結(jié)構(gòu)，外部輪廓呈流線型，以減少高壓氣流運(yùn)動時的阻力，殼體與所述曲面單元之間形成氣室，使得高壓氣體能夠通過所述殼體上的所述進(jìn)氣口進(jìn)入到該氣室中； 主軸，其一端為動力輸出端，穿過所述曲面的單元并從殼體的動力輸出側(cè)延伸出殼體以輸出動力； 多個葉輪組，多個所述葉輪組串聯(lián)在主軸上，并相對于所述曲面單元更接近于所述排氣側(cè)，每個葉輪組包括定子葉輪和轉(zhuǎn)子葉輪， 其中，通過殼體上的進(jìn)氣口進(jìn)入殼體和曲面單元之間形成的氣室的高壓空氣被沿著曲面單元引導(dǎo)到所述多個葉輪組，驅(qū)動葉輪組中的轉(zhuǎn)子葉輪轉(zhuǎn)動，從而帶動所述主軸轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動馬達(dá),所述主軸為階梯軸。
3.如權(quán)利要求1所述的氣動馬達(dá)，還包括鎖緊環(huán)，所述鎖緊環(huán)呈圓環(huán)狀，固定在所述殼體的排氣側(cè)，以壓緊定子葉輪，使定子葉輪與殼體無相對運(yùn)動。
4.如權(quán)利要求1所述的氣動馬達(dá)，所述葉輪組的葉片高度沿著氣流排出方向逐漸增大。
5.如權(quán)利要求1所述的氣動馬達(dá)，其中，所述殼體的進(jìn)氣口處為一平面，進(jìn)氣口周圍設(shè)有均勻分布的多個螺紋孔，該螺紋孔用于連接氣源。
6.如權(quán)利要求1所述的氣動馬達(dá)，其中，所述轉(zhuǎn)子葉輪上設(shè)有鍵槽，所述主軸上相應(yīng)位置處設(shè)置鍵槽，所述主軸與所述葉輪組的轉(zhuǎn)子葉輪鍵連接。
7.如權(quán)利要求1所述的氣動馬達(dá)，其中，所述主軸靠近排氣側(cè)設(shè)有螺母，該螺母通過螺紋固定到主軸上用于壓緊轉(zhuǎn)子葉輪，防止軸向竄動。
【文檔編號】F01D1/04GK103742199SQ201410018215
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】張心明, 呂瓊瑩, 曹國華, 王德民, 王曉博 申請人:長春理工大學(xué)