一種空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)導(dǎo)流的空氣動(dòng)力馬達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)導(dǎo)流的空氣動(dòng)力馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，動(dòng)力馬達(dá)所采用的動(dòng)力源均為直流電或交流電，消耗電能，雖然風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電已廣泛應(yīng)用，但發(fā)電裝置受環(huán)境等因素的影響，傳統(tǒng)的動(dòng)力馬達(dá)已無(wú)法滿(mǎn)足特殊環(huán)境和特殊使用情況的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的電驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力馬達(dá)的使用限制及電能損耗，采用表面附有空間曲線(xiàn)微槽的主軸，將帶有一定壓力的氣體轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力輸出，帶動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)設(shè)置進(jìn)氣孔和出氣孔的位置，保證氣體的循環(huán)流動(dòng)，進(jìn)而保證馬達(dá)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩通過(guò)氣體壓力和進(jìn)氣孔、出氣孔的孔徑以及主軸與封閉筒之間的空氣間隙進(jìn)行控制，是一種綠色節(jié)能的動(dòng)力馬達(dá)。
[0004]本發(fā)明可以通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)導(dǎo)流的空氣動(dòng)力馬達(dá)，包括封閉筒、轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于封閉筒內(nèi)的主軸、固定在封閉筒兩端的端蓋，所述端蓋的中心孔通過(guò)軸承與主軸兩端相配合，所述主軸的中部對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有兩個(gè)與封閉筒內(nèi)壁具有空氣間隙的圓柱形驅(qū)動(dòng)部，兩個(gè)圓柱形驅(qū)動(dòng)部的圓柱表面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有螺旋方向相反的角度分布螺旋狀空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)，兩個(gè)端蓋上均設(shè)置有用于將空氣引入由封閉筒、主軸和端蓋形成的密封腔體內(nèi)的進(jìn)氣孔，所述主軸一端的軸心處沿軸向設(shè)置有延伸至兩個(gè)圓柱形驅(qū)動(dòng)部之間的出氣孔，該出氣孔與密封腔體相連通。
[0005]進(jìn)一步地，所述間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為V型槽、U型槽或者矩形槽。
[0006]進(jìn)一步地，每個(gè)所述圓柱形驅(qū)動(dòng)部的空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)為1-36個(gè)，深度為
0.1?100毫米，螺距為I?100毫米。
[0007]進(jìn)一步地，所述封閉筒內(nèi)壁與主軸的圓柱形驅(qū)動(dòng)部之間的空氣間隙為0.1?10毫米。
[0008]進(jìn)一步地，所述主軸材料為亞克力、鋼、鈦合金、銷(xiāo)合金。
[0009]進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣孔、出氣孔的直徑2?20毫米。
[0010]進(jìn)一步地，所述封閉筒為亞克力、鋼、鈦合金、鋁合金等金屬材料。
[0011]進(jìn)一步地，所述主軸與端蓋的中心孔之間還還設(shè)置有密封圈。
[0012]進(jìn)一步地，所述主軸的長(zhǎng)度為100?1000毫米，主軸的圓柱形驅(qū)動(dòng)部直徑30?500暈米。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明采用表面具有空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)的主軸，將帶有一定壓力的氣體轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力輸出，獲得穩(wěn)定輸出的馬達(dá)，可減小電能損耗；
2.本發(fā)明所用的空間曲線(xiàn)微槽對(duì)稱(chēng)分布于主軸表面上，并產(chǎn)生相同方向的扭矩，使得主軸運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定；
3.本發(fā)明的馬達(dá)轉(zhuǎn)速和扭矩可通過(guò)氣體壓力，進(jìn)氣孔、出氣孔直徑和空氣間隙控制，實(shí)現(xiàn)空氣馬達(dá)的無(wú)極變速。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的主軸及端蓋裝配示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的整體裝配示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的空氣動(dòng)力馬達(dá)工作原理示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的空氣動(dòng)力馬達(dá)加工示意圖。
