CN118705015B - 一种自润滑叶片式气动马达 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种自润滑叶片式气动马达，具体涉及马达技术领域，包括转子、与转子连接的转轴、呈环形阵列嵌入设置在转子外侧的多个叶片、进气组件、出气组件，叶片的外端与摩擦组件连接，摩擦组件的外侧与定子组件摩擦接触；定子组件包括呈环形阵列分布设置在摩擦组件外部的多个侧板、卡合结构、虹膜机构，虹膜机构与用于多个侧板定位的限位结构连接，限位结构还与卡合结构连接，定子组件的外部设置有防护外壳，转轴同轴穿过防护外壳。本发明提供的自润滑叶片式气动马达，能够方便石墨块频繁安装，同时降低乃至消除了马达内润滑物对食品加工的不良影响，避免了润滑物向空气中的挥发逸散，增加了食品加工的安全性。

Description

一种自润滑叶片式气动马达

技术领域

本发明属于马达技术领域，具体涉及一种自润滑叶片式气动马达。

背景技术

气动马达在采矿行业、造纸行业、石化机械、船机械等各个领域得到广泛的应用。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。现有的气动马达在工作时，均需要向压缩空气添加润滑油，以起到润滑定子内壁的效果，然而这在食品等特殊行业无法运用。

申请号为2013102122140的中国发明专利公开了一种自润滑叶片式气动马达，通过在定子内壁上设置有镍包石墨自润滑涂层，叶片的外表面上设置有镍包石墨自润滑涂层，实现了自润滑性能，降低了叶片与定子内壁之间的磨损，不需要添加吹油雾装置；但是这种方式也会造成以下两个技术问题：

（1）石墨的高温磨损摩擦，进而造成石墨颗粒的脱落挥发问题，需要对石墨层频繁的涂装，操作不便；

（2）石墨的脱落挥发也会给食品安全带来一定的影响，如何避免石墨向空气中的逸散，也是需要重点要解决的技术问题。

因此，本方案中提出一种自润滑叶片式气动马达，通过改进现有的马达结构，来解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自润滑叶片式气动马达，解决了如何方便石墨块频繁安装的技术问题，同时降低乃至消除了马达内润滑物对食品加工的不良影响，避免了润滑物向空气中的挥发逸散，增加了食品加工的安全性。

一种自润滑叶片式气动马达，包括转子、与所述转子连接的转轴、呈环形阵列嵌入设置在所述转子外侧的多个叶片、进气组件、出气组件，所述叶片的外端与石墨材质的摩擦组件连接，所述摩擦组件的外侧与定子组件摩擦接触；

所述定子组件包括呈环形阵列分布设置在所述摩擦组件外部的多个侧板、用于对多个所述侧板轴向限位的卡合结构、与多个所述侧板端部连接的虹膜机构，所述虹膜机构与用于多个所述侧板定位的限位结构连接，所述限位结构还与所述卡合结构连接，所述定子组件的外部设置有防护外壳，所述转轴同轴穿过所述防护外壳；

所述进气组件与其中一所述侧板连接，所述出气组件与另一相邻的所述侧板连接，所述进气组件和所述出气组件穿过所述防护外壳设置。

所述摩擦组件包括卡设在所述叶片外端的多个石墨块一和多个石墨块二，所述石墨块一和所述石墨块二相互间隔分布，所述石墨块一和所述石墨块二均与所述侧板的内侧摩擦接触；

所述石墨块一上设置有卡槽一，所述石墨块二上设置有卡槽二，所述卡槽一和所述卡槽二分别与所述叶片卡接。

所述虹膜机构包括同轴连接在所述转轴一端的定位板、呈环形阵列设置在所述定位板边沿的五个齿轮轴、同轴连接在所述齿轮轴上的齿轮、一端与所述齿轮轴固定连接的弧形杆，所述弧形杆的外侧与所述侧板的一端固定连接，五个所述齿轮与所述限位结构连接。

其中，转轴的一端同轴转动连接在所述定位板的中心，这样当转轴旋转时，不会对定位板产生的影响。

所述卡合结构包括靠近所述转子端部设置的端部板、呈环形阵列设置在所述端部板外侧的五个卡条，所述卡条的一端与所述端部板垂直固定连接，所述端部板中心设置有通孔，所述转轴同轴穿过所述通孔。

