旋轉(zhuǎn)氣缸定義：

旋轉(zhuǎn)氣缸也是氣動(dòng)執(zhí)行元件的一種。它的作用相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)或液壓旋轉(zhuǎn)氣缸。

即輸出力矩，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)氣缸和其他氣動(dòng)元件一樣具有許多獨(dú)特的特點(diǎn)，在許多情況下使用旋轉(zhuǎn)氣缸可以降低造價(jià)，技術(shù)上更趨完美。

連續(xù)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)宜選用旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動(dòng)，既可無級(jí)調(diào)速，還能方便實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，適應(yīng)于惡劣環(huán)境，且能帶在啟動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)氣缸按工作原理可分為容積式和透平式：

透平式旋轉(zhuǎn)氣缸一般通過噴嘴將空氣的流動(dòng)能直接轉(zhuǎn)變成工作輪的機(jī)械能。其優(yōu)點(diǎn)為能容比大，輸出軸速度高，可以改變噴嘴數(shù)目來調(diào)節(jié)功率；

缺點(diǎn)為小功率情況下效率低、逆轉(zhuǎn)復(fù)雜，在工況急劇變化時(shí)會(huì)降低效率低速時(shí)工作不穩(wěn)定。

旋轉(zhuǎn)氣缸應(yīng)用：

旋轉(zhuǎn)氣缸采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，在易燃、易爆、高溫、振動(dòng)、潮濕、粉塵等惡劣條件均能正常工作，且具有過載保護(hù)功能，可以直接帶負(fù)載啟動(dòng)；

可長(zhǎng)時(shí)間滿載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。多用于高速、恒負(fù)載工況。容積式旋轉(zhuǎn)氣缸工作原理和液壓旋轉(zhuǎn)氣缸相似，按結(jié)構(gòu)形式可分為葉片式、活塞式、齒輪式等。

最為常見的是活塞式旋轉(zhuǎn)氣缸和葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸制造簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，但低速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、低速性能不好，適用于中低功率的機(jī)械，目前在礦山及風(fēng)動(dòng)工具中應(yīng)用普遍。高速小轉(zhuǎn)矩宜選用葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸，當(dāng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度較高，而轉(zhuǎn)矩較小時(shí)，可直接選用葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動(dòng)；最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5×

葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)：

葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸主要由定子、轉(zhuǎn)子、葉片及殼體構(gòu)成。在定子上有進(jìn)-排氣用的配氣槽孔，轉(zhuǎn)子上銑有長(zhǎng)槽，槽內(nèi)裝有葉片，定子兩端蓋有密封蓋，轉(zhuǎn)子與定子偏心安裝。這樣，沿徑向滑動(dòng)的葉片與殼體內(nèi)腔構(gòu)成旋轉(zhuǎn)氣缸工作腔室。葉片的數(shù)量直接影響旋轉(zhuǎn)氣缸的效率，啟動(dòng)性能以及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，通常為3~5個(gè)葉片，特殊情況下可達(dá)10個(gè)。

葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸

轉(zhuǎn)子兩側(cè)有前后蓋板，葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可徑向滑動(dòng)，葉片底部通有壓縮空氣，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是靠離心力和葉片底部氣壓將葉片緊壓在定子內(nèi)表面上。定子內(nèi)有半圓形的切溝，提供壓縮空氣及排出廢氣。

葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸工作原理：

圖二葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸工作原理圖

旋轉(zhuǎn)氣缸工作原理同液壓旋轉(zhuǎn)氣缸相似。壓縮空氣從輸入口A進(jìn)入，進(jìn)入后分為兩路，一路經(jīng)定子兩端的密封蓋上的槽進(jìn)入葉片底部(圖一中未標(biāo)出),將葉片推出頂在定子內(nèi)；另路進(jìn)入由葉片、定子、轉(zhuǎn)子及兩端密封蓋構(gòu)成的月牙形密閉空間，作用在工作室兩側(cè)的葉片上，產(chǎn)生一個(gè)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的力。

由于轉(zhuǎn)子偏心安裝，從而形成了多個(gè)鐮刀形的工作容腔，兩葉片伸出長(zhǎng)度不同，使氣壓力的作用面積不等而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差，使轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工作室容積發(fā)生變化，在相鄰工作室的葉片上產(chǎn)生壓力差，利用該壓力差推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。葉片與外殼內(nèi)表面之間的密封在工作過程中靠其本身的離心力來保證，在啟動(dòng)階段通過引入其底部的壓縮空氣或利用彈簧來實(shí)現(xiàn)。做功后的氣體從輸出口排出，若改變壓縮空氣輸入方向，即可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向

