气动马达特性及工作原理

第一篇：气动马达特性及工作原理

气动马达特性及工作原理

气动马达特性：

1、使用压缩空气为动力，安全防爆，不产生静电、火花。

2、可以无级调速，马达的转速通过供气的压力，流量调节。

3、无超载危险，马达负载过大，不会对马达本身产生损毁，本体温度也不会上升。

4、可以长时间满载连续工作。

5、双向旋转，可实现正逆转功能

6、操作方便，维护检修简单 工作流体：压缩空气

使用压力： 6 kg /cm2(85 PSI)

最大使用压力： 8 kg /cm2(115 PSI)

环境适温度：-10 ~ +120C

国内品牌有德斯威

气动马达是一种作连续旋转运动的气动执行元件，是一种把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置，其作用相当于电动机或液压马达，它输出转矩，驱动执行机构作旋转运动。在气压传动中使用广泛的是叶片式、活塞式和齿轮式气动马达。可广泛应用于小型搅拌输料系统，200L以内非常合适。※活塞式气动马达的工作原理

主要由：马达壳体、连杆、曲轴、活塞、气缸、配气阀等组成。压缩空气进入配气阀芯使其转动，同时借配气阀芯转动，将压缩空气依次分别送入周围各气缸中，由于气缸内压缩空气的膨胀，从而推动活塞连杆和曲轴转动，当活塞被推至“下死点”时，配气阀芯同进也转至第一排气位置。经膨胀后的气体即自行从气缸经过阀的排气孔道直接排出。同时活塞缸内的剩余气体全部自配气阀芯分配阀的排气孔道排出，经过这样往复循环作用，就能使曲轴不断旋转。其功主要来自于气体膨胀功。

Piston pneumatic motor principle of work Mainly consists of: motor shell, connecting rod, crankshaft, piston and cylinder, valve, etc.Compressed air into the air with its core, with rotation by air, will be the core of compressed air into the surrounding air cylinder respectively, due to the expansion of compressed air in cylinder, so as to promote the piston and crankshaft connecting, when the piston is pushed down dead spots ", with the core with air exhaust to first place.The expansion of the gas automatically from the exhaust duct cylinder valve directly after discharge.While the residual gas piston cylinder valve core with all the vent duct, corundum, through such reciprocating cycle can make the crankshaft constantly rotating.Its function mainly comes from the gas expanding power.※叶片式气动马达的工作原理

如图所示是双向叶片式气动马达的工作原理。压缩空气由A孔输入，小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部(图中未表示)，将叶片推出，使叶片贴紧在定子内壁上，大部分压缩空气进入相应的密封空间而作用在两个叶片上。由于两叶片伸出长度不等，因此，就产生了转矩差，使叶片与转子按逆时针方向旋转，作功后的气体由定子上的孔B排出。

若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由B孔进入，从孔A孔排出）则可改变转子的转向。

图-1双向旋转的叶片式马达

(a)结构；(b)职能符号

Vane pneumatic motor principle of work

As shown is two-way vane pneumatic motor principle of work.Compressed air from A small hole, the input of the stator slots on both ends of the hermetic seal(FIG leaf base into not), will adhere to leaf blade on the wall of the stator, compressed air into the corresponding seal space and function in two blades.Because the two blades, therefore, stretch produced the torque, according to the rotor blades and reactive counter-clockwise after gas holes in the stator by B.If the change of compressed air input direction(i.e.by compressed air into the hole hole, B)is A hole can be changed from the rotor turning.※叶片式气动马达的工作原理

气动马达是以压缩空气为工作介质的原动机，它是采用压缩气体的膨胀作用，把压力能转换为机械能的动力装置。

各类型式的气马达尽管结构不同，工作原理有区别，但大多数气马达具有以下特点：

1.可以无级调速。只要控制进气阀或排气阀的开度，即控制压缩空气的流量，就能调节马达的输出功率和转速。便可达到调节转速和功率的目的。

2.能够正转也能反转。大多数气马达只要简单地用操纵阀来改变马达进、排气方向，即能实现气马达输出轴的正转和反转，并且可以瞬时换向。在正反向转换时，冲击很小。气马达换向工作的一个主要优点是它具有几乎在瞬时可升到全速的能力。叶片式气马达可在一转半的时间内升至全速；活塞式气马达可以在不到一秒的时间内升至全速。利用操纵阀改变进气方向，便可实现正反转。实现正反转的时间短，速度快，冲击性小，而且不需卸负荷。

3.工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适用于恶劣的工作环境，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作。

4.有过载保护作用，不会因过载而发生故障。过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。可以长时间满载连续运转，温升较小。

5.具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动。起动、停止均迅速。可以带负荷启动。启动、停止迅速。

6.功率范围及转速范围较宽。功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从零一直到每分钟万转。

7.操纵方便，维护检修较容易 气马达具有结构简单，体积小，重量轻，马力大，操纵容易，维修方便。

8.使用空气作为介质，无供应上的困难，用过的空气不需处理，放到大气中无污染 压缩空气可以集中供应，远距离输送

由于气马达具有以上诸多特点，故它可在潮湿、高温、高粉尘等恶劣的环境下工作。除被用于矿山机械中的凿岩、钻采、装载等设备中作动力外，船舶、冶金、化工、造纸等行业也广泛地采用。

气动马达air motor是防爆电机的最佳代替品除了标准型号, 我们还有配备减速机的气动减速马达型号, 减速比从10:1至60:1。

特点包括:

1)可变转速;

2)防爆选型指导

功率-P, 扭矩-M, 转速-n，P-M-n三者的近似关系：

扭矩-转速曲线:负直线(系数近似恒定)；功率-转速曲线:抛物线(开口向下)；略...选择欧博气压马达的一般方法：

1、近似选择接近要求参数的欧博马达系列、型号；

2、查看所选气压马达的特征图(曲线图)，进一步核对所选马达型号是否合适，选择最优工作点；

3、考虑假如调节气源，所选马达是否能输出需求的参数；

4、核对马达尺寸，选择安装形式，输出轴形式；

5、核算输出轴的受力是否合适；

6、考虑其他方面(根据具体情况个别考虑)：...。

对于工作过程扭矩、转速基本稳定的应用: 略...对于工作过程负载(扭力)或转速发生较大变化的应用： ●

气动马达选型参考：

选择气马达的主要参数是：功率-P 扭矩-M 转速-n 实际工作状态下：P(瓦)= M(牛米)X n(转/分钟)X 0.105

选择TSA气压马达的一般方法是：(适用于：工作过程扭矩、转速基本稳定的应用)对于工作过程负载(扭力)或转速发生较大变化的应用(比如，拧紧机用马达)，按以下方法选择： 解释：