其中，端部板与定位板相互平行，且分别靠近转子的两端设置。

所述限位结构包括与五个所述齿轮同时啮合连接的齿圈、与所述齿圈连接的径向限位组件、与所述齿圈连接的轴向限位组件，所述齿圈同轴且活动贴合在所述定位板上。

齿圈可以绕着定位板的中心转动，以此带动五个齿轮同时转动，并通过径向限位组件和轴向限位组件，对齿圈的位置进行限定，以便实现对齿圈和五个齿轮的定位连接。

所述径向限位组件包括与所述齿圈啮合连接的限位齿轮、穿过所述限位齿轮中心的限位轴，所述限位轴的一端转动连接在所述定位板上，另一端设置有外螺纹且穿过固定座，所述外螺纹与螺帽连接，所述固定座固定设置在所述定位板上；

所述齿圈的内侧和外侧分别设置有内啮合齿、外啮合齿，所述齿轮与所述外啮合齿连接，所述限位齿轮与所述内啮合齿连接。

所述轴向限位组件包括限位杆、与所述限位杆连接的螺栓，所述限位杆为L型；

所述齿圈的外侧设置有限位槽，所述限位杆的一端滑动嵌设在所述限位槽中，所述限位杆的另一端通过螺栓固定连接在所述卡条的自由端。

当齿圈在外力下被拨动转动时，限位杆的一端在限位槽中滑动，实现对齿圈的限位。

所述防护外壳包括一端封闭且另一端开口的防护筒、螺纹连接在所述防护筒开口一端的端盖、通过旋转密封连接在所述端盖上的密封板，所述转轴穿过所述端盖和所述密封板的中心；

所述端盖靠近所述端部板设置且与所述端部板之间设置有间距。

其中，密封板同轴固定在转轴上，当转轴旋转时，也会带动密封板转动，由于密封板与端盖旋转密封连接，因此不会造成石墨颗粒的逸散。

所述端盖的外侧与抽吸管一的一端连接，所述防护筒的封闭端与抽吸管二的一端连接，所述抽吸管一和所述抽吸管二的另一端连接在抽吸泵上。

所述侧板的内侧设置有若干的凹槽，所述石墨块一滑动嵌设在所述凹槽内，所述石墨块二与所述侧板的内侧面滑动接触；以此石墨块一、石墨块二与侧板之间密封起来，便于气体推动叶片转动。

本发明的积极效果在于如下几点：

（1）设置有摩擦组件，具体包括多个石墨块一和多个石墨块二，具有如下的几点技术效果：

一是不同于现有的将石墨涂覆在定子上的润滑方式，而是通过叶片，带动石墨块一和多个石墨块二绕着转子中心做转动的运动，通过侧板内侧设置有若干的凹槽对石墨块一进行限位，可以充分的润滑，即将叶片与石墨层之间的摩擦，改变成石墨块与定子内侧的摩擦，有助于保护叶片和定子；