[0018]圖中所示為:1_進(jìn)氣孔；2_密封腔體；3_空氣間隙；4_空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)；5-主軸；6_出氣孔；7-端蓋；8-軸承；9_封閉筒；10-金剛石砂輪。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所表示的范圍。
[0020]如圖1和圖2所示，一種空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)導(dǎo)流的空氣動(dòng)力馬達(dá)，包括封閉筒9、轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于封閉筒9內(nèi)的主軸5、固定在封閉筒9兩端的端蓋7，所述端蓋7的中心孔通過(guò)軸承8與主軸5兩端相配合，所述主軸5的中部對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有兩個(gè)與封閉筒9內(nèi)壁具有空氣間隙3的圓柱形驅(qū)動(dòng)部，兩個(gè)圓柱形驅(qū)動(dòng)部的圓柱表面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有螺旋方向相反的角度分布螺旋狀空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)4，兩個(gè)端蓋7上均設(shè)置有用于將空氣引入由封閉筒9、主軸5和端蓋7形成的密封腔體2內(nèi)的進(jìn)氣孔1，進(jìn)氣孔氣體壓力0.2兆帕?10兆帕，所述主軸5 一端的軸心處沿軸向設(shè)置有延伸至兩個(gè)圓柱形驅(qū)動(dòng)部之間的出氣孔6，該出氣孔6與密封腔體2相連通。
[0021]所述間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)4的橫截面形狀為V型槽、U型槽或者矩形槽。
[0022]每個(gè)所述圓柱形驅(qū)動(dòng)部的空間曲線(xiàn)微槽結(jié)構(gòu)4的個(gè)數(shù)為1-36個(gè)，深度為0.1?100毫米，螺距為I?100毫米。
[0023]所述封閉筒9內(nèi)壁與主軸5的圓柱形驅(qū)動(dòng)部之間的空氣間隙3為0.1?10毫米。
[0024]所述主軸材料5為亞克力、鋼、鈦合金、鋁合金。
[0025]所述進(jìn)氣孔1、出氣孔6的直徑2?20毫米。
[0026]所述封閉筒9為亞克力、鋼、鈦合金、鋁合金等金屬材料，本實(shí)施例選用光滑亞克力。
[0027]所述主軸5與端蓋7的中心孔之間還還設(shè)置有密封圈。
[0028]所述主軸5的長(zhǎng)度為100?1000毫米，主軸5的圓柱形驅(qū)動(dòng)部直徑30?500毫米。
[0029]如圖3所示，氣體通過(guò)進(jìn)氣孔I進(jìn)入到密封腔體2中，同時(shí)經(jīng)過(guò)主軸與封閉筒之間的空氣間隙3進(jìn)入到空間曲線(xiàn)微槽4中，并在空間曲線(xiàn)微槽4中形成穩(wěn)定的流體，氣體在空間曲線(xiàn)微槽4中受力/?分解為軸向力和徑向力6，徑向力Z77產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻呐ぞ?，帶?dòng)主軸5旋轉(zhuǎn)，最終氣體經(jīng)出氣孔6流出，并不斷循環(huán)。由于兩端空間曲線(xiàn)微槽4的方向相反，當(dāng)氣體沿著相反的方向由進(jìn)氣孔I進(jìn)入兩個(gè)螺旋方向相反的曲線(xiàn)微槽4內(nèi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)方向相同的扭矩取在這兩個(gè)方向相同扭矩的作用下，保證主軸5穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)氣體經(jīng)過(guò)空間曲線(xiàn)微槽并由出氣孔6流出時(shí)，整個(gè)裝置形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，保證主軸5持續(xù)的旋轉(zhuǎn)。
[0030]針對(duì)主軸5的加工方法，如圖4所示，空間曲線(xiàn)微槽4可以在CNC精密磨床上，利用修型的金剛石砂輪精密磨削得到，所述修型的金剛石砂輪10由金剛石磨料和樹(shù)脂結(jié)合劑組成，金剛石磨料的粒度為300?3000目，所述砂輪尖端11為V型，V型夾角為30?150度。在磨削過(guò)程中，空氣動(dòng)力主軸5由三爪卡盤(pán)12夾緊并固定在工作臺(tái)上，V型尖端金剛石砂輪10轉(zhuǎn)速為100?5000轉(zhuǎn)/分鐘，三爪卡盤(pán)12轉(zhuǎn)速為50?500轉(zhuǎn)/分鐘。首先，V型尖端金剛石砂輪10沿著徑向進(jìn)給方向K7給定進(jìn)給深度，所述進(jìn)給深度以主軸5圓柱頂面為基準(zhǔn)；然后，V型尖端金剛石砂輪10沿著軸向進(jìn)給方向匕勾速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；最后，將三爪卡盤(pán)旋轉(zhuǎn)一定角度，并利用相同的方法得到余下的空間曲線(xiàn)微槽?？臻g曲線(xiàn)微槽4的螺距由V型尖端金剛石砂輪10的軸向進(jìn)給速度匕和三轉(zhuǎn)卡盤(pán)12的轉(zhuǎn)速火控制；空間曲線(xiàn)微槽4的深度由V型金剛石砂輪10的徑向進(jìn)給方向K7控制；空間曲線(xiàn)微槽4的間距由三爪卡盤(pán)12的旋轉(zhuǎn)角度控制；空間曲線(xiàn)微槽4的形狀由V型尖端11控制。另外，可通過(guò)控制空間曲線(xiàn)微槽的形狀、分布，以及調(diào)節(jié)氣體壓力，進(jìn)氣孔1、出氣孔6的直徑以及空氣間隙3的大小，精確控制主軸5的轉(zhuǎn)速和扭矩，使得轉(zhuǎn)速為10?300轉(zhuǎn)/分鐘，扭矩0.1?50牛米。
[0031]下面針對(duì)三種具體尺寸的主軸的加工方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
實(shí)施例1
本實(shí)施例中，采用CNC精密磨床(SMRART B818)加工亞克力棒，將圓柱形亞克力