P-M-n三者的近似关系：

扭矩-转速曲线：负直线(系数近似恒定)，功率-转速曲线: 抛物线(开口向下)；

转速n = 0 时(开始启动)，功率P急剧上升，扭矩

M = 启动扭矩(约等于最大扭矩的80%)；

转速n = 大约是最大转速一半时(最大功率转速)，功率P = 最大值(最大功率)，扭矩M下降到 = 最大扭矩的50%-70% = 最大功率扭矩；

转速n = 若转速继续升高(负载比较小，接近空载)，扭力下降，到最大转速(此时是空载转速)，功率P很小，扭力M很小；

若负载扭矩比较大，则马达转速下降，当负载扭力大于或等于马达的停转扭力(即最大扭力)，马达失速停转。

气动马达分为单向及双向两种形式。对于单向气动马达只需开闭进气口即可控制马达的转动和停止。

双向气动马达有两个进气口，一个主排气口。马达工作时从一个进气口进气，则另一进气口为副排气口，若需马达旋转方向改变时，只需将进气口与副排气口交换位置即可，所以选用的控制阀必须具备上述功能才能使马达正常工作。建议选用三位四通阀或三位五通阀。在进行管道布置时，气源与气马达之间的管道通径（包括管道附件、控制阀、油雾器等）均不得小于与马达相适应的最小内径，且管道不得有严重的节流现象。管道接头处应牢固、密封、不得有泄漏现象，否则气动马达达不到应有的工作性能。

如图所示为叶片式气动马达结构原理图。主要由定子、转子、、叶片及壳体构成。在定子上有进一排气用的配气槽孔。转子上铣有长槽。槽内装有叶片。定子两端盖有密封盖。转子与定子偏心安装。这样，沿径向滑动的叶片与壳体内腔构成气动马达工作腔室。

气动马达工作原理同液压马达相似。压缩空气从输人口A进入。作用在工作室两侧的叶片上。由于转子偏心安装，气压作用在两侧叶片上产生的转矩差，使转子按逆时针方向旋转。当偏心转子转动时，工作室容积发生变化，在相邻工作室的叶片上产生压力差，利用该压力差推动转子转动。作功后的气体从输出口排出。若改变压缩空气输入方向，即可改变转子的转向。

图a所示叶片式气动马达采用了不使压缩空气膨胀的结构形式，即非膨胀式，工作原理如上所述。图b所示叶片式气动马达采用了保持压缩空气膨胀行程的结构形式。当转子转到排气口C位置时，工作室内的压缩空气进行一次排气，随后其余压缩空气继续膨胀直至转子转到输出口B位置进行二次排气。气动马达采用这种结构能有效地利用部分压缩空气膨胀时的能量，提高输出功率。非膨胀式气动马达与膨胀式气马达相比，其耗气量大，效率低；单位容积的输出功率大，体积小，重量轻。

叶片式气动马达一般在中、小容量及高速回转的范围使用，其耗气量比活塞式大，体积小，重量轻，结构简单。其输出功率为0.1—20kW，转速为500～25000r／min。另外，叶片式气马达启动及低速运转时的特性不好，在转速500r／min以下场合使用，必需要配用减速机构。叶片式气动马达主要用于矿山机械和气动工具中。

※气动马达的应用

目前，气动马达主要应用于矿山机械、专业性的机械制造业、油田、化工、造纸、炼钢、船舶、航空、工程机械等行业，许多气动工具如风钻、风扳手、风砂轮等均装有气动马达。随着气压传动的发展，气动马达的应用将更趋广泛。如图所示为气动马达的几个应用实例.气动马达的工作适应性较强，可用于无级调速、启动频繁、经常换向、高温潮湿、易燃易爆、负载启动、不便人工操纵及有过载可能的场合。GASTON产品被广泛应用到：矿山机械，动力传动、提升气动绞车、食品饮料机械、汽车零部件拧紧装配、拧盖（旋盖）机、灌装机、各种气动工具的动力、多功能机床、管道疏通机、高压清洗机、石油机械、造纸机械、船舶机械、印刷类机械、搅拌类机械、包装机械、汽车配件厂、金属加工、钻孔攻丝、化工机械、木工机械、卷扬机、炼钢、喷涂设备机械、坡口机、气动式管道内对口机、气动链锯、气动打包机、易燃易爆、粉尘、重载、潮湿等工作场所。

第二篇：行走马达工作原理

行走马达工作原理

中大型履带式挖掘机的机重一般都在20t以上，机器的惯性很大，在机器起步和停止的过程中会给液压系统带来比较大的冲击，因此，行走控制系统必须改善以适应这种工况。

行走马达普遍采用高速马达加行星减速机或摆线针轮减速机，而液压马达部分的回路的控制有其特点。行走马达的控制回路见图1，该马达配备了高压自动变量装置，当挂上高速挡时，回路接手动变速油口来油，推动变速阀左移，使马达变为小排量；如果行驶阻力增大致使油压升高到设定值时，油液推动变速阀右移，马达自动变为大排量低速挡，以增大扭矩。因此这种马达可以随着行走阻力的变化而自动变换挡位。

除了马达可以变速之外，对马达的控制主要由马达控制阀完成，下面结合结构原理图（见图2）分析其工作原理。

假设A口进油，马达旋转，马达控制阀动作如下：（1）打开单向阀，液压油进入马达右腔。

（2）液压油通过节流孔进入平衡阀，并使其左移，接通制动器油路，使制动器松开，这个动作还接通了马达B口的回油油路。

（3）液压油通过安全阀的中间节流孔进入缓冲活塞腔，将缓冲活塞推到左侧。如果此时系统压力超过此安全阀的设定压力（10.2MPa），安全阀将在瞬间打开，起到缓冲作用。

（4）如果马达超速（例如下坡时），泵来不及供油，则使A口压力降低，平衡阀在弹簧力作用下向右移动，关小马达的回油通道，从而限制马达的转速。

注意到行走马达控制阀内部有2个结构完全相同的安全阀（见图3和图4），它们在挖掘机开始行走以及制动时将起到重要的缓冲作用。下面分析它的工作原理。

当A 口不供油时平衡阀回到中位，由于机器惯性的影响使马达继续旋转，马达的功能转换为泵。由于平衡阀的封闭致使B口压力升高，压力油通过左安全阀中间的节流孔进入缓冲腔，推动缓冲活塞右移，同时打开左安全阀向A腔补油。当缓冲活塞移动到最右端后，B腔压力上升，左安全阀完全关闭。

如果压力进一步升高，B腔压力作用在右安全阀上，它限制了马达的最高压力（41.2MPa），此压力就是最大制动压力。

两个安全阀并联，当马达刚开始停止转动时，B腔的压力作用在左安全阀的a口（整个圆面积上），阀杆左移，将油泄到b口（注意b口与马达控制回路的 A口相通）。当缓冲活塞移到最右端后，c口压力上升，由于阀杆的直径差，在弹簧力和压差作用下阀杆右移，左安全阀关闭。此时的压力叫做一级压力。这个过程很短暂，目的是消除B口的脉冲压力，防止A口吸空。

左安全阀完全关闭后，马达B口的压力作用在右安全阀的b口（大直径减去小直径的环形面积），将油泄到a口（注意a口与马达的A口相通），这个压力叫做二级压力，也就是最大制动压力。

由此可以看出，尽管两个安全阀完全一样，但由于油压的作用面积不同，因此阀的开启压力也不同，组合使用后的时间—压力变化曲线见图5，这样的结构布置非常巧妙。

从整个过程分析可以看出，开始行走时该阀也有一个短暂的打开过程，但是马上就关闭了，起到了启动平稳，制动时吸收压力脉冲的作用。

另有一种安全阀，其结构原理见图6。它在普通直动式安全阀的基础上增加了可移动的减振活塞，采用了改善阀性能的节流措施。压力油经过节流孔进入阀芯内部，再经过节流孔和阀芯通道到达减振活塞产生的推力达到外弹簧的预紧力时压缩外弹簧，使减振活塞右移，同时锥阀打开溢流，这个过程减小了系统的压力冲击。系统压力升高到内外并联弹簧决定的设定值时，锥阀全部打开溢流。这种阀的时间—压力变化曲线见图7。

