了解這幾點輕松運用旋轉(zhuǎn)NORGREN氣缸設(shè)計機械手

NORGREN氣缸也是氣動執(zhí)行元件的一種。它的作用相當(dāng)于電動機或液壓旋轉(zhuǎn)氣缸。

即輸出力矩，拖動機構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)氣缸和其他氣動元件一樣具有許多的特點，在許多情況下使用旋轉(zhuǎn)氣缸可以降低造價，技術(shù)上更趨。

連續(xù)回轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動宜選用旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動，既可無級調(diào)速，還能方便實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，適應(yīng)于惡劣環(huán)境，且能帶在啟動。

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能直接轉(zhuǎn)變成工作輪的機械能。其優(yōu)點為能容比大，輸出軸速度高，可以改變噴嘴數(shù)目來調(diào)節(jié)功率；

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

旋轉(zhuǎn)氣缸應(yīng)用：

旋轉(zhuǎn)氣缸采用壓縮空氣驅(qū)動，在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；

可長時間滿載連續(xù)運轉(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)氣缸制造簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，但低速運動轉(zhuǎn)矩小、低速性能不好，適用于中低功率的機械，目前在礦山及風(fēng)動工具中應(yīng)用普遍。高速小轉(zhuǎn)矩宜選用葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸，當(dāng)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度較高，而轉(zhuǎn)矩較小時，可直接選用葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動；最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5×

NORGREN氣缸結(jié)構(gòu)：

NORGREN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，啟動性能以及運動的平穩(wěn)性，通常為3~5個葉片，特殊情況下可達(dá)10個。

NORGREN氣缸兩側(cè)有前后蓋板，葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可徑向滑動，葉片底部通有壓縮空氣，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動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。

NORGREN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，從而形成了多個鐮刀形的工作容腔，兩葉片伸出長度不同，使氣壓力的作用面積不等而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差，使轉(zhuǎn)子按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，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，利用該壓力差推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。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，在啟動階段通過引入其底部的壓縮空氣或利用彈簧來實現(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

NORGREN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，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)氣缸的特點是:

①可實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動；

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運轉(zhuǎn)可靠，維護(hù)、保護(hù)費用低；

⑤無論如何一定要對其進(jìn)行有效的潤滑；

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)氣缸啟動及低速運轉(zhuǎn)時的特性不好，在轉(zhuǎn)速500r/min以下場合使用，必須要配用減速機構(gòu)。

NORGREN氣缸主要應(yīng)用于礦山機被、氣動工具、舉升裝置、攪拌器、專用設(shè)備等。

為了便于使NORGREN氣缸缸適應(yīng)不同的應(yīng)用場合，常常給它裝上一些輔助裝置：如變速機構(gòu)，用于將其轉(zhuǎn)速降至合適的值，常用的是行星變速的機構(gòu)。調(diào)節(jié)機構(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，轉(zhuǎn)速變化較小。

NORGREN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齒輪的齒側(cè)面上，兩個齒輪中，其中一個固定在工作軸上，另一個與其相嚙合，使其旋轉(zhuǎn)的力就是壓力與齒側(cè)面積的乘積。

NORGREN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。

NORGREN氣缸是靠充入的介質(zhì)的靜壓力來工作的機械。壓縮空氣在整個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。

NORGREN氣缸特點是:

①結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，對氣源質(zhì)量要求低、耐沖擊及慣性??；

②單位重量輸出功率較高，整體體積?。?/p>

③轉(zhuǎn)矩脈動較大，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、卷揚機等；用于驅(qū)動泵及安全保險裝置、轉(zhuǎn)爐、混料裝置、吹氧槍、轉(zhuǎn)塔及其他種類爐子的驅(qū)動以及作為柴油機的啟動旋轉(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齒輪構(gòu)成，壓縮空氣由對稱中心處輸入，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，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不膨脹，因此效率低。當(dāng)采用人字齒輪或斜齒輪時，壓縮空氣膨脹60%~70%,提高了效率。

一、使用支架固定NORGREN氣缸

1. 選擇合適的支架：根據(jù)氣缸的型號和大小，選擇適合的支架，確保支架的強度和穩(wěn)定性。

2. 安裝支架：將支架安裝在設(shè)備上，根據(jù)氣缸的位置和方向，確定支架的安裝位置，安裝時應(yīng)注意支架與設(shè)備的配合度和緊密度。

3. 安裝氣缸：將氣缸安裝在支架上，根據(jù)氣缸支架和設(shè)備的配合度，確保氣缸的穩(wěn)定和安全。

二、使用卡箍固定NORGREN氣缸

1. 選擇合適的卡箍：根據(jù)氣缸的直徑和長度，選擇適合的卡箍，確保卡箍的強度和穩(wěn)定性。

2. 安裝卡箍：將卡箍安裝在設(shè)備上，根據(jù)氣缸的位置和方向，確定卡箍的安裝位置，安裝時應(yīng)注意卡箍與設(shè)備的配合度和緊密度。

3. 安裝氣缸：將氣缸安裝在卡箍上，通過旋轉(zhuǎn)和壓緊，確保氣缸的穩(wěn)定和安全。

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