ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПЛАСТИНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
PNEUMATIC PLATE ENGINE

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода различных машин, преимущественно для ручных шлифовальных машин со скоростными абразивными кругами.
Известны и широко распространены пневматические пластинчатые двигатели, содержащие статор с каналами подвода и отвода воздуха, в расточке которого помещен ротор с лопатками (см. книгу «Пневматические ручные машины, справочник». Г.И.Кусницын, С.Б.Зеленецкий и др., Ленинград: Машиностроение, 1968 г., стр.14, рис.1е), а также из уровня техники известен пневматический пластинчатый реверсивный двигатель FR 2614070 А, 21.10.1988, F01C 21/04.
Такие двигатели компактны, просты в изготовлении и удобны в эксплуатации. Однако при мощностях более 1 кВт частота их вращения недостаточна, особенно для привода ручных шлифовальных машин со скоростными абразивными кругами. Максимум их мощности находится на частоте вращения 4000-6000 об/мин. При дальнейшем повышении частоты вращения мощность и КПД таких двигателей быстро падают, снижая эффективность работы инструмента. Причиной этого является работа трения концов лопаток о внутреннюю поверхность статора.
В качестве прототипа принят пневматический пластинчатый реверсивный двигатель FR 2614070 А, 21.10.1988, F01C 21/04. Известный двигатель имеет ротор, статор, лопатки и крышки, прикрывающие торцы статора с обеих сторон. Для снижения работы трения концов лопаток о статор в таких двигателях вместе с рабочим воздухом периодически подается смазочное масло. Однако поступившее масло быстро выбрасывается через выпускные отверстия, расположенные на статоре, и двигатель работает с недостаточной смазкой. При этом увеличивается износ лопаток и расход воздуха, снижаются частота вращения и мощность двигателя. Кроме того, двигатель по прототипу имеет пять лопаток. Их суммарная масса также увеличивает потери на трение. В технической литературе по конструкции пневматических пластинчатых двигателей количество лопаток менее четырех не рекомендуется.
Задача, решаемая изобретением, - повышение экономичности, скоростных и удельных мощностных показателей пневматических пластинчатых двигателей.
Сущность изобретения заключается в том, что в пневматическом пластинчатом двигателе, содержащем ротор с лопатками, выполненными наклонными по отношению к его радиусу, статор и торцовые крышки с отверстиями, согласно изобретению количество лопаток равно трем, а отверстия выполнены выпускными и смещены к оси вращения ротора от внутренней поверхности статора с образованием в собранном двигателе уступов, обеспечивающих циркулирующий слой смазки по внутренней поверхности статора и препятствующих ее выбросу в выпускные отверстия. Это обеспечивает смазку и уплотнение в зоне контакта концов лопаток со статором и уплотнение в щели между ротором и статором, что снижает работу трения и расход сжатого воздуха.
Количество лопаток, равное трем, снижает суммарную массу лопаток и работу трения по сравнению с прототипом на большую величину, чем потери работы, связанные с увеличением расхода воздуха из-за увеличения наполнения межлопаточных камер при высоких частотах вращения. Наклон лопаток по отношению к радиусу ротора снижает составляющую центробежной силы от массы лопатки, действующую на статор, и также снижает работу трения лопаток о статор.
На фиг.1 изображен поперечный разрез двигателя; на фиг.2 - сечение по А-А.
Пневматический роторно-лопастной двигатель содержит статор 1 с впускным каналом 5 для подвода воздуха, ротор 2 с наклонными пазами под лопатки, лопатки 3 и торцовые крышки 4 с выпускными отверстиями 6. Впускной канал может быть образован одним или несколькими отверстиями или пазами в статоре, или в одной из крышек, а выпускное отверстие может быть выполнено только в одной из крышек.
Двигатель работает следующим образом.
При подаче сжатого воздуха через впускной канал 5 в статоре 1 ротор 2 получает вращение под действием давления воздуха на лопатки 3. Лопатки 3 при этом перемещаются возвратно-поступательно относительно пазов ротора 2 под действием центробежных сил и сил реакции, возникающих в контакте концов лопаток с внутренней поверхностью статора 1. Смазка двигателя при его использовании в ручных машинах осуществляется периодически путем заливки во впускной канал 5 небольшого количества масла. В двигателе по изобретению масло, поступившее с воздухом, осаждается на внутреннюю поверхность статора. При этом на внутренней поверхности статора 1 появляется тонкий циркулирующий слой смазки 7, длительно удерживаемый уступами 8 у выпускных отверстий в торцовых крышках 4. Это обеспечивает смазку и уплотнение в месте контакта концов лопаток 3 со статором 1, а также уплотнение в щели между ротором 2 и статором 1, что позволяет увеличить частоту вращения двигателя, его удельную мощность и экономичность.