第三篇：液压马达的工作原理

液压马达的工作原理

1.叶片式液压马达

由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。

2.径向柱塞式液压马达

径向柱塞式液压马达工作原理，当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为。力可分解为 和 两个分力。当作用在柱塞底部的油液压力为ｐ，柱塞直径为ｄ，力和之间的夹角为 X时，力对缸体产生一转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。

以上分析的一个柱塞产生转矩的情况，由于在压油区作用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转，并输出转矩。径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。3.轴向柱塞马达

轴向柱塞泵除阀式配流外，其它形式原则上都可以作为液压马达用，即轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是可逆的。轴向柱塞马达的工作原理为，配油盘和斜盘固定不动，马达轴与缸体相连接一起旋转。当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，紧贴斜盘斜盘对柱塞产生一个法向反力ｐ，此力可分解为轴向分力及和垂直分力Q。Q与柱塞上液压力相平衡，而Q则使柱塞对缸体中心产生一个转矩，带动马达轴逆时针方向旋转。轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。若改变马达压力油输入方向，则马达轴按顺时针方向旋转。斜盘倾角ａ的改变、即排量的变化，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生转矩越大，转速越低。

4．齿轮液压马达

齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外；为了减少启动摩擦力矩，采用滚动轴承；为了减少转矩脉动齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。

齿轮液压马达由干密封性差，容租效率较低，输入油压力不能过高，不能产生较大转矩。并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。

第四篇：钠硫电池工作原理及特性

钠硫电池工作原理及特性

就像江河中奔腾的流水，电流通过电网奔向千家万户时，也会不时掀起“波涛”，冲击用电设备，甚至引起事故。最近，上海科学家成功组装起了一套聪明的电能“蓄水池”，它能像水库蓄洪一样，将过多、过猛的电流储存起来，当电网需要的时候，再帄稳地释放出来。

10月14日，中科院上海硅酸盐研究所与上海电力公司宣布：经过多年攻关，他们成功完成了大容量城网储能钠硫电池的中试研发，并建成了一条2兆瓦的中试生产示范线和一套10千瓦的储能系统示范装置。明年5月，储能电站将出现在世博会上。

在上硅所的嘉定中试园区，记者见到了这条示范线。一个个直径9.4厘米、长53厘米的不锈钢圆筒整齐地竖立在80厘米见方的不锈钢箱子里——这就是用来为电网“蓄洪”的钠硫电池。打开这些不锈钢圆筒，特制的氧化铝陶瓷薄膜将作为正极的硫与作为负极的钠隔开——当电流通过时，钠与硫就会通过化学反应，将电能储存起来，当电网需要更多电能时，它又会将化学能转化成电能，释放出去。

项目技术负责人之

一、上硅所研究员刘孙告诉记者，钠硫电池的“蓄洪”性能非常优异，即使输入的电流突然超过额定功率5-10倍，它也能泰然承受，再以稳定的功率释放到电网中——这对于大型城市电网的帄稳运行尤其有用。

太阳能、风能等新能源虽然洁净，但发电功率很不稳定。这会给整个电网带来不期而至的“洪峰”。储能电站会将这些“绿电”先照单全收，再根据电网需求输出。

其实，钠硫电池储能电站更大的作用在于为整个电网“削峰填谷”。众所周知，电网必须按照满足最大用电负荷来修建。2008年，上海最高用电负荷持续小时数只有104.5小时，而为满足这短暂的高峰负荷，却需要投资200亿元。

刘孙为记者算了一笔账：1千瓦功率的储能电池可节省电网投资1.3万元，通过“削峰填谷”，可使每吨标准煤所发的电多利用100度，可带来经济效益480元。预计到2015年，上海电网峰谷差可达16000兆瓦，即使只将20%的“谷电”存储起来，用于高峰时段，其经济效益就超过70亿元——而建设储能电站的投资，仅需20亿元左右。

在研发大容量电力储能系统的同时，科研人员还同步研发了生产线等关键设备100多台，积累了多项专利。目前，他们已建成2兆瓦中试生产线，每月可生产钠硫电池200-250个。“下一步，我们将联合更多企业力量，探索更大规模生产的工艺。”上硅所所地合作处处长夏天然告诉记者，仅上海一地可预见的市场规模就可达400亿元。

在文中关于电池放电机理的描述存在原则错误，不过我想这大概只是记者的失误。由于自己当年曾经投入不少时间在钠硫电池上，自然对此会有些想法。

当年放弃对钠硫电池的研究，主要是因为投入资金的几个协作单位，包括北京大学、北京玻璃研究所和北京电池厂都不愿意继续下去了。但即使他们愿意继续研究，其实也已经不太可能。这是因为虽然当时我们研究的电池功率密度已经比较高，甚至也开过一辆实验车，但其再充电寿命只有30周左右，远远达不到实用要求。况且几个单位的财力拮据，也根本不可能继续支持研究，提供根本改变研究途径的必要条件。

钠硫充电电池的寿命主要取决于两个因素，其一是正极与负极物质的反应导致电介质产生不可逆变化，从而在经过数十周的再充电以后容量和功率会逐渐减小；其二是由于电介质的变质或者其物质结构的破坏，最终在电池内部形成钠和硫的短路而烧毁。

解决这两个问题的中心问题是制造出长寿命的陶瓷固体电介质，比较可靠的方法是在高压下压铸高密度β氧化铝管坯，然后烧制成陶瓷。然而我们当时只能在常压下用注浆方法制备。按照我那会的看法，这种常压注浆会导致晶体的定向排列，对于所烧制的管件成品的强度、耐蚀性和导电性均有不利影响。但配备一台大型超高压制备系统谈何容易？估计就是卖了整个电池厂也未必够用。

从上面的文章和其他材料提供的信息看来，如今电池的再充电寿命问题大概是解决了。不过要想使钠硫电池得到真正的推广，还要解决几个十分重要的问题，在目前网上提供的材料中。我还没有看到足以说明问题答案： 安全问题：钠硫电池仅只在达到320度左右的温度，即仅当钠和硫都是处于液态的高温下才能运行。而如果陶瓷电介质一旦破损形成短路，高温的液态钠和硫就会直接接触，发生剧烈的放热反应。这种反应虽然不会产生气体发生爆炸，但会产生高达2000度的高温，相当危险。我在一次连接一组已经加热到300度的钠硫电池时，由于一个电池单体中电介质管破裂，高达2000度的硫化钠烧熔了不锈钢电池壳，火焰冲到3米之高。我因为刚好回头去拿工具，躲过了这两秒钟，从而捡了一条命。

资料上说，钠硫电池的安全问题也已经解决。但我想，除非能在任何情况下将钠和硫完全隔绝，否则是谈不上安全的。作为车用电池，出现这种事故更意味着车毁人亡。因为作为两极的液态钠硫之间只能有用来导电的陶瓷电介质，而不可能以任何其他惰性、绝缘的高强度物质将其完全隔绝，所以解决这个问题很不容易。当初美国福特公司采用了毛细电介质管来避免钠硫的大面积接触，但造价极高，商业推广是不现实的。保温与耗能问题：在高温下运行的另一个问题是保温耗能的问题。钠硫电池在300度下才能启动，用不着进行什么分析就可以想到，这对于将其用作车用电池是一个颠覆性的缺点。用外电源保温当然十分不便，如用自身电力保温，则将大大影响最大行车里程； 环境影响与庖电池处置问题：损坏的电池难于处置，这也是钠硫电池的软肋之一。无论在何种情况下损坏，不外需要处理下述几种物质：

