搅拌机上料电机怎么调刹车(活塞式气动马达的输出特性分析)

Posted 2023-05-27

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搅拌机上料电机怎么调刹车(活塞式气动马达的输出特性分析)

1.现有配气系统结构

气动马达基本气路是保证绞车正常运转的基本条件，即能够保证绞车完成提升、下降、停止和制动基本动作。结合实际工况，设计时将气动绞车的控制系统分换向气路和制动控制气路两个部分，换向气路主要控制马达的起升和下降，制动控制气路提高马达的安全使用性能。

气动绞车马达控制气路如图所示，主要由供气阀、换向阀、分配阀和气动三联件等主要部分组成。现有的绞车控制气路仅能完成绞车的起升和下降基本动作，没有马达的过载保护和急停保护。

气动马达控制气路图

打开气源开关，压缩空气经管道经过空气过滤器 9 干燥和油雾器 1 润滑，到达供气阀内。换向阀 3 是一个三位四通阀，其阀芯与控制绞车正反转的操作手柄相连，通过它可实现对绞车工作的控制。转动换向阀3 手柄触及供气阀2并打开，进入配气阀的主气源经过供气阀2、换向阀3 的主气道，由分配阀4按指定时序相位向马达特定气缸供气，在经过供气阀的主气源处，将高压气体引出到马达刹车气缸7，气缸中的活塞带动刹车片松开刹车毂，从而高压气体推动马达的活塞曲柄连杆机构运动。

马达配气阀主要由供气阀、换向阀、分配阀和操作手柄等主要结构组成，如下图所示。向一侧转动操作手柄，进入供气阀的压缩空气经由换向阀进入分配阀，压缩空气依次按照配气相位顺时针分别配送至圆周均布的各个气缸内，由于压缩空气作用在活塞顶端，活塞在气体压力作用下推动连杆和曲轴运动，当活塞被推至下止点时,分配阀阀芯同时也转至一次排气位置，压缩气体从气缸经过分配阀阀芯的排气孔自由膨胀排出缸外；随着活塞的向上运动，活塞缸内的剩余气体被压缩，再由换向阀阀芯的排气孔强制排出，经过压缩气体的往复循环作用，使马达连续转动。气动马达反转时，向另一侧转动操作手柄，压缩空气依次按照时序逆时针分别送入周围各气缸中，依次推动活塞运动，曲轴实现反转。

2.现有马达的工作特性

在气动马达结构尺寸和配气阀的配气相位不变的前提下，即气缸内径D=135mm，曲轴半径r=38.3mm，连杆长l=168mm。分配阀的阀芯结构如图2所示，阀芯直径d1=70mm，气道直径d2=28mm，扇形口宽度分别为h1=22mm,h2=36mm，阀芯与曲轴之间为销轴连接，阀芯的圆周面上布有油口，与铜套之间为油膜密封。

现有分配阀阀芯结构

现有配气阀芯的配气相位如图3所示，在马达工作过程中保持气源压力不变，每一个进气压力值都对应一条速度特性曲线，由额定的最大进气压力决定气动马达各转速对应的最大功率和最大转矩，直接决定气动绞车的最大输出扭矩和有效功率。

现有分配阀配气相位

设定马达的进气压力P1分别为0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa，马达结构和配气相位参数不变，改变马达转速测得气动马达速度特性曲线如图4 所示。由图(a、b和c）可知，随着进气压力的增大，在对应转速下马达的输出扭矩和有效功率均逐渐增大，最大输出有效功率为8.2k W，最大输出有效扭矩为37.1N·m。气动马达的输出扭矩随马达转速的升高持续下降，下降幅度越来越小，输出扭矩变化范围较大，具有低转速高扭矩，且随转速变化较大。在不同的进气压力条件下，马达的输出有效功率呈先增后减趋势，马达输出最大功率出现在转速n=300~400r/min，马达可用的输出转速范围较窄，一般为100r/min～800r/min。

曲线图

缸径D=120mm 的气动马达，当进气压力为0.6MPa时，最大有效功率p=16k W，最大输出扭矩M=45N·m，马达输出有效速度范围为100r/min～1500r/min，且输出最大功率出现在转速n=1200r/min。根据马达的配气结构和配气相位，出现上述差距的主要原因有:

1）马达配气阀的配气相位，相位角与活塞的工作过程不对应，马达气缸未在正确的时刻与外界进行气体交换；

2）马达配气阀的结构，现有配气阀的进气截面和阀芯直径较小，配气相位对应的阀芯弧长较短，阀芯阀体之间漏气严重，使得单位转速内马达的进气量较小，输出扭矩和功率较低；

3）马达的曲轴连杆结构尺寸，有曲轴、连杆和活塞组成的曲柄滑块机构未能将压缩气体的压力能完全转化为机械能输出