《液压与气压传动技术》摆动气马达与气动马达（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《液压与气压传动技术》摆动气马达与气动马达-讲义 1.了解气动马达的工作原理。 2.掌握液气动马达的图形符号及应用。 知识点一 摆动气马达 一、基本定义与功能： 1.定义：摆动气马达是一种气动执行元件，在小于360°的角度范围内实现往复摆动，将压缩空气的压力能转化为机械能，输出力矩驱动机构运动。 2.核心功能：通过方向控制阀调节进/排气方向，实现正/反向摆动。 二、叶片式摆动气马达： 叶片式摆动气马达的实物与结构，如图1所示。 1.结构： （1）定子设计两条气路（左路、右路），转子带有叶片。 （2）左路进气时右路排气，压缩空气推动叶片带动转子逆时针转动；反之顺时针转动。 2.特点： （1）常用摆动角度：90°、180°、270°（不超过360°）； （2）结构紧凑，适合小角度摆动场景。 图1 叶片式摆动气马达 三、齿轮齿条式摆动气马达： 齿轮齿条式摆动气马达的实物与结构，如图2所示 1.结构： （1）活塞通过齿轮齿条机构将直线运动转换为回转运动。 （2）活塞左腔进气时，齿条左移驱动齿轮顺时针转动；反之逆时针转动。 2.特点： （1）回转角度理论上无限制（实际应用通常不超过360°）； （2）摆动角度由活塞行程和齿轮节圆半径共同决定； （3）齿条长度限制实际应用（过长不适用）。 图2 齿轮齿条式摆动气马达 四、关键参数与性能： 1.输出力矩：取决于气压、叶片/齿条受力面积及机械效率。 2.摆动角度范围： （1）叶片式：固定角度（90°、180°、270°）； （2）齿轮齿条式：可调（受活塞行程和齿轮尺寸限制）。 3.抗冲击性：输出轴对冲击耐力低，需加装缓冲装置或制动器防止损坏。 补充：图3所示，为摆动气马达的图形符号。 图3 摆动气马达的图形符号 摆动气马达的核心功能是（ ） A. 实现 360° 连续旋转 B. 在小于 360° 范围内往复摆动 C. 输出直线运动 D. 调节气压大小 【答案】B 【解析】摆动气马达通过控制进排气方向，实现正 / 反向摆动，角度范围通常小于 360°。 1.齿轮齿条式摆动气马达的摆动角度由什么决定（ ） A. 叶片数量 B. 活塞行程和齿轮节圆半径 C. 气压大小 D. 气缸直径 【答案】B 【解析】齿轮齿条机构将活塞直线运动转化为旋转，角度由行程和齿轮尺寸共同决定。 2.以下哪种摆动气马达的抗冲击性较差（ ） A. 叶片式 B. 齿轮齿条式 C. 两者均差 D. 两者均好 【答案】A 【解析】叶片式输出轴直接连接叶片，对冲击敏感，需额外缓冲装置。 3.摆动气马达输出力矩与以下哪项无关（ ） A. 气压大小 B. 叶片受力面积 C. 机械效率 D. 摆动角度 【答案】D 【解析】输出力矩取决于气压、受力面积和效率，与摆动角度无直接关系。 1.叶片式摆动气马达左路进气时，转子转向是（ ） A. 顺时针 B. 逆时针 C. 不转动 D. 往复摆动 【答案】B 【解析】叶片式摆动气马达左路进气推动叶片，使转子逆时针转动，右路排气。 2.摆动气马达需要加装缓冲装置的原因是（ ） A. 提高输出力矩 B. 降低能耗 C. 调节摆动角度 D. 减少振动和冲击 【答案】D 【解析】输出轴抗冲击性低，缓冲装置可防止运动末端的机械损伤。 3.齿轮齿条式摆动气马达的实际应用角度通常不超过（ ） A. 90° B. 180° C. 270° D. 360° 【答案】D 【解析】理论上无限制，但受齿条长度限制，实际应用通常不超过 360°。 · 摆动气马达实现小于 360° 的往复摆动，通过方向控制阀调节摆动方向。 · 叶片式：固定角度（90°、180°、270°），结构紧凑。 · 齿轮齿条式：角度可调（受行程限制），需较大空间。 · 输出力矩取决于气压、受力面积和效率，抗冲击性差需缓冲装置。 知识点二 气动马达定义及工作原理 一、基本定义与核心特点： 1.定义：气动马达是一种将压缩空气的压力能转化为旋转机械能的能量转换装置。其功能与电动机或液压马达类似，可输出力矩驱动机构旋转。 2.核心特点：以压缩空气为动力源，适用于防爆、潮湿、高温等特殊环境。 二、双向旋转叶片式气动马达： 如图示4所示，为双向旋转叶片式气动马达工作原理。 图4 双向旋转叶片式气动马达工作原理图 1.工作过程： （1）压缩空气输入：从A孔进入气动马达，作用于叶片外伸部分。 （2）转矩生成：因两侧叶片长度不等，产生转矩差，驱动转子逆时针旋转。 （3）排气路径：做功后的气体通过C孔排出，残余气体经B孔排出。 （4）方向切换：若压缩空气由B孔输入，A/C孔排气，则转子顺时针旋转。 2.密封机制： （1）离心力：转子高速旋转时，叶片被甩出紧贴定子内壁。 （2）气压辅助：叶片底部通入压缩空气，增强密封性。 3.图形符号：如图5所示，表示双向可逆旋转气动马达。 图5 双向旋转叶片式气动马达图形符号 气动马达的核心功能是（ ） A. 将电能转化为机械能 B. 将气压能转化为旋转机械能 C. 将机械能转化为气压能 D. 将热能转化为旋转机械能 【答案】B 【解析】气动马达通过压缩空气驱动内部机构（如叶片或齿轮）旋转，将气压能转化为旋转机械能。与电动机（电能→机械能）和液压马达（液压能→机械能）不同，其优势在于防爆性（无电火花）、耐潮湿和耐高温，适合煤矿、化工等特殊环境。 1.双向旋转叶片式气动马达的旋转方向由什么决定（ ） A. 叶片数量 B. 压缩空气输入孔 C. 定子直径 D. 转子长度 【答案】B 【解析】压缩空气从左孔输入时逆时针旋转，从右孔输入时顺时针旋转，方向由进气口决定。 2.叶片式气动马达的叶片在旋转时如何保持密封（ ） A. 仅靠离心力 B. 仅靠气压辅助 C. 离心力+气压辅助 D. 弹簧弹力 【答案】C 【解析】离心力使叶片紧贴定子内壁，同时叶片底部通入压缩空气增强密封性。 3.叶片式气动马达的转矩生成原理是（ ） A. 叶片两侧压力差 B. 叶片长度差产生的转矩差 C. 定子与转子摩擦 D. 压缩空气直接推动转子 【答案】B 【解析】因叶片外伸部分长度不等，两侧受力不均，产生转矩差驱动转子旋转。 1.因叶片外伸部分长度不等，两侧受力不均，产生转矩差驱动转子旋转（ ） A. 通过专用排气孔排出 B. 做功后直接从进气孔排出 C. 部分残留于气缸内 D. 与进气混合循环利用 【答案】A 【解析】做功后的气体通过C孔排出，残余气体经B孔排出（双向旋转时）。 2.若需调节气动马达的转速，应调整（ ） A. 进气压力 B. 叶片数量 C. 排气孔大小 D. 定子尺寸 【答案】A 【解析】转速与进气压力正相关，压力越高，转速越快（需配合负载调整）。 3.叶片式气动马达的叶片材料通常为（ ） A. 铝合金 B. 橡胶 C. 耐磨塑料 D. 弹簧钢 【答案】D 【解析】叶片需承受高速离心力和摩擦，常用弹簧钢等高强度材料。 · 气动马达将压缩空气的压力能转化为旋转机械能，用于驱动机构旋转，适用于防爆、潮湿等特殊环境。 · 双向旋转叶片式气动马达通过切换进气口改变旋转方向. · 双向旋转叶片式气动马达叶片因长度差产生转矩，密封依赖离心力和气压辅助。 · 结构简单、维护方便、过载保护，但效率较低，转速与转矩成反比。 知识点三 气动马达的特点及应用 一、气动马达的特点： 1.