圖二所示葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸采用了不使壓縮空氣膨脹的結(jié)構(gòu)形式，即非膨脹式，工作原理如上所述。圖二所示葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸采用了保持壓縮空氣膨脹行程的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到排氣口C位置時(shí)，工作室內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)行一次排氣，隨后其余壓縮空氣繼續(xù)膨脹直至轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到輸出口B位置進(jìn)行二次排氣。旋轉(zhuǎn)氣缸采用這種結(jié)構(gòu)能有效地利用部分壓縮空氣膨脹時(shí)的能量，提高輸出功率。非膨脹式旋轉(zhuǎn)氣缸與膨脹式旋轉(zhuǎn)氣缸相比，其耗氣量大，效率低；單位容積的輸出功率大，體積小，重量輕。

葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸的特點(diǎn)是:

①可實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)；

②體積小，單位量輸出功率很高；

③由于泄漏很難避免，因此其效率受到限制；

④運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維護(hù)、保護(hù)費(fèi)用低；

⑤無論如何一定要對(duì)其進(jìn)行有效的潤(rùn)滑；

⑥功率范圍為0.05~20kW;

⑦轉(zhuǎn)速范圍為200~80000/min;

③葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸啟動(dòng)及低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的特性不好，在轉(zhuǎn)速500r/min以下場(chǎng)合使用，必須要配用減速機(jī)構(gòu)。

葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸主要應(yīng)用于礦山機(jī)被、氣動(dòng)工具、舉升裝置、攪拌器、專用設(shè)備等。

為了便于使旋轉(zhuǎn)氣缸適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，常常給它裝上一些輔助裝置：如變速機(jī)構(gòu)，用于將其轉(zhuǎn)速降至合適的值，常用的是行星變速的機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于限制旋轉(zhuǎn)氣缸的空載轉(zhuǎn)速，其效果為同樣的額定轉(zhuǎn)速，但空載轉(zhuǎn)速較低，負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化較小。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸的工作原理是：在齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸中，壓縮空氣作用在兩個(gè)齒輪的齒側(cè)面上，兩個(gè)齒輪中，其中一個(gè)固定在工作軸上，另一個(gè)與其相嚙合，使其旋轉(zhuǎn)的力就是壓力與齒側(cè)面積的乘積。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸有雙齒輪式和多齒輪式，而以雙齒輪式應(yīng)用得最多。其結(jié)構(gòu)形式包括：直齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸；斜齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸；人字齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸。

直齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸是完全靠充入的介質(zhì)的靜壓力來工作的機(jī)械。壓縮空氣在整個(gè)工作過程中無膨脹的過程，也即它的膨脹功沒有被利用。斜齒及人字齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸這兩種形式的旋轉(zhuǎn)氣缸在工作過程中利用了壓縮空氣的一部分膨脹功。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸特點(diǎn)是:

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，對(duì)氣源質(zhì)量要求低、耐沖擊及慣性小；

②單位重量輸出功率較高，整體體積小；

③轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，耗氣量較大，效率較低；

④輸出功率可達(dá)約70kW,人字齒旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出功率甚至可約330kW,轉(zhuǎn)速較低為1000~3000r/min。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸應(yīng)用：

主要應(yīng)用于地下作業(yè)、化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)和重工業(yè)領(lǐng)域，用于驅(qū)功輸送設(shè)備、卷揚(yáng)機(jī)等；用于驅(qū)動(dòng)泵及安全保險(xiǎn)裝置、轉(zhuǎn)爐、混料裝置、吹氧槍、轉(zhuǎn)塔及其他種類爐子的驅(qū)動(dòng)以及作為柴油機(jī)的啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)氣缸等。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)原理

圖為齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)原理

這種旋轉(zhuǎn)氣缸的工作室有一對(duì)齒輪構(gòu)成，壓縮空氣由對(duì)稱中心處輸入，齒輪在壓力的作用下回轉(zhuǎn)。采用直齒輪的旋轉(zhuǎn)氣缸可以正反轉(zhuǎn)動(dòng)，采用人字齒輪或斜齒輪的旋轉(zhuǎn)氣缸則不能反轉(zhuǎn)。

如果采用直齒輪的旋轉(zhuǎn)氣缸，則供給的壓縮空氣通過齒輪時(shí)不膨脹，因此效率低。當(dāng)采用人字齒輪或斜齒輪時(shí)，壓縮空氣膨脹60%~70%,提高了效率。

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