1）金属钠：在空气中将立即自行燃烧，生成氧化钠，随后在空气中吸收水分，形成高腐蚀性氢氧化钠。如果遇到大量水，则还会立即引起爆炸。

2）混在导电纤维中的游离硫：如果在高温下，则生成腐蚀性二氧化硫气体，如果在低温下，则需要设法将导电纤维和硫分离，加以回收；

3）硫化钠：具有恶臭和腐蚀性的化合物，需要作为危险庖物处理和处置。如果打算作为资源回收，则需要经过十分复杂的化学工艺和设备；

如果上述问题没有得到根本解决，恐怕钠硫电池作为车用电池大规模上市和应用是不可能的。

但如果如前文所说作为固定的大型储能电池来用，因为保温比较容易、设施远离工作人员，应用条件相对宽松，也许实用的可能性要大一些，不过如果一旦损坏，会危害电网运行、其环境影响，尤其是对大气和人员健康的影响程度比车用也更要大得多，投放市场仍需万分谨慎。

总之，我对于钠硫电池的推广和应用问题，如果还不是完全否定的话，也还是持比较悲观的态度。由于始终没有看到究竟现在钠硫电池的再充电寿命究竟是多少，对于上述问题究竟是如何处理和解决的。我觉得以现在的水帄能不能称之为“成功”，还有待商榷。最好是等等，看看国外推广应用（如果有的话）的后果为好。千万不可急功近利，一哄而上。储能技术促钠硫电池产业发展

智能电网是目前国家电网的重点建设方向，储能技术是智能电网的核心技术之一。而钠硫电池因其容量大、体积小、能量储存和转换效率高、寿命长、不受地域限制等优点，非常适合电力储能使用。

7月25日，上海市政府与国家电网公司在沪正式签署《智能电网建设战略合作协议》。上海电气集团公司、上海市电力公司和中科院上海硅酸盐研究所共同签署了《关于推进钠硫电池产业化的合作意向书》。中共中央政治局委员、上海市委书记俞正声出席签约仪式。上海市委副书记、市长韩正，国家电网公司党组书记、总经理刘振亚，中国科学院副院长阴和俊分别致辞。

韩正在致辞时说，发展智能电网等战略性新兴产业，建设坚强智能电网，是加快转变经济发展方式的必然选择，是实施国家能源战略的重要举措。上海将努力成为智能电网功能应用示范基地、关键技术研发基地和主要装备制造基地。上海已将发展智能电网作为高新技术产业化的重要方面，对智能电网应用、研发和产业化给予全面支持。上海将全力配合国家电网公司开展的建设坚强智能电网各项工作，充分依托中国科学院的科技支撑作用，推动上海智能电网在关键技术研发和产业化方面实现突破。

阴和俊指出，中国科学院与上海市人民政府和国家电网公司有着长期的友好合作历史，并已分别签署战略合作协议，开展了良好的合作。面对国家能源安全，中科院积极发挥科技国家队的优势，在多个领域主动部署。在智能电网方面，针对技术和发展涉及领域广泛，需要材料、器件、信息、通讯、控制和管理等多学科参与的特点，中科院发挥多学科的综合优势，前瞻部署并在大容量储能电池与系统、电动汽车、物联网及传感器、半导体照明等领域取得了一些重要成果。加强在智能电网关键技术方面的研发，共同推进我国智能电网建设与技术发展，对于推进我国产业结构调整、加快经济发展方式转变和培育战略新兴产业具有重要意义。

“采用电力储能技术，可以提高电网经济性、安全性和供电可靠性，支持新能源发展。”中科院上海硅酸盐研究所所长罗宏杰教授告诉记者。

“采用大规模储能装置，可以减少和延缓用于发、输、变、配电设备的投资，提高现有电力设备的利用率和供电可靠性，降低发电煤耗。”中科院上海硅酸盐所能源材料研究中心主任、上海钠硫电池研制基地技术总工程师温兆银研究员介绍说。据了解，中国科学院上海硅酸盐研究所积极响应国家战略，通过与国家电网上海市电力公司先期合作，在上海市科委等部门的支持下，在大容量钠硫储能电池研制方面获得重要突破，成功研制出具有自主知识产权的容量为650Ah的钠硫储能单体电池，使我国成为继日本之后世界上第二个掌握大容量钠硫单体电池核心技术的国家。据悉，现已建成2兆瓦大容量钠硫单体电池中试生产示范线，800千瓦时的钠硫储能示范电站已成功运行，标志着钠硫储能电池已基本具备产业化条件。在向产业应用的转移阶段，上海电气（集团）总公司参与合作，从研发、生产到应用，三家单位强强联合，集成社会优质资源，创新管理模式，有力地推进了钠硫储能电池向产品化、实用化发展。

阴和俊表示，中科院上海硅酸盐研究所提供技术源头，国家电网上海市电力公司继续发挥应用牵引，上海电气具备强大的制造和生产管理能力，相信“通过三方合作，一定能切实发挥科技对产业的引领与支撑作用，为我国智能电网的发展作出重要贡献”。

据悉，上海将重点发展新能源接入与控制、电力储能、电力电子应用及核心器件、智能变电站系统及智能设备、智能配电网与智能用户端、高温超导、相关的IT通信及软件信息服务业等方面产业和技术。到2012年，上海将力争培育3～5家智能电网行业龙头企业，形成有竞争力的智能电网产业集群，产业规模达到500亿元左右。钠硫电池是美国福特(Ford)公司于1967年首先发明公布的，其比能量高、可大电流、高功率放电。日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池，其应用目标瞄准电站负荷调帄、UPS应急电源及瞬间补偿电源等，并于2002年开始进入商品化实施阶段，截止2007统计，日本年产钠硫电池电池量已超过100MW，同时开始向海外输出。

1、基本原理

钠硫电池以钠和硫分别用作阳极和阴极〃Beta-氧化铝陶瓷同时起隔膜和电解质的双重作用。它的电池形式如下：

(一)Na(1)／beta一氧化铝／Na2Sx(1)／C(+)基本的电池反应是：2N a + xS= Na2Sx

2、钠硫电池特性

⑴ 钠硫电池的理论比能量高达760Wh／kg，且没有自放电现象。放电效率几乎可达100％。

⑵ 钠硫电池的基本单元为单体电池，用于储能的单体电池最大容量达到650安时，功率120W 以上。将多个单体电池组合后形成模块。模块的功率通常为数十kW，可直接用于储能。

