浅析复速级冲击涡轮式气动马达
浅析复速级冲击涡轮式气动马达
秦方圆
谭利
123000）
（阜新百盛机械有限责任公司，辽宁阜新
[摘要]复速冲击涡轮式气动马达是透平机械的一种，在实际中有很大的应用空间，本文对其工作原理进行探讨。
[关键词]复速冲击涡轮式；气动马达；压缩空气1气动马达简介及应用
气动马达是将压缩空气作为动力源，将其具有的压力能或速度能转变为转子机械能的动力机械。过去将气动马达用于在具有压缩空气源的地方并存在爆炸性瓦斯的场所，从安全角度出发代替电动机使用。近来由于其性能突出及使用方便，气动马达已作为普通机械的原动机，在各方面得到了广泛的应用。气动马达根据其性能可分为容积式及透平式两大类，复速级冲击涡轮式气动马达属于透平式，其充分利用了气体动能，使之输出功率大，效率高。这类气动马达具有体积小，重量轻，转速高等优点。
2复速级冲击涡轮式气动马达工作原
理
1———喷嘴，2———动叶，3———导叶，4———动叶，5———键，
6———轴，7———机壳，8———轮盘
图1复速级冲击涡轮式气动马达工作原理示意图
如图1所示，复速级冲击涡轮式气动马达具有两级动叶，两级动叶具有相同的叶片数，同时固定在叶轮轮盘上，再通过键与输出轴联接
在一起。喷嘴和导叶固定在机壳上一起组成静止部分。
具有绝对压力p 0、绝对速度c 0的压缩气体自喷嘴的进口流入，流出时其压力降为p 1，工质速度升高为c 1，然后依次通过第一级动叶、导叶和第二级动叶，从马达出口流出。这种马达利用工质动能冲击动叶去做功，输出功率和扭矩。
3复速级冲击涡轮式气动马达工质流动分析
假定流过喷嘴的气体为理想气体，由于流经喷嘴内气体过程速度很快，因此变化过程可看成是绝热膨胀过程，喷嘴入口可以是各种形状，其入口直接与进气管道连接。
每个渐缩形喷嘴大小、形状均彼此相同，各个喷嘴均匀布置在第一级动叶轮的进口侧。
喷嘴具有以下主要作用：
1）将压力为p 0的工质的绝大部分静压能转变为工质的动能；2）把高速工质平稳地导入第一级动叶的入口。
动叶轮及导叶内气体在圆柱面上流动，将图1中的平均半径r m 的圆柱面展开成平面，如图所示，从左至右依次是喷嘴、第一级动叶、导叶、第二级动叶轮的部分叶片断
面。
图2复速级冲击涡轮式气动马达柱面展开图
76
根据能量方程，可以在设计计算中确定喷嘴、第一级动叶、导叶、第二级动叶尺寸。
4影响复速级冲击涡轮式气动马达工作性能因素分析4.1喷嘴结构
工质在喷嘴中绝热流动，有能量方程为基础，出口速度可用下式计算：
c 1=
由连2K p 0v 0续性方程可求1-得p 1
通过喷嘴的+c2
1）
工质流量，可用下式求得：G=A 1c 1
2）
1
v 1可用理想气体绝热方程求得。因此其实际流量受喷嘴出口面积影响。
4.2动叶及导叶结构
对于叶轮机械，工质在其间流动的速度可包括绝对速度c 、相对速度w 和圆周速度u ，其三者符合矢量关系式。工质在导叶中流动只改变流动方向，其大小不发生改变，如图3所示
。
图3复速级冲击涡轮式气动马达动叶速度三角形
同样，亦由连续性方程其动叶结构尺寸对流量有影响。在设计计算中，可由喷嘴求得的流量计算动叶的结构尺寸，动叶的进出口一般为
扇形，当径高比比较大时可看成矩形。
5结论
当在需要有高速大功率气动马达的场合，复速级冲击涡轮式气动马达是最佳的选择，因为这种马达的功率越大，转速越高，其内部的气流通道符合工质流动损失较小的规律，绝热效率高。掌握其工作原理，可对这种马达的运行及设计开发进行优化。
作者简介：秦方圆，1986年出生，女，辽宁阜新人，现工作于阜新百盛机械有限责任公司，于2009年毕业于吉林农业大学，农业机械化及其自动化专业，学历大学本科，研究方向为机械设计与制造，职称助理工程师。
[参考文献]
[1]李富成. 复速级冲击涡轮式气动马达设计计算[J].凿岩机械气动工具,2000. [2]王学灵. 透平气动马达转子系统的动力学特性研究[J].液压气动与密封, 2009.
浅析复速级冲击涡轮式气动马达
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
秦方圆， 谭利
阜新百盛机械有限责任公司,辽宁阜新,123000科技风
Technology Wind2014(11)
参考文献(2条)
1. 李富成 复速级冲击涡轮式气动马达设计计算 20002. 王学灵 透平气动马达转子系统的动力学特性研究 2009
引用本文格式：秦方圆. 谭利 浅析复速级冲击涡轮式气动马达[期刊论文]-科技风 2014(11)