二是石墨块一上设置有卡槽一，石墨块二上设置有卡槽二，卡槽一和卡槽二分别与叶片连接，因此，石墨块一和石墨块二的安装和更换更加方便，相比设置涂层，更加易于操作；

三是本方案中设置的石墨块一和多个石墨块二，位于叶片和侧板之间，实现了叶片和侧板之间的封闭，从而在进气和出气时，不会影响到叶片和转子的工作效率；

（2）设置有虹膜机构，并配合限位结构，实现了如下的几点技术效果：

一是在弧形杆的带动下，带动侧板转动，实现与石墨块一和石墨块二的结合或者分离，方便安装与拆卸；

二是侧板充当定子的功用，实现了对石墨块一和石墨块二的限位；

三是在限位结构的作用下，对弧形杆和侧板的位置进行固定；

（3）设置有卡合结构，实现了如下的几点技术效果：

一是对相邻的两个侧板进行密封封闭，同时也实现了对侧板的限位；

二是通过卡条连接固定限位杆，进而实现了对齿圈的限位；

（4）设置有防护外壳，实现了如下的几点技术效果：

一是对侧板、虹膜机构、卡合结构进一步的封闭，避免石墨粉逸散出来；

二是与抽吸泵配合，利用抽吸管一和抽吸管二，将石墨粉抽吸出来，排出室外。

附图说明

图1是本发明中气动马达的外部整体结构示意图。

图2是本发明中外壳的爆炸结构示意图。

图3是本发明中气动马达的内部整体结构示意图。

图4是本发明中卡合结构与齿圈的连接结构示意图。

图5是本发明中定位板与侧板的连接结构示意图。

图6是本发明中弧形杆与多个侧板的内部结构示意图。

图7是本发明中转子、叶片和摩擦组件的内部结构示意图。

图8是本发明中摩擦组件的连接结构示意图。

图9是本发明中叶片、摩擦组件和侧板的连接结构示意图。

其中，附图标记为：1、防护筒；2、抽吸管一；3、端盖；4、密封板；5、转轴；6、进气管；7、出气管；8、抽吸管二；10、端部板；11、卡条；12、限位杆；121、螺栓；13、齿轮；14、齿轮轴；15、齿圈；16、定位板；161、侧板；162、弧形杆；163、内侧面；164、凹槽；17、通气孔；18、固定座；19、螺帽；20、限位齿轮；21、转子；22、叶片；23、石墨块一；231、卡槽一；24、石墨块二；241、卡槽二。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1-图9，一种自润滑叶片式气动马达，包括转子21、与转子21连接的转轴5、呈环形阵列嵌入设置在转子21外侧的多个叶片22、进气组件、出气组件，叶片22的外端与石墨材质的摩擦组件连接，摩擦组件的外侧与定子组件摩擦接触；

定子组件包括呈环形阵列分布设置在摩擦组件外部的多个侧板161、用于对多个侧板161轴向限位的卡合结构、与多个侧板161端部连接的虹膜机构，虹膜机构与用于多个侧板161定位的限位结构连接，限位结构还与卡合结构连接，定子组件的外部设置有防护外壳，转轴5同轴穿过防护外壳；

进气组件与其中一侧板161连接，出气组件与另一相邻的侧板161连接，进气组件和出气组件穿过防护外壳设置。

其中，进气组件包括进气管6、阀门一，出气组件包括出气管7、阀门二，进气管6的一端穿过防护外壳与其中一侧板161连通，出气管7的一端穿过防护外壳与另一侧板161连通，契合现有技术中的进出气结构，在此不再详述。

摩擦组件包括卡设在叶片22外端的多个石墨块一23和多个石墨块二24，石墨块一23和石墨块二24间隔分布，石墨块一23和石墨块二24均与侧板161的内侧摩擦接触；

石墨块一23上设置有卡槽一231，石墨块二24上设置有卡槽二241，卡槽一231和卡槽二241分别与叶片22连接。

虹膜机构包括同轴连接在转轴5一端的定位板16、呈环形阵列设置在定位板16边沿的五个齿轮轴14、同轴连接在齿轮轴14上的齿轮13、一端与齿轮轴14固定连接的弧形杆162，弧形杆162的外侧与侧板161的一端固定连接，五个齿轮13与限位结构连接。

更优地，在定位板16上设置通气孔17，方便石墨粉逸散到防护筒1的端部，随后被抽吸走并排出。

将虹膜机构用在本方案中，与侧板161、卡合结构结合使用，用在气动马达的设计改进中，气动马达的本体结构不做较大改动下，使得气动马达具有可拆卸性，进而方便了石墨块一23和石墨块二24的安装、拆卸，判断石墨块一23和石墨块二24是否要拆卸，主要是根据气动马达的实际工作时长来判断的，由于叶片22离心力的作用，石墨块一23会始终与凹槽164接触，石墨块二24也会始终与侧板161的内侧面163接触，因此当石墨块一23和石墨块二24磨损到断裂两部分时，进行更换，可以通过预先实验来判断。

卡合结构包括靠近转子21端部设置的端部板10、呈环形阵列设置在端部板10外侧的五个卡条11，卡条11的一端与端部板10垂直固定连接，端部板10中心设置有通孔，转轴5穿过通孔。

在实际工作时，石墨块二24由于在侧板161的凹槽164之外，因此石墨块二24也会和卡条11的内侧接触。

限位结构包括与五个齿轮13同时啮合连接的齿圈15、与齿圈15连接的径向限位组件、与齿圈15连接的轴向限位组件，齿圈15同轴且活动贴合在定位板16上。

径向限位组件包括与齿圈15啮合连接的限位齿轮20、穿过限位齿轮20中心的限位轴，限位轴的一端转动连接在定位板16上，另一端设置有外螺纹且穿过固定座18，外螺纹与螺帽19连接，固定座18固定设置在定位板16上；