⑶ 钠硫电池在国外已是发展相对成熟的储能电池。其寿命可以达到使用10～15年。

3、钠硫电池的缺点

• 不能处理部分循环e.g.风能，SOC只能用帄均值计量，所以需要周期性的离线度量；

• 过度充电时很危险；

• 高温350ºC熔解硫和钠，因此需要附加供热设备来维持温度。

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简介及原理

钠硫电池是美国福特(Ford)公司于1967年首先发明公布的，至今才40年左右的历史。电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等几部分组成。一般常规二次电池如铅酸电池、镉镍电池等都是由固体电极和液体电解质构成，而钠硫电池则与之相反，它是由熔融液态电极和固体电解质组成的，构成其负极的活性物质是熔融金属钠，正极的活性物质是硫和多硫化钠熔盐，由于硫是绝缘体，所以硫一般是填充在导电的多孔的炭或石墨毡里，固体电解质兼隔膜的是一种专门传导钠离子被称为Al2O3的陶瓷材料，外壳则一般用不锈钢等金属材料。

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特点

钠硫电池具有许多特色之处：一个是比能量(即电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量)高。其理论比能量为760Wh/Kg，实际已大于100Wh/Kg，是铅酸电池的3-4倍；另一个是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200-300mA/cm2，并瞬时间可放出其3倍的固有能量；再一个是充放电效率高。由于采用固体电解质，所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应，充放电电流效率几乎100％。当然，事物总是一分为二的，钠硫电池也有不足之处，其工作温度在300-350℃，所以，电池工作时需要一定的加热保温。但采用高性能的真空绝热保温技术，可有效地解决这一问题。

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意义

钠硫电池作为新型化学电源家族中的一个新成员出现后，已在世界上许多国家受到极大的重视和发展。由于钠硫电池具有高能电池的一系列诱人特点，所以一开始不少国家就首先纷纷致力于发展其作为电动汽车用的动力电池，也曾取得了不少令人鼓舞的成果，但随着时间的推移表明，钠硫电池在移动场合下(如电动汽车)使用条件比较苛刻，无论从使用可提供的空间、电池本身的安全等方面均有一定的局限性。所以在80年代末和90年代初开始，国外重点发展钠硫电池作为固定场合下(如电站储能)应用，并越来越显示其优越性。如日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池，其应用目标瞄准电站负荷调帄(即起削峰帄谷作用，将夜晚多余的电存储在电池里，到白天用电高峰时再从电池中释放出来)、UPS应急电源及瞬间补偿电源等，并于2002年开始进入商品化实施阶段，已建成世界上最大规模(8MW)的储能钠硫电池装置，截止2005年10月统计，年产钠硫电池电池量已超过100MW，同时开始向海外输出。请教马兰凤老师：钠硫电池充放电时钠离子事怎样通过β-NaAl11O17电解质实行传递的呢？钠硫电池为什么不能过充和过放呢？

相对锂离子电池，钠硫电池的实际能量密度和功率密度也不是很大，而且其安全性差，且成本高，那么用钠硫电池做储能电站的优势在哪里呢？谢谢！

1、Na—S蓄电池作用原理 Na－S电池是当前开发的一种高能蓄电池，它所贮存的能量为常用铅蓄电池的5倍(按相同质量计)，它具有运行无声、无污染、价廉、安全、使用寿命长以及维修费低廉等优点。常用的电池是由一个液体电解质将两个固体电极隔开，而Na－S电池正相反，它是由固体电解质将两个液体电极隔开：一个由Na－β－Al2O3固体电解质做成的中心管，将内室的熔融钠(熔点98℃)和外室的熔融硫(熔点119℃)隔开，并允许Na＋离子通过。整个装置密封于不锈钢容器内，此容器又兼作硫电极的集流器。在电池内部，Na＋离子穿过固体电解质和硫反应从而传递电流。350℃时，Na－S电池的断路电压为2.08 V。已知硫的化学式为S8，在外电路中被还原成多硫离子。

钠硫电池的理论比容量可达760 W?h/kg，实际已达到300 W?h/kg，且充电持续里程长，循环寿命长。

负极的反应物质是熔融的钠在负极腔内，正极的反应物质是熔融的硫在正极腔内。正极和负极之间用α―Al2O3电绝缘体密封。正极腔和负极腔之间有β―NaAl11O17陶瓷管电解质。电解质只能自由传导离子，而对电子是绝缘体。当外电路接通时，负极不断产生钠离子并放出电子，电子通过外电路移向正极，而钠离子通过β―NaAl11O17电解质和正极的反应物质生成钠的硫化物 电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解质分解，内部压力过高等问题；过放会导致活性物质的恢复困难