环境适应性强： （1）防爆性能优异，可在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣环境中安全运行。 （2）不受高温和振动影响，适合极端工况。 2.过载保护能力： （1）可长时间满载工作，温升低。 （2）过载时自动降速或停机，解除后立即恢复正常运转。 3.无级调速特性： 通过调节节流阀控制压缩空气流量，实现0~25000 r/min或更高转速的连续调节。 4.高启动转矩： 可直接带负载启动，启停响应迅速。 5.宽功率与转速范围： （1）功率覆盖几百瓦至几万瓦。 （2）转速调节范围极广，适用于不同负载需求。 6.结构与经济性优势： （1）体积小、重量轻，适合狭小空间和手持工具。 （2）操作简便，支持正反转，维护成本低。 7.缺点： （1）速度稳定性差，输出功率相对较小。 （2）耗气量大、效率低，运行噪声和振动较明显。 二、气动马达的应用： 1.适用场景： （1）需无级调速、频繁启停或换向的设备。 （2）高温、潮湿、易燃、易爆环境。 （3）需负载启动、人工操作不便或有过载风险的场合。 2.典型行业： （1）矿山机械：凿岩机、矿用绞车等。 （2）制造业：自动化生产线、装配工具。 （3）石油化工：防爆设备、管道清洗机械。 （4）交通运输：船舶甲板机械、铁路检修工具。 （5）建筑工程：风钻、风镐、混凝土振捣器。 （6）轻工业：造纸机械、纺织设备。 3.常见气动工具：风钻、风扳手、风砂轮、风动铲刮机、喷漆枪等。 气动马达的环境适应性不包括以下哪项（ ） A. 防爆性能 B. 耐高温 C. 耐潮湿 D. 高精度定位 【答案】D 【解析】气动马达因无电火花、结构简单，适合防爆、高温、潮湿环境，但转速稳定性差，难以实现高精度定位（需搭配伺服系统）。 1.气动马达的过载保护特性是指（ ） A. 过载时自动断电 B. 过载时降速或停机，解除后恢复 C. 需人工复位 D. 过载后永久损坏 【答案】B 【解析】过载导致阻力增大，进气流量减少，转速下降甚至停转，气动马达的过载保护特性无需额外保护电路，适合频繁过载的手持工具。 2.气动马达实现无级调速的关键部件是（ ） A. 方向控制阀 B. 节流阀 C. 溢流阀 D. 减压阀 【答案】B 【解析】调速原理：节流阀调节进气流量，流量与转速成正比。 3.气动马达的高启动转矩特性意味着（ ） A. 可直接带负载启动 B. 启动时需空载 C. 启动转矩小于运行转矩 D. 启动电流大 【答案】A 【解析】根据转矩曲线：启动转矩为最大转矩（100%），运行中随转速升高而下降。 1.气动马达的噪声主要来源于（ ） A. 叶片摩擦 B. 压缩空气膨胀 C. 转子不平衡 D. 轴承磨损 【答案】B 【解析】气压传动的工作介质是压缩空气，取用方便，用后可直接排入大气。 2.以下哪种行业不适合使用气动马达 ( ) A. 石油化工 B. 精密数控机床 C. 建筑工程 D. 船舶制造 【答案】B 【解析】精密加工要求数控机床需高精度定位和转速稳定性，气动马达难以满足。可采用伺服电机+滚珠丝杠组合替代。 3.气动马达的典型应用不包括（ ） A. 风动扳手 B. 混凝土振捣器 C. 汽车发动机 D. 喷漆枪 【答案】C 【解析】汽车发动机：内燃机或电动机驱动，气动马达仅用于特殊场合（如防爆叉车）；喷漆枪原理：高速气流雾化油漆，需气动马达驱动空压机。 · 环境适应性强（防爆、耐高温、耐潮湿）；过载自动保护，无级调速，高启动转矩。 · 应用于需防爆、频繁启停、极端工况的行业（矿山、化工、建筑）。 · 结构简单、维护成本低、适合恶劣环境但效率低、噪声大、需气源支持。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$