齿圈15的内侧和外侧分别设置有内啮合齿、外啮合齿，齿轮13与外啮合齿连接，限位齿轮20与内啮合齿连接。

旋转螺帽19，实现与外螺纹的紧固连接，进而将限位齿轮20固定住，最终实现了对齿圈15的固定。

轴向限位组件包括限位杆12、与限位杆12连接的螺栓121，限位杆12为L型；

齿圈15的外侧设置有限位槽，限位杆12的一端滑动嵌设在限位槽中，限位杆12的另一端通过螺栓121固定连接在卡条11的自由端。

拧动螺栓121，将限位杆12固定连接在卡条11上，限位杆12实现对齿圈15的定位，避免齿圈15从定位板16上的脱落。

防护外壳包括一端封闭且另一端开口的防护筒1、螺纹连接在防护筒1开口一端的端盖3、通过旋转密封连接在端盖3上的密封板4，转轴5穿过端盖3和密封板4的中心；

端盖3靠近端部板10设置且与端部板10之间设置有间距。

端盖3的外侧与抽吸管一2的一端连接，防护筒1的封闭端与抽吸管二8的一端连接，抽吸管一2和抽吸管二8的另一端连接在抽吸泵上。

当侧板161的内部产生石墨粉尘时，石墨粉尘会进入到防护筒1的一端、端盖3内部，由于两者均是密封结构，通过抽吸泵的抽吸，将石墨粉尘抽出排出到室外。

侧板161的内侧设置有若干的凹槽164，石墨块一23滑动嵌设在凹槽164内，石墨块二24与侧板161的内侧面163滑动接触。

本方案中的石墨块一23和石墨块二24均为镍包石墨材质。

此外，关于气动马达其它的部分，如减速部分、空气过滤及气压调节部分、气动三联件等均为现有技术，其具体连接方式与现有技术一致，在此不再详述。

本发明的具体工作原理如下：

设置有摩擦组件，具体包括多个石墨块一23和多个石墨块二24，不同于现有的将石墨涂覆在定子上的润滑方式，而是通过叶片22带动石墨块一23和多个石墨块二24绕着转子21中心做转动的运动，通过侧板161内侧设置有若干的凹槽164对石墨块一23进行限位，可以实现充分的润滑，即将叶片22与石墨层之间的摩擦，改变成石墨块与定子内侧的摩擦，还有助于保护叶片22和定子；

石墨块一23上设置有卡槽一231，石墨块一23上设置有卡槽二241，卡槽一231和卡槽二241分别与叶片22卡接，卡接时，采用过盈配合，因此，石墨块一23和石墨块二24的安装和更换更加方便，相比设置涂层，更加易于操作；

为了保证石墨块一23顺利的卡进凹槽164，可以在叶片22的边缘设置刻度，根据相应的刻度，实现石墨块一23与叶片22的精确对接；

本方案中设置的石墨块一23和多个石墨块二24，位于叶片22和侧板161之间，实现了叶片22和侧板161之间的封闭，从而在进气和出气时，不会影响到叶片22和转子21的工作效率；

设置有虹膜机构，并配合限位结构，在弧形杆162的带动下，转动齿圈15，齿圈15同时带动五个齿轮13转动，通过齿轮轴14进而带动弧形杆162的转动，弧形杆162再带动侧板161转动，进行一定角度的调整，因此弧形杆162和侧板161的打开、封闭非常方便，这样在更换石墨块一23和石墨块二24时，操作简便易行；

侧板161充当定子的功用，实现了对石墨块一23和石墨块二24的限位；

在限位结构的作用下，对弧形杆162和侧板161的位置进行固定，保证多个侧板161的稳定性。

设置有卡合结构，利用卡条11对相邻的两个侧板161进行密封封闭，同时也实现了对侧板161的限位；通过卡条11连接固定限位杆12，进而实现了对齿圈15的限位，通过拆装螺栓121，实现卡条11与限位杆12的拆卸、安装；

设置有防护外壳，对侧板161、虹膜机构、卡合结构进一步的封闭，避免石墨粉逸散出来；

本方案中设置抽吸泵，利用抽吸管一2和抽吸管二8，将石墨粉抽吸出来，排出室外，避免石墨粉逸散到空气中。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自润滑叶片式气动马达，包括转子（21）、与所述转子（21）同轴连接的转轴（5）、呈环形阵列嵌入设置在所述转子（21）外侧的多个叶片（22）、进气组件、出气组件，其特征在于，所述叶片（22）的外端与石墨材质的摩擦组件连接，所述摩擦组件的外侧与定子组件摩擦接触；

