CN101564715B - 高速气浮涡轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速气浮涡轮装置，主要由涡轮盘、涡轮盘端盖、空心轴、气浮轴套、轴承前端盖及轴承后端盖构成，其中：空心轴后端制有轴肩，该轴肩间隙配合嵌装于涡轮盘端盖与气浮轴套之间，涡轮盘端盖的前端圆周均布制有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩后端面的轴向气浮支承进气孔，气浮轴套的后端圆周均布制有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩前端面的轴向气浮支承进气孔。本发明具有结构紧凑、设计科学合理，通过气浮气体对空心轴进行径向及轴向的平稳支撑，从而有效保证其高速平稳运转，具有可靠性好、使用寿命长的突出优点，是一种具有较高创新性的高速气浮涡轮装置。

Description

高速气浮涡轮装置

技术领域

本发明涉及气浮涡轮装置，特别是一种高速气浮涡轮装置。

背景技术

自动静电喷涂是中、高档轿车生产中的重要工序。目前，自动静电喷涂主要采用喷漆涡轮实现，由喷漆涡轮驱动喷杯以35000～40000转/分的转速高速旋转，以使涂料在强大的离心力作用下形成极为细小的雾状颗粒，并借助于高压静电场均匀地附着在车身覆盖件上。可见，喷漆涡轮的工作状态对汽车覆盖件的外观质量起着至关重要的作用。因此，为了保证大规模生产条件下自动静电喷涂流水线的连续正常运行和喷涂质量，要求喷漆涡轮具有运动性能稳定、使用寿命长和可靠性高等特点。

但是，目前国内所引进的喷漆涡轮在技术上尚不能满足上述要求。目前喷漆涡轮主要包括弹性支承喷漆涡轮及气浮支承喷漆涡轮。弹性支承喷漆涡轮存在结构设计不合理，在启停和工作状态下振动幅值超标的问题。气浮支承喷漆涡轮则存在气体涡动造成转子轴在气浮轴套内产生不规则振动的失稳现象，引起轿车覆盖件漆膜厚度不均和“橘皮”现象，并造成涡轮盘及转子轴使用寿命的减短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、运转平稳、使用寿命长的高速气浮涡轮装置。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种高速气浮涡轮装置，主要由涡轮盘、涡轮盘端盖、空心轴、气浮轴套、轴承前端盖及轴承后端盖构成，涡轮盘与空心轴同轴固装并共同转动安装于涡轮盘端盖及气浮轴套内，涡轮盘端盖与气浮轴套相固装并固定套装于轴承后端盖及轴承前端盖内，轴承后端盖、涡轮盘及空心轴均制有相互连通的中心进料孔，气浮轴套后端外部与轴承前端盖前端内部形成气浮气体进气室，气浮轴套制有径向气浮支承进气孔，其特征在于：空心轴后端制有轴肩，该轴肩间隙配合嵌装于涡轮盘端盖与气浮轴套之间，涡轮盘端盖的前端圆周均布制有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩后端面的轴向气浮支承进气孔，气浮轴套的后端圆周均布制有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩前端面的轴向气浮支承进气孔。

而且，所述涡轮盘端盖前端均布所制的轴向气浮支承进气孔均为由径向进气段及轴向出气段构成的弯孔。

而且，所述的气浮轴套后端所制的轴向气浮支承进气孔通过气浮轴套上所制的径向气浮支承进气孔与气浮气体进气室连通。

而且，所述的气浮轴套上所制的径向气浮支承进气孔为轴向间隔设置的三组，轴向上的每组径向气浮支承进气孔由6-12个圆周均布的径向气浮支承进气孔构成。

而且，在空心轴的轴肩内部还圆周均布制有径向的排气孔，该排气孔外端与轴肩外端相通，其内端连通制有轴向通孔，该轴向通孔与涡轮盘端盖与空心轴及涡轮盘所形成的轴向排气缝相连通。

而且，在涡轮盘的后端面嵌装有一磁钢，在轴承后端盖上相对于所述磁钢的径向位置安装有一光纤磁敏传感器。

而且，在涡轮盘后端面嵌装有一对称于所述磁钢安装位置的配重块。

本发明的优点和有益效果为：

1.本高速气浮涡轮装置的涡轮盘端盖前端制有均布的轴向气浮支承进气孔，与气浮轴套上所制的轴向气浮支承进气孔相配合，将气浮气体进气室连通至空心轴所制轴肩的两侧，从而实现对空心轴的对称轴向气浮支承，起到轴向止推的作用，避免空心轴由于转速过高而产生不规则振动，有效提高空心轴在高速运转情况下的稳定性，并且具有结构简单紧凑、易于加工制造、成本低的优点。