2、钠硫电池作为电化学能源家族中的新成员，它的产生一方面弥补了因能源不足而引发的危机，另一方面，由于它不排放任何有害物质，使用或报庖后也不会对环境造成二次污染，是一种真正意义上的环保型新能源。钠硫电池用于储能具有独到的优势,主要体现在原材料储量大、能量和功率密度大、充放电效率高、不受场地限制、维护方便等特点。钠硫电池在国外已经成功的用于削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面。涉及工业、商业、交通、电力等多个行业，是各种先进二次电池中最具有潜力的一种储能电池。而在我国，钠硫电池的开发和应用则基本上处于空白状态。主要优点钠硫电池可以通过削峰填谷的方式解决日益突出的供电紧张现象；可以节省现有发电能源近乎50%。在未来的15年中，我国电力需求的年增长率预计达到每年5.8~7.2%，2005年电力消耗为2469TWh，到2010年预计达到3000TWh，2020年则将达到5000TWh。与此同时，电力消耗的昼夜峰谷差也在日益扩大，以上海市为例，2006年的最高用电负荷近2000万千瓦，峰谷差高达40%。在低谷电力帄衡时，上海电网内的大型火电机组低谷出力大多要减至最低，小型机组更是需要视情况而日开夜停，为此需要付出巨大的代价。要解决这种电力使用严重不对称而造成的电力紧张现象，利用钠硫电池储能是最有效的途径，它在用电需求小于发电量时将多余的电能储存起来，在需要大于供给时补充电能。而且利用分布式的储能系统可以在关键时刻辅助供电或者传输电能，将对供电负荷需求从峰值时刻转移到负荷低谷时刻或者在强制停电、供电中断的情况下提供电能。根据美国相关机构统计，如果通过储能手段进行削峰填谷，那么每年可以节省全球用于发电的能源近50%；也就是说钠硫储能电站相当于一个巨大的节能器，能够使得现有发电站的资源消耗量减少一半，相应地这些有限的不可再生资源的使用年限可以增加一倍。这无论对于社会还是政府而言，都是一项具有重要意义的能源工程。钠硫电池作为一种先进的储能电池，可以从根本上解决风能太阳能输出电力不稳定的问题；是风能产业推广的重要配套产品。大力发展可再生能源是全球未来电力生产的大方向。目前，我国的可再生能源仅占电力生产总量的0.25%，但到2010年预计将达到8.63%，2020年则将增长到15%~20%。风力发电和太阳能发电是近几年发展和增长最快的两种可再生能源，全球风电装机容量已达25000MW以上；太阳能发电总量已达9100MW。我国近几年风力发电和太阳能发电都增长很快，且发展潜力巨大。由于可再生能源的电力输出随着风、光照等资源的强度同步变化和波动，因此无法直接向电网输出或向用户出售，需要经过稳定后方可和电网安全对接输出。而且，随着社会的发展，对于用电质量的要求日益提高，这也使得储能电池质量的高低直接决定了风能太阳能等可再生能源的应用前景。钠硫电池的长寿命和快速充电等特性使得它成为与风能太阳能等发电方式配套的一种最理想的储能电池。因此，随着风能太阳能产业的不断发展，钠硫电池产业必将迎来一个崭新的发展机遇。钠硫电池的诸多远胜于传统电池的优点使其完全可以取代传统电池而成为潜艇、军用武器等的储能电源，对于国防有着重要的意义。钠硫电池具有能量密度大、充电速度快、使用寿命长等特点，因此它便可以在潜艇、军舰等领域取代现有的锂离子电池和铅酸电池，大大提高续航里程、降低维护成本。以U32潜艇为例：该舰现行配置动力电池为2000千瓦时铅酸电池，重量约为160吨，由5万小块电池组成，且潜行时间短。惊人的电池重量占据着艇内的有限空间，潜艇自身负荷增大，不但影响速度、下潜时间，也局限了战备、供给物质的容量。高性能的钠硫动力电池在同等电容量的情况下，重量最多只有25吨，体积也只有它的1/5～1/6。Na/S电池的使用将大大减轻艇的自身载重量，提高体速度和机动性，同时节省出大量的空间，保证艇员的生活供给物品、武器、弹药的储存，大大提高潜艇的作战能力。而其特有的瞬间大电流特点更可以应用到导弹、火箭、大炮等的发射装置上，它能使弹头出膛速度达到每秒3—50公里超高速运行，且性能稳定，可控性好。这样的发射装置不但后坐力小，发射时无烟雾、不喷火及光，也无冲击波和辐射，稳定性好，隐蔽性好，对大气空间也无污染，其成本只是化学燃料的1%—10%。同样该项技术，也可用于航天领域，比如地对空的定向发射等。钠硫电池项目在未来的储能调峰、稳定风能输出、特种领域应用等方面有着极其重要的作用；以上海电网为例作简单估算：截止2005年底，上海电网（含崇明岛、长兴岛）总调装机容量为13368.4MW，其中火力发电机组13344MW，风力发电机组24.4MW。上海年最高负荷19543MW，最低负荷～7799MW（2006年9月11日），但上海6，7，8三个月的月帄均负荷为～85%。那么剩余的功率为，13368.4MW×15%=2005.26MW=2005260KW，每月剩余的电能为：2005260KW×24h×30day=1443787200KWh=14.44亿度。如果将这些电能用钠/硫电池储能系统储存起来，考虑到AC-to-DC及DC-to-AC的转化效率为0.8，上海居民峰谷电价0.3元/KWh，峰时电价1.7元/KWh，则差价为1.4元/KWh。故每月可利用的电能为14.44亿度×0.8=11.552，节约的电费为11.552×1.4=16.17亿元。如果考虑全年仅上海就可以节约40～50亿度电。可想而知，如果将该储能系统应用到北京、应用到全国各主要电网，则每年节约的能源是个底大的数字。建立节约型社会是我国的一项基本国策，节约能源是我国走持续发展道路的必然选择，而能量储存是实施节约能源战略的重要技术措施。大功率钠硫动力电池具有高功率密度、长循环寿命、无自放电现象、100%的库仑效率以及维护简单等突出优点，使得它在大规模能量储存方面有难以匹敌的优势和广阔的应用前景。此外，中小型的钠/硫电池储能系统可以与太阳能电池发电站、风能发电站匹配，解决我国老、少、边、穷的不发达地区居民及边防哨所供电质量和供电安全性。同时，中小型的钠/硫电池储能系统还可以用于城市居民小区的应急电源。国外大力（尤其是日本）发展钠硫电池储能除钠硫电池本身的高性能特点外，一个主要的原因是从资源和环境考虑，铅酸电池不仅比能量低，其制造过程和庖旧电池对环境都会造成严重污染，锂离子电池中的Li和Co（目前其正极材料LiCoO2）的地球储量都不丰富（尤其是Co），此外Co有毒性，其制造过程和庖旧电池对环境和人体都有伤害。与此相反，Na和S几乎用之不竭。单质Na和S元素本身对人体是没有毒性，而且庖旧电池中的Na和S几乎可以100%的回收。因此，无论是从发展新型能源、节约能源、环境保护的角度看，还是从可持续发展的战略高度去衡量和思考，我国发展钠硫电池储能系统是完全有必要的，使该项技术转化为生产力已刻不容缓。

3、钠硫电池用于储能具有独到的优势，主要体现在原材料和制备成本低、能量和功率密度大、效率高、不受场地限制、维护方便等方面。钠硫电池已经成功的用于削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面。目前在国外已有100余座钠硫电池储能电站在运行中，涉及工业、商业、交通、电力等多个行业，是各种先进二次电池中最为成熟的一种，也是最具有潜力的一种先进储能电池。

可参考：《钠硫电池及其储能应用》一文 作 者： 温兆银 Wen Zhaoyin

作者单位： 中国科学院上海硅酸盐所 钠硫电池

简介

钠硫电池作为化学能源家族中的新成员，它的产生一方面弥补了因能源不足而引发的危机，另一方面由于他不排放有害物质，使用获报庖后也不会对环境造成二次污染，是一种真正意义上的环保型新能源。钠硫电池用于储能具有独到的优势，主要体现在原材料储量大、能量和功率密度大、充放电效率高、不受产地限制、维护方便等特点。钠硫电池在国外已经成功的用于削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面。涉及工业、商业、交通电力等多个行业。是各种先进二次电池中最具有潜力的储能电池。而在我国钠硫电池的开发和应用则基本上处于空白状态。

市场前景：

1钠硫电池可以通过削峰填谷的方式解决日益突出的供电紧张现象；可以节省现有发电能源近乎50％.在未来的15年中,我国电力需求的年增长率预计达到每年5.8~7.2％，到2010年预计达到3000TW，2020年则将达到5000TW。与此同时，电力消耗的昼夜谷差也在日益扩大，以上海市为例，2006年的最高用电负荷近2000万千瓦，峰谷差高达40％。在低谷电力帄衡时，上海电网内的大型火电机组低谷出力大多要减至最低，小型机组更是要视情况而日开业停，为止需要付出巨大的代价。

要解决这种电力使用严重不对称而造成的电力紧张现象，利用钠硫电池村储能是最有效的途径。它在用电需求小于发电量时将多余的电能储存起来，在需要大于供给时补充电能。而且利用分布式的储能系统可以在关键时刻辅助供电或者传输电能，将对供电负荷需求从峰值时刻转移到负荷低谷时刻或者在强制停电，供电中断的情况下提供电能。

根据美国相关机构统计，如果通过储能手段进行削峰填谷，那么每年可以节省全球用于发电的能源近50％；也就是说钠硫储能电站相当于一个巨大的节能器，能够使得现有发电站的资源消耗量减少一半，相应地这些有限的不可再生资源的使用年限可以增加一倍。这无论对于会还是府而言，都是一项具有重大意义的能源工程。

2，钠硫电池作为一种先进的储能电池，可以从根本上解决风能太阳能输出电力不稳定的问题；是风能产业推广的重要配套产品。

大力发展可再生能源是全球未来电力生产的大方向。目前，我国的可再生能源仅占电力生产总量的0.25％，但到2010年预计将达到8.63％，2020年则将增长到15％~20％。风力和太阳能发电是近近几年发展和增长最快的两种可再生资源，全球风电装机容量已达25000MW以上，我国近几年风力发电发电都增长很快，且发展潜力巨大。由于可再生能源的电力输出随着风、光照等资源的强度同步变化和波动，因此无法直接向电网输出或向用户出售，需要经过稳定后方可和电网安全对接输出。而且随着会的发展对于电质量的要求日益提高，这也使得储能电池质量的高低直接决定了风能等可再生能源的应用前景。

