气动马达松拉刀装置的工作原理及故障分析

气动马达松拉刀装置的工作原理及故障分析
本文对气动马达松拉刀装置的工作原理，以及对松拉刀过程中出现的问题进行分析。

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1 气动马达松拉刀装置的工作原理
数控机床的主轴松拉刀动作是机床加工中必不可少的功能。

气动马达松拉刀装置在数控机床上的应用也比较广泛，在对机床进行换刀时，首先，必须通过松刀动作才能将主轴上的道具取下，再通过拉刀动作将新刀换上，将刀具拉紧后才可以进行加工。

气动马达松拉刀装置在换刀过程中，工作原理（如图1）所示，气源由9气动马达运转进气口（两个进气口，其中一个为正转进气口，一个为反转进气口）进入气动马达，推动气动马达（正向或反向）旋转，通过8气动马达组件带动6滑套旋转，另一路气源从7进气管进入5壳体，推动6滑套与2拉杆的花键结合，从而带动2拉杆旋转，对刀具进行拉紧或松开。

当刀具拉紧或松开后，撤掉气源，由11弹簧推动6滑套回复原位，使2拉杆与6滑套的花键配合脱离，整个换刀过程结束。

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2 松拉刀过程中常见问题分析
2.1 叶片式气动马达工作原理及常见问题
叶片式气马达的原理见图2，叶片式气马达主要由定子1、转子2、叶片3及4等零件构成。

定子上有进、排气用的配气槽或孔，转子上铣有长槽，槽内有叶片。

定子两端有密封盖，密封盖上有弧形槽与进、排气孔A、B及叶片底部相通。

转子与定子偏心安装，偏心距为e。

这样由转子的外表面、叶片（两叶片之间）、定子的内表面及两密封端盖就形成了若干个密封工作区。

叶片就是靠此气压推力及转子转动时的离心力的综合作用而保证运转过程中较紧密地抵在定子内壁上。

压缩空气另一路经A孔进入相应的密封工作区。

压缩空气作用在叶片3和4上，各产生相反方向的转矩，但由于叶片3伸出长（与叶片4伸出相比），作用面积大，产生的转矩大于叶片4产生的转矩，因此转子在相应叶片上产生的转矩差作用下按逆时针方向旋转，做功后的气体由定子孔C 排出，剩余残气经孔B排出。

改变压缩空气的输入方向（如由B孔输入），则可改变转子的转向。

常见气动马达转速变低，转矩变小。

则由于水汽或油雾进入密封工作区内，
影响密封工作区面积，减小了压缩空气作用于叶片上的转矩，从而降低气动马达的性能。

解决此问题，则可在气动马达进气装置处，增加油水分离装置，净化气源质量。

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2.2 气动组件常见问题分析
气动组件不旋转或工作运行不正常。

由于长期工作，会产生零部件磨损或变形，这也是产生松拉刀出现问题的重要环节之一，如图3所示，由于1连接轴、11销磨损或变形，使运转过程中出现连接轴不旋转，或打滑等现象，12弹簧张力变小，从而出现10滑套与8连接套脱节，从而导致气动组件不旋转或运行不正常等问题。

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2.3 连接部分的常见问题分析
在松拉刀过程中，拉杆不旋转；或刀具拉紧后，主轴旋转出现刀具松开现象。

换刀过程中，拉杆不旋转，除上述问题造成外，还由于连接部分不可靠引起，如图4所示，由于花键连接部分磨损或连接不可靠造成，花键轴与花键套磨损或结合部分过少，使得（图1所示中）2拉杆与6滑套结合不可靠，或者结合不上，在松拉刀过程中，拉杆不旋转或刀具拉刀不紧、松不开刀具等。

主轴旋转过程中出现松刀现象，由于（图1所示中）11弹簧张力变小，使得气源撤离后，2拉杆与6滑套不能脱离，主轴旋转过程中2拉杆与主轴有相对运动，致使主轴运转过程中刀具松开。