所述定子组件包括呈环形阵列分布设置在所述摩擦组件外部的多个侧板（161）、用于对多个所述侧板（161）轴向限位的卡合结构、与多个所述侧板（161）端部连接的虹膜机构，所述虹膜机构与用于多个所述侧板（161）定位的限位结构连接，所述限位结构还与所述卡合结构连接，所述定子组件的外部设置有防护外壳，所述转轴（5）同轴穿过所述防护外壳；

所述进气组件与其中一所述侧板（161）连接，所述出气组件与另一相邻的所述侧板（161）连接，所述进气组件和所述出气组件穿过所述防护外壳设置；

所述摩擦组件包括卡设在所述叶片（22）外端的多个石墨块一（23）和多个石墨块二（24），所述石墨块一（23）和所述石墨块二（24）相互间隔分布，所述石墨块一（23）和所述石墨块二（24）均与所述侧板（161）的内侧摩擦接触；

所述石墨块一（23）上设置有卡槽一（231），所述石墨块二（24）上设置有卡槽二（241），所述卡槽一（231）和所述卡槽二（241）分别与所述叶片（22）卡接；

所述侧板（161）的内侧设置有若干的凹槽（164），所述石墨块一（23）滑动嵌设在所述凹槽（164）内，所述石墨块二（24）与所述侧板（161）的内侧面（163）滑动接触。

2.根据权利要求1所述的自润滑叶片式气动马达，其特征在于，所述虹膜机构包括同轴连接在所述转轴（5）一端的定位板（16）、呈环形阵列设置在所述定位板（16）边沿的五个齿轮轴（14）、同轴连接在所述齿轮轴（14）上的齿轮（13）、一端与所述齿轮轴（14）固定连接的弧形杆（162），所述弧形杆（162）的外侧与所述侧板（161）的一端固定连接，五个所述齿轮（13）与所述限位结构连接。

3.根据权利要求2所述的自润滑叶片式气动马达，其特征在于，所述卡合结构包括靠近所述转子（21）端部设置的端部板（10）、呈环形阵列设置在所述端部板（10）外侧的五个卡条（11），所述卡条（11）的一端与所述端部板（10）垂直固定连接，所述端部板（10）中心设置有通孔，所述转轴（5）同轴穿过所述通孔。

4.根据权利要求3所述的自润滑叶片式气动马达，其特征在于，所述限位结构包括与五个所述齿轮（13）同时啮合连接的齿圈（15）、与所述齿圈（15）连接的径向限位组件、与所述齿圈（15）连接的轴向限位组件，所述齿圈（15）同轴且活动贴合在所述定位板（16）上。

5.根据权利要求4所述的自润滑叶片式气动马达，其特征在于，所述径向限位组件包括与所述齿圈（15）啮合连接的限位齿轮（20）、穿过所述限位齿轮（20）中心的限位轴，所述限位轴的一端转动连接在所述定位板（16）上，且另一端设置有外螺纹且穿过固定座（18），所述外螺纹与螺帽（19）连接，所述固定座（18）固定设置在所述定位板（16）上；

所述齿圈（15）的内侧和外侧分别设置有内啮合齿、外啮合齿，所述齿轮（13）与所述外啮合齿连接，所述限位齿轮（20）与所述内啮合齿连接。

6.根据权利要求4所述的自润滑叶片式气动马达，其特征在于，所述轴向限位组件包括限位杆（12）、与所述限位杆（12）连接的螺栓（121），所述限位杆（12）为L型；

所述齿圈（15）的外侧设置有限位槽，所述限位杆（12）的一端滑动嵌设在所述限位槽中，所述限位杆（12）的另一端通过螺栓（121）固定连接在所述卡条（11）的自由端。

7.根据权利要求3所述的自润滑叶片式气动马达，其特征在于，所述防护外壳包括一端封闭且另一端开口的防护筒（1）、螺纹连接在所述防护筒（1）开口一端的端盖（3）、通过旋转密封连接在所述端盖（3）上的密封板（4），所述转轴（5）穿过所述端盖（3）和所述密封板（4）的中心；

所述端盖（3）靠近所述端部板（10）设置且与所述端部板（10）之间设置有间距。

8.根据权利要求7所述的自润滑叶片式气动马达，其特征在于，所述端盖（3）的外侧与抽吸管一（2）的一端连接，所述防护筒（1）的封闭端与抽吸管二（8）的一端连接，所述抽吸管一（2）和所述抽吸管二（8）的另一端连接在抽吸泵上。