2.本高速气浮涡轮装置的气浮轴套上所制径向气浮支承进气孔为轴向间隔设置的三组，使径向气浮支撑气体分布更为均匀，进一步提高空心轴转动的稳定性。

3.本高速气浮涡轮装置在涡轮盘的轴肩部还均布制有径向的排气孔，该排气孔外端与轴肩外端相通，其内端连通制有轴向通孔，该轴向通孔与涡轮盘端盖与中心轴、涡轮盘所形成的轴向排气缝相连通，该排气孔用于将轴向气浮支承气体顺畅地导出至装置外部。

4.本高速气浮涡轮装置的涡轮盘后端面及轴承后端盖上分别对应安装由磁钢及光纤磁敏传感器构成的转速检测装置，用于实时检测涡轮盘的转速，具有检测精度高，不受外界温度、湿度、电场等环境因素的影响，有助于远距离检测，使用寿命长等优点，并且通过设置配重块，保证涡轮盘高速运转过程中的动平衡。

5.本发明结构紧凑、设计科学合理，通过气浮气体对空心轴进行径向及轴向的平稳支撑，从而有效保证其高速平稳运转，具有可靠性好、使用寿命长的突出优点，是一种具有较高创新性的高速气浮涡轮装置。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明的轴承后端盖的半剖图；

图4为本发明的涡轮盘的主视图；

图5为本发明的涡轮盘端盖的主视图；

图6是图5的B-B向剖视图；

图7是本发明的轴承前端盖的主视图；

图8是图7的C-C向剖视图；

图9是图1的A部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种高速气浮涡轮装置，主要由涡轮盘6、涡轮盘端盖3、空心轴13、气浮轴套12、轴承前端盖10及轴承后端盖2构成。涡轮盘与空心轴通过联接螺栓同轴固装并共同转动安装于涡轮盘端盖及气浮轴套内，涡轮盘端盖与气浮轴套通过联接螺栓7相固装并通过联接螺栓5固定套装于轴承后端盖及轴承前端盖内，轴承前端盖及轴承后端盖通过联接螺栓4固装。轴承后端盖、涡轮盘及空心轴均制有相互连通的中心进料孔14。

轴承后端盖上制有轴向的气浮气体进气孔1、制动气体进气孔19及驱动气体进气孔20，在该轴承后端盖上还均布制有径向的排气孔22，该排气孔前端制有与轴承后端盖前侧相通的轴向弯孔。

涡轮盘的盘体后端面制有圆周均布的多个气穴23，该气穴的径向位置与轴承后端盖所制的驱动气体进气孔的径向位置相对应，由通入的驱动气体通过对该气穴的作用实现对涡轮盘的驱动，从而带动中心轴高速旋转，转速可达35000r/min。涡轮盘的盘体外圆周端面制有圆周均布的多个制动气穴。

涡轮盘端盖的后端嵌装上述涡轮盘，在涡轮盘端盖的外圆周面制有环槽17，在涡轮盘端盖的环槽内均布制有多个径向斜孔26，该径向斜孔的倾斜方向与涡轮盘后端面所制气穴倾斜方向相反。轴承后端盖上所制的制动气体进气孔通过涡轮盘盘体上所制的连通孔18与涡轮盘外周面所制环槽相连通，从而与径向斜孔相连通，由通入的制动气体经涡轮盘端盖的径向斜孔作用于涡轮盘的盘体外圆周端面所制的多个制动气穴，对涡轮盘进行反向制动。

在涡轮盘端盖上还制有将轴承后端盖所制的气浮气体进气孔与轴承前端盖所制的气浮气体进气孔相连通的一直孔25。轴承前端盖上制有与该直孔连通的一斜孔29，该斜孔的出口端与轴承前端盖与涡轮盘端盖之间所形成的气浮气体进气室9连通，该气浮气体进气室与气浮轴套所制的径向气浮支承进气孔11相连通。气浮轴套上所制的径向气浮支承进气孔为轴向间隔设置的三组，轴向上的每组径向气浮支承进气孔由6-12个圆周均布的径向气浮支承进气孔构成，径向气浮支承进气孔优选为圆周均布的8个。气浮气体在空心轴的外表面形成气膜，从而实现对空心轴的径向支承，同时最大程度的降低空心轴在转动过程中所产生的摩擦力，使其实现高速旋转。在涡轮盘端盖上还对称制有倾斜排气孔16，该倾斜排气孔与轴承前端盖所制对称的排气孔15相连通，同时在涡轮盘端盖的后端面还制有连通至前述倾斜排气孔的连通槽27，用于引导气浮气体自该倾斜排气孔排出。