钠硫电池的长寿命和快速充电等特性使得它成为与风能等发电方式配套的一种最理想的储能电池。因此随着风能产业的不断发展，钠硫电池产业必将迎来一个崭新的发展机遇。

3、钠硫电池的诸多远胜于传统电池的优点使其完全可以取代传统电池而成为潜艇、军用武器等的储能电源，对于国防有着重要的意义。

钠硫电池具有能量密度大、充电速度快、使用寿命长等特点，因此它便可以在潜艇、军舰等领域取代现有的锂离子电池和铅酸电池，大大提高续行里程、降低维护成本。

经济效益

钠硫电池项目在未来的储能调峰、稳定风能输出、特种领域应用等方面有着极其重要的作用。以上海电网为例做简单估算： 截止2005年底上海电网（含崇明岛、长兴岛）总调装机容量为13368.4MW，其中火力发电机组13344MW，风力发电机组24.4MW。上海年最高负荷19543MW，最低负荷7799MW，考虑峰谷差，每月剩余的电能为14.44亿度。如果将这些电能用钠硫电池储能系统储存起来，考虑到AC-to-DC及DC-to-AC的转化效率为0.8，上海居民峰谷电价0.3元/KWh，峰时电价1.7元/KWh，则差价为1.4元/KWh。故每月可利用的电能为14.44亿度×0.8=11.552，节约的电费为11.552×1.4=16.17亿元。如果考虑全年仅上海就可以节约40~50亿度电。可想而知，如果将该储能系统应用到北京、应用到全国各主要电网，则每年可节约的能源是个底大的数字。

建立节约型会是我国的一项基本国策，节约能源是我国走持续发展道路的必须选择，而能量储存是实施节约能源战略的重要技术措施。大功率钠硫动力电池具有高功率密度、长循环寿命、无自放电现象、100％的库仑效率以及维护简单等突出优点，使得它在大规模能量储存方面有难以匹敌的优势和广阔的应用前景。

此外，中小型的钠硫电池储能系统可以与太阳能电池发电站、风能发电站匹配，解决我国老、少、边、穷的不发达地区居民及边防哨所供电质量和供电安全性。同时中小型的钠硫电池储能系统还可以用于城市居民小区的应急电源。

会效率

国外大力（尤其是日本）发展钠硫电池储能除钠硫电池本身的高性能特点外，一个主要的原因是从资源和环境考虑，铅酸电池不仅比能量低其制造过程和庖旧电池对环境都会造成严重污染，锂离子电池中的Li何Co（目前其正极材料LiCoO2）的地球储量都不丰富（尤其是Co），此外Co有毒性，其制造过程和庖旧电池对环境和人体都有伤害。于此相反，Na和S几乎用之不竭，单质Na和S元素本身对人体是没有毒性，而且庖旧电池中的Na和S几乎可以100％的回收。因此，无论是从发展新型能源、节约能源、环境保护的角度看，还是从可持续发展的战略高度去衡量和思考，我国发展钠硫电池储能系统是完全有必要的，使该项技术转化为生产力已刻不容缓。

第五篇：气动绞车的工作原理及使用维护

气动绞车的工作原理及使用维护

一、概况与用途

气动绞车，采用活塞式气动马达为动力，单滚筒手操纵式绞车，该绞车主要广泛应用于金属矿、煤矿、采掘矿场，建筑工程拖运矿车和在井下的狭窄巷中提升、牵引工具、器械等重物。以及在海上、陆地油田钻井平台上吊装钻杆及重物之用。

由于它具有体积小、重量轻、噪声低、速度可无级调速、易于搬运和快速安装等特点深受广大用户的欢迎和喜爱。

二、结构与工作原理

气动绞车以压缩空气为动力能源，通过活塞式气动马达输出扭矩，通过二组内外齿轮传动副的减速机构来驱动滚筒的运转，以达到其卷扬的目的。其主要结构包括气动马达、齿轮箱、滚筒和制动器等。所有各传动件均采用优质滚珠轴承支承，运转灵活。其主要零件多选用高强度优质合金钢材，并经过热处理工艺，使零件有较长的使用寿命。

1、气动马达

气动马达是由开关阀组件和配气阀组件以及连接在曲轴上的六组连杆、活塞、气缸等主要零件所组成。

活塞式气动马达的运转原理基本与内燃机相仿。当操作手柄推至启动位置时，压缩空气由开关阀进入配气阀，配气阀进入配气阀芯，使其转动。同时，配气阀芯的转动将压缩空气按顺序分别送入周圈的六个汽缸中。由于在缸内的压缩气体的膨胀作用，从而推动了活塞、连杆和曲轴的运动。当活塞被推至“下死点”时，配气阀芯同时也转至第一次排气位置，经膨胀后的气体（尚带有一定的压力），即自行从气缸内，经过阀的排气孔道，直接排出缸体外。

同时，在活塞及曲轴的回转作用下，又被推向汽缸的“上死点”（配气阀芯同时也转至第二次排气位置），并将缸内的剩余气体全部从配气阀组件的排气孔道排出缸体外。经过这样的往复循环作用，使曲轴不断的高速运转。

为了使曲轴、连杆与活塞等零件的运动与主阀的运转得到协调，在曲轴与主阀之间采用连接器联接。连接器不仅能使曲轴和主阀的运转取得一致，而且它对整个气动 1 马达来讲，尚能起到一定的安全保护作用。连接器所选用的材料，及其断口面积均有所规定。如果当主阀由于缺乏润滑油而被咬死，马达仍不断继续运转时，该连接器就立即被切断，使气动马达所有零件的运动全部处于停顿状态，这样就能避免或减少其他零件的损坏。

气动马达的转速、扭矩、功率和压缩空气消耗量等技术性能参数，均由气动马达性能试验测定而得。

1吨气动绞车配用气动马达的性能参数：当转速在1000转/分左右、压缩空气消耗量约4.5-5米3/分，额定功率（约为4kW），（当P=0.6MPa时），注：P为管道中的压缩空气压力。

2、齿轮箱

齿轮箱与气动马达连接在一体，其内装有一个齿轮架和二组齿轮副，（一组为外齿轮副、另一组为内齿轮副），所有齿轮均全封闭在具有一定油位的齿轮箱内。该齿轮箱位于气动马达与滚筒之间，它将气动马达所发生的动能通过二组减速轮系和固定在主轴上的离合器传递给滚筒旋转工作。

3、制动器

制动器是由钢带、石棉刹车带、支承架、手柄和调节螺钉等主要零件所组成。钢带呈

圆环型，其内侧与石棉刹车带铆接，环抱于滚筒刹车鼓的圆周上，其一端与固定在机座上的支承架相连接。另一端铆接在带内螺纹的接头与固定在支承架上的调节螺钉相旋合。当手柄以顺时针方向拧紧时，钢带即能起到制动作用，使运转着的滚筒刹紧不动。反之，如手柄以逆时针方向旋转时，则即松开闸带，使滚筒得到自由转动。

