旋轉氣缸定義：

旋轉氣缸也是氣動執行元件的一種。它的作用相當于電動機或液壓旋轉氣缸。

即輸出力矩，拖動機構作旋轉運動。旋轉氣缸和其他氣動元件一樣具有許多獨特的特點，在許多情況下使用旋轉氣缸可以降低造價，技術上更趨完美。

連續回轉機構的驅動宜選用旋轉氣缸驅動，既可無級調速，還能方便實現正反轉，適應于惡劣環境，且能帶在啟動。

旋轉氣缸按工作原理可分為容積式和透平式：

透平式旋轉氣缸一般通過噴嘴將空氣的流動能直接轉變成工作輪的機械能。其優點為能容比大，輸出軸速度高，可以改變噴嘴數目來調節功率；

缺點為小功率情況下效率低、逆轉復雜，在工況急劇變化時會降低效率低速時工作不穩定。

旋轉氣缸應用：

旋轉氣缸采用壓縮空氣驅動，在易燃、易爆、高溫、振動、潮濕、粉塵等惡劣條件均能正常工作，且具有過載保護功能，可以直接帶負載啟動；

可長時間滿載連續運轉。多用于高速、恒負載工況。容積式旋轉氣缸工作原理和液壓旋轉氣缸相似，按結構形式可分為葉片式、活塞式、齒輪式等。

最為常見的是活塞式旋轉氣缸和葉片式旋轉氣缸葉片式旋轉氣缸制造簡單、結構緊湊，但低速運動轉矩小、低速性能不好，適用于中低功率的機械，目前在礦山及風動工具中應用普遍。高速小轉矩宜選用葉片式旋轉氣缸，當機構旋轉速度較高，而轉矩較小時，可直接選用葉片式旋轉氣缸驅動；最高轉速可達5×

葉片式旋轉氣缸結構：

葉片式旋轉氣缸主要由定子、轉子、葉片及殼體構成。在定子上有進-排氣用的配氣槽孔，轉子上銑有長槽，槽內裝有葉片，定子兩端蓋有密封蓋，轉子與定子偏心安裝。這樣，沿徑向滑動的葉片與殼體內腔構成旋轉氣缸工作腔室。葉片的數量直接影響旋轉氣缸的效率，啟動性能以及運動的平穩性，通常為3~5個葉片，特殊情況下可達10個。

葉片式旋轉氣缸

轉子兩側有前后蓋板，葉片在轉子的槽內可徑向滑動，葉片底部通有壓縮空氣，轉子轉動是靠離心力和葉片底部氣壓將葉片緊壓在定子內表面上。定子內有半圓形的切溝，提供壓縮空氣及排出廢氣。

葉片式旋轉氣缸工作原理：

圖二葉片式旋轉氣缸工作原理圖

旋轉氣缸工作原理同液壓旋轉氣缸相似。壓縮空氣從輸入口A進入，進入后分為兩路，一路經定子兩端的密封蓋上的槽進入葉片底部(圖一中未標出),將葉片推出頂在定子內；另路進入由葉片、定子、轉子及兩端密封蓋構成的月牙形密閉空間，作用在工作室兩側的葉片上，產生一個使轉子旋轉的力。

由于轉子偏心安裝，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生轉矩差，使轉子按逆時針方向旋轉，心轉子轉動時，工作室容積發生變化，在相鄰工作室的葉片上產生壓力差，利用該壓力差推動轉子轉動。葉片與外殼內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。做功后的氣體從輸出口排出，若改變壓縮空氣輸入方向，即可改變轉子的轉向

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

葉片式旋轉氣缸的特點是:

①可實現雙向轉動；

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運轉可靠，維護、保護費用低；

⑤無論如何一定要對其進行有效的潤滑；

⑥功率范圍為0.05~20kW;

⑦轉速范圍為200~80000/min;

③葉片式旋轉氣缸啟動及低速運轉時的特性不好，在轉速500r/min以下場合使用，必須要配用減速機構。

葉片式旋轉氣缸主要應用于礦山機被、氣動工具、舉升裝置、攪拌器、專用設備等。

為了便于使旋轉氣缸適應不同的應用場合，常常給它裝上一些輔助裝置：如變速機構，用于將其轉速降至合適的值，常用的是行星變速的機構。調節機構，用于限制旋轉氣缸的空載轉速，其效果為同樣的額定轉速，但空載轉速較低，負載變化時，轉速變化較小。

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

齒輪式旋轉氣缸有雙齒輪式和多齒輪式，而以雙齒輪式應用得最多。其結構形式包括：直齒式齒輪旋轉氣缸；斜齒式齒輪旋轉氣缸；人字齒式齒輪旋轉氣缸。

直齒式齒輪旋轉氣缸是完全靠充入的介質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氣缸這兩種形式的旋轉氣缸在工作過程中利用了壓縮空氣的一部分膨脹功。

齒輪式旋轉氣缸

齒輪式旋轉氣缸特點是:

①結構簡單，工作可靠，對氣源質量要求低、耐沖擊及慣性??；

②單位重量輸出功率較高，整體體積??；

③轉矩脈動較大，耗氣量較大，效率較低；

④輸出功率可達約70kW,人字齒旋轉氣缸的輸出功率甚至可約330kW,轉速較低為1000~3000r/min。

齒輪式旋轉氣缸

齒輪式旋轉氣缸應用：

主要應用于地下作業、化學工業、冶金工業和重工業領域，用于驅功輸送設備、卷揚機等；用于驅動泵及安全保險裝置、轉爐、混料裝置、吹氧槍、轉塔及其他種類爐子的驅動以及作為柴油機的啟動旋轉氣缸等。

齒輪式旋轉氣缸結構原理

圖為齒輪式旋轉氣缸結構原理

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

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

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