气动马达原理-特点--选型

气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能并产生旋转运动的气动执行元件。常用的气压马达是容积式气动马达，它利用工作腔的容积变化来作功，分叶片式、活塞式和齿轮式等型式．[1]

气动马达是把压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置。它的作用相当于电动机或液压马达，即输出转矩以驱动机构作旋转运动。

气动马达相对于电动机(或称马达)的主要区别是：

1.小体积能产生高功率。

2.高适应性，温升较小，转速可随负载改变，直至超载停机而不会对气动马达产生任何损伤，因此选择时可考虑采用较低的安全系数。

3.急启动，急停机，特别适合频繁启动的场合，而且换向非常容易。

4.简单的无级调速，从零到最大，操作灵活。

5.启动扭矩较大，能带载启动。

6.结构简单，气动马达使用寿命特别长。

7.不受外部环境的影响，甚至在水中、多尘、潮湿、脏污等恶劣环境中，因为气动马达运转时内部压力都比外部压力大。

8.安全，防爆，气动马达不产生火花、过热、爆炸、短路(电)等危险因素，尤其适用于带易燃易爆物质或高温的环境，如对溶剂、油漆、化学品等的搅拌。

以上各点是气动马达相对于电动机的主要优点，也是其在多个工业领域得到采用的原因。气动马达的缺点是：输出功率小，耗气量大，效率低，噪音大，容易产生振动。

气动马达是以压缩空气为工作介质的原动机，它是采用压缩气体的膨胀作用，把压力能转换为机械能的动力装置。

各类型式的气动马达尽管结构不同，工作原理有区别，但大多数气动马达具有以下特点：

1.可以无级调速。只要控制进气阀或排气阀的开度，即控制压缩空气的流量，就能调节马达的输出功率和转速。便可达到调节转速和功率的目的。

2.能够正转也能反转。大多数气马达只要简单地用操纵阀来改变马达进、排气方向，即能实现气马达输出轴的正转和反转，并且可以瞬时换向。在正反向转换时，冲击很小。气马达换向工作的一个主要优点是它具有几乎在瞬时可升到全速的能力。叶片式气马达可在一秒半的时间内升至全速；活塞式气马达可以在不到一秒的时间内升至全速。利用操纵阀改变进气方向，便可实现正反转。实现正反转的时间短，速度快，冲击性小，而且不需卸负荷。

3.工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适用于恶劣的工作环境，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作。

4.有过载保护作用，不会因过载而发生故障。过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。可以长时间满载连续运转，温升较小。

5.具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动。起动、停止均迅速。可以带负荷启动。启动、停止迅速。

6.功率范围及转速范围较宽。功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从零一直到每分钟万转。

7.操纵方便，维护检修较容易 气马达具有结构简单，体积小，重量轻，马力大，操纵容易，维修方便。

8.使用空气作为介质，无供应上的困难，用过的空气不需处理，放到大气中无污染 压缩空气可以集中供应，远距离输送

由于气马达具有以上诸多特点，故它可在潮湿、高温、高粉尘等恶劣的环境下工作。除被用于矿山机械中的凿岩、钻采、装载等设备中作动力外，船舶、冶金、化工、造纸等行业也广泛地采用。[2]

特点包括:

1) 可变转速,可变转速;

2) 防爆 - 无火花; 不起静电

3) 运转不发热;

4) 不会烧坏;

5) 正反转方向都可以。

气动马达与和它起同样作用的电动机相比，其特点是外壳体轻，输送方便；又因为其工作介质是空气，就不必担心引起火灾；气动马达过载时能自动停转，而与供给压力保持平衡状态。由于上述特点，因而气动马达广泛应用于矿山机械、易燃易爆液体及气动工具等场合。

气动马达与液压马达相比：

(1)工作安全，具有防爆性能，同时不受高温及振动的影响；

(2)可长期满载工作，而温升较小；

(3)功率范围及转速范围均较宽，功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从每分钟几转到几万转。

(4)具有较高的起动转矩．能带载启动；

(5)结构简单，操纵方便，维修容易，成本低

(1)速度稳定性差；

(2)输出功率小，效率低，耗气量大；

(3)噪声大，容易产生振动。

市场上最常用有三种，分别为：叶片式气动马达、活塞式气动马达、齿轮式气动马达）

叶片式气动马达与活塞式气动马达的特点相比较而言：叶片式气动马达转速高扭矩略小，活塞式气动马达转速略低扭矩大，但是气动马达相对液压马达而言转速还算是高的，扭矩是小的。

叶片式气动马达与相似功率的活塞式马达相比，其体积更小，重量更轻，造价更低。简单的设计和结构使它们在大多数情况下能在任何安装角度位置运转。叶片式马达的转速、扭矩和功率范围更广，是最常用的气动马达形式。径向活塞气动马达运转速度比叶片式马达低。具有优良的起动和速度控制性能。特别擅长在低速和重负载情况下运行。标准运转位置为水平位置。可反转/单向旋转气动马达单向旋转气动马达的转速、扭矩和功率额定值都稍高于同一系列可反转气动马达当选用气动马达时，请记住技术规格列表仅展示了在特定压力—90psig（6bar）时的一组性能数字。气动马达的标定性能是该压力下的工作性能。通过调节压力、供气或排气，同一马达可实现许多不同的转速。扭矩和功率。当它们在低于40psig的压力下运转时，其性能可能会不稳定。一个应遵循的规则是以最低可达到空气压力的约70%为基准，来决定气动马达的大小。这样能有额外的功率用于气动和可能的超载。

最大功率：未经调速的气动马达在空转转速约50%时，输出最大功率，而经调速的马达在空转转速约80%时，达到其峰值功率。

工作转速：当选用气动马达时，应当考虑工作转速，而不是空载转速未经调速的气动马达不应当空载运转。性能曲线指示出应使马达运转的最高转速。铭牌上压印转速的出现只是为了达到标识目的。

所需扭矩：与气动马达运转转速同样重要的是工作扭矩。转速和扭矩两个因素的结合决定了所需马达的功率。当选用马大时，必须注意堵转扭矩和额定扭矩之间的区别。

转速和扭矩：起动扭矩是堵转扭矩的75%左右，任何转速时的运转扭矩或额定转速扭矩都可以接近马达性能曲线，或者用下列公式计算:

P=M*n/9550

P=输出功率 单位KW

M=额定扭矩 单位Nm

n=额定转速 单位rpm