涡轮盘端盖的前端与气浮轴套后端的连接处活动嵌装空心轴的轴肩8，涡轮盘端盖的前端圆周均布制有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩后端面的轴向气浮支承进气孔28，该轴向气浮支承进气孔均为由径向进气段及轴向出气段构成的弯孔。气浮轴套的后端圆周均布制有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩前端面的轴向气浮支承进气孔33，该轴向气浮支承进气孔通过气浮轴套上所制的后排的径向气浮支承进气孔与气浮气体进气室连通。由此，在气浮气体的作用下，在对称设置的轴向气浮支承孔的气浮气体的共同作用下，对空心轴的轴肩两侧起到轴向支承作用，从而起到止推作用，有效提高空心轴在高速运转情况下的稳定性，并且结构简单、易于加工生产。

在空心轴的轴肩内部还均布制有径向的排气孔32，该排气孔外端与轴肩外端相通，其内端连通制有轴向通孔31，该轴向通孔与涡轮盘端盖与中心轴、涡轮盘所形成的轴向排气缝30相连通。该排气孔用于将轴向气浮支承气体顺畅地导出至装置外部。

为精确检测涡轮盘的转速，在涡轮盘的后端面嵌装有一磁钢24，在轴承后上相对于磁钢的径向位置安装有一光纤磁敏传感器21。在涡轮盘后端面嵌装有一对称于所述磁钢安装位置的配重块，该配重块采用与所述磁钢相同的另一磁钢，以保证重量的完全相同，同时提高测试精确性。

Claims (7)

1.一种高速气浮涡轮装置，主要由涡轮盘、涡轮盘端盖、空心轴、气浮轴套、轴承前端盖及轴承后端盖构成，涡轮盘与空心轴同轴固装并共同转动安装于涡轮盘端盖及气浮轴套内，涡轮盘端盖与气浮轴套相固装并固定套装于轴承后端盖及轴承前端盖内，轴承后端盖、涡轮盘及空心轴均制有相互连通的中心进料孔，气浮轴套后端外部与轴承前端盖前端内部形成气浮气体进气室，气浮轴套制有径向气浮支承进气孔，其特征在于：空心轴后端制有轴肩，该轴肩间隙配合嵌装于涡轮盘端盖与气浮轴套之间，涡轮盘端盖的前端圆周均布置有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩后端面的轴向气浮支承进气孔，气浮轴套的后端圆周均布置有将气浮气体进气室连通至空心轴轴肩前端面的轴向气浮支承进气孔。

2.根据权利要求1所述的高速气浮涡轮装置，其特征在于：所述涡轮盘端盖前端均布置的轴向气浮支承进气孔均为由径向进气段及轴向出气段构成的弯孔。

3.根据权利要求1所述的高速气浮涡轮装置，其特征在于：所述的气浮轴套后端所布置的轴向气浮支承进气孔通过气浮轴套上所制的径向气浮支承进气孔与气浮气体进气室连通。

4.根据权利要求1所述的高速气浮涡轮装置，其特征在于：所述的气浮轴套上所布置的径向气浮支承进气孔为轴向间隔设置的三组，轴向上的每组径向气浮支承进气孔由6-12个圆周均布的径向气浮支承进气孔构成。

5.根据权利要求1所述的高速气浮涡轮装置，其特征在于：在空心轴的轴肩内部还圆周均布置有径向的排气孔，该排气孔外端与轴肩外端相通，其内端连通制有轴向通孔，该轴向通孔与涡轮盘端盖与空心轴及涡轮盘所形成的轴向排气缝相连通。

6.根据权利要求1所述的高速气浮涡轮装置，其特征在于：在涡轮盘的后端面嵌装有一磁钢，在轴承后端盖上相对于所述磁钢的径向位置安装有一光纤磁敏传感器。

7.根据权利要求6所述的高速气浮涡轮装置，其特征在于：在涡轮盘后端面嵌装有一对称于所述磁钢安装位置的配重块。

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