五、使用维护说明

1、绞车运转时，须保持进气管的表压力为0.6-0.7MPa。

2、所供给的压缩空气，必须清洁干燥。一般使用的压缩空气中，常含有一定量的水分和灰尘。在绞车运转时，这些杂质常冷凝附着或堆积在气动马达的气道、汽缸的内壁以及其他零件的表面。使零件容易锈蚀、磨损或导致绞车的运转滞缓，牵引力下降。如遇这种情况，绞车应立即脱离工作，折开清洗后再可使用。特别是在冬季，水汽常在排气孔道上冷凝成冰，使管道受到阻塞，导致绞车的运转缓慢、功率下降，甚 2 至不能进行正常工作。

为了避免上述不良后果的产生。建议：在不影响气体压力的情况下，在进气管线前端，加装冷凝、过滤、干燥设施，以保证输入的气体清洁、干燥。

在进气管上加装油雾器更有利于绞车的润滑。油雾器在使用中要经常及时补充润滑油。

3、进气管线与绞车进气口最好选用橡胶管连接，以减少压缩空气管路震动对绞车的影响。使用前应用压缩空气将导管内污物吹扫干净。

4、钢丝绳的连接：绳头的一端伸入到滚筒内卡孔，用挡绳螺钉拧紧并将钢丝绳依次紧紧缠绕于滚筒上，并排紧。

5、保证气动绞车的正常运转，对机体运动部件充分得到润滑是十分重要的。应保证曲轴箱和齿轮箱内有足够的润滑油。

6、气动绞车的操纵极为简单。当进气管接通后，只要将滚筒前端的离合器推上，并扳动位于气动马达的操纵杆就能将绞车启动。操纵杆扳动的位置分为：“前”、“中”、“后”三个部位，控制绞车滚筒的“正转”、“停止”、“反转”三种动作。如将操纵杆扳至前方时，滚筒的运转方向为正，则扳至后方时，滚筒则以相反的方向运转。当操纵杆处于中间位置时，滚筒处在停止位置。

操纵杆扳转角度的大小与滚筒的运转速度有关，如扳转角度大至极限位置时，则滚筒就全速运转。

操纵时若能将操纵杆缓慢平稳从中间位置扳向左方（或右方）绞车就能迅速而平稳地从慢速达到全速间的运转速度，以适应各种工作速度的需要。

7、该型绞车具有一定的自锁功能。当提升作业时，在下放或上提重物的过程中，可根据需要，随意在中途进行停车（时间不能过长），如能同时与制动器配合使用，则更为安全可靠。

注意：在吊装重物时，滚筒前端的离合器必须在结合的位置上。

当操纵杆末扳至中间的“停车”位置时，使用刹车（即制动器）刹车，是不能达到彻底制动的目的。

8、在绞车停止没有吊装重物时，如需盘动滚筒时，只要将滚筒前端的离合器脱开即能自由转动滚筒。

9、绞车即使运转正常，也应在规定的期限内，进行拆洗、检查、保养。

10、气缸及活塞环易於拆装。如需要调整或更换这些零件时，可以不必拆气动马达的曲轴部分而从缸盖处拆装。

11、经常使用的绞车，每年至少全面检查一次，在检查时，应先将曲轴箱与齿轮箱底部的油螺堵松开，将油放掉，然后将气动马达、齿轮架与齿轮箱座的固定螺钉（即：靠近齿轮架发兰盖边缘上的几只螺钉）松开、卸下，把齿轮架（连同气动马达）拆下，并将固定在曲轴箱上的六只气缸拆下。这样装于其内的零件也就容易看到了，就能依次把它们逐个拆下。拆下的零件应以清洁的煤油或汽油清洗，然后进行检查看是否需要更换。

12、主阀进行装配时，应注意校对曲轴侧扳、连接器和配气阀间的装配位置，应使三者在一条直线上。

13、连接器对整台绞车来讲，是起到安全保护绞车的作用。当主阀运转发生故障时，连接器即被切断，绞车就立即停止运转。如发现这种情况，应立即将主阀拆出进行仔细检查，并排除故障，清除被切断的连接器碎块。更换新的连接器。

14、当气动马达的滚针轴承（即连杆上轴承）拆散，应注意轴承中的滚针不要与其他气动马达的滚针混在一起。在一副滚针轴承中，如发现有个别的滚针需要更换时，则必须将这一副滚针轴承全部更换，切不可调换个别滚针。

15、绞车重新装配后，曲轴箱与齿轮箱均应加入充足的润滑油。

16、在滚筒运转时，如发现刹车鼓发热或刹车失灵等情况，可将支承架拆下，重新调整刹车带螺钉接头的螺纹长度，并将刹车鼓上的油脂污物清理干净。

17、石棉刹车带如有严重磨损，其厚度小于2毫米时应予及时更换。

18、在使用钢丝绳过程中应经常仔细检查磨损情况。如发现钢丝绳磨损严重时，应立即拆下更换。

六、绞车的润滑

1、及时充分的润滑，是绞车正常运转和延长零件使用寿命的保证。润滑油类的材质必须合乎要求，不得混有灰尘、污物及其他带有腐蚀性的杂质。

2、曲轴箱内应注入20号机油。齿轮箱在冬季：注入30号机油（约1.3升）；在夏季：应注入40号机油（约1.3升）。各滚动轴承均用钙基脂（俗称黄牛油）润滑。

3、气动马达的润滑，是靠曲轴上的甩油盘高速运转时的飞溅作用，使各零件得到充分的润滑。在曲轴箱的顶部有个呼吸螺塞，是供加润滑油用的，油注入后须将呼 4 吸螺塞拧紧，防止灰尘、污物进入箱内。气动马达内的润滑油经连续使用一年后，至少须换油一次。

4、齿轮箱内的齿轮润滑，是靠有部分浸入油中的齿轮啮合时，带给其他齿轮也得到润滑。

在齿轮箱的顶部也有个注油塞是供加润滑油用的。油注入后，须及时将注油塞拧紧，防止灰尘、污物进入箱内。加入齿轮箱内的油量为1.3升。润滑油连续使用100小时后，必须更换。

5、气动马达的曲轴箱和齿轮箱的底部，都有一个带有磁性的油塞它能使浮悬于油中（机件磨损下来）的金属微粒经磁性的作用，吸聚在油塞的周围从而使油液得到清洁。

6、气动马达及曲轴箱中的润滑油更换时，先将位于箱体底部的三个油塞拧开，将污油放掉，用煤油（或汽油）将箱内冲洗干净，并将磁性油塞上的吸附物清除掉，重新再将三个油塞装上，拧紧，然后按照规定牌号的润滑油，分别加入箱内。

7、在钢丝绳上应经常涂上油脂（是一种黑色含有石墨的半流体的沥青质油脂）以减少钢丝绳彼此间的摩擦和锈蚀。

七、绞车的安装（见附图）

1、绞车可以根据不同工作的需要，安装在平地上和安装在带有30°、60°角度的斜坡上，也可以安装在牢固可靠的立柱上(与平地成90°)。

2、为了能使气动马达得到更好的润滑，在安装时应满足以下二个安装条件。

（1）应使气动马达的曲轴成水平位置。

（2）气动马达的进风口必须向下，或水平垂直。

为使达到上述目的，在安装前，只要将气动马达机体固定在齿轮箱上的螺钉卸下，齿轮架仍维持原状不动，将气动马达本体根据需要转移30°、60°或90°的角度，然后再将螺钉装上，拧紧即可。但在拆动时，必须注意先将箱体内的存油放掉，调整好后再注入新机油。