设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
新型高刚性气浮轴承的稳健设计
袁名伟，张大卫
（1天津职业技术师范大学，天津300222；2天津大学，天津300072）
2013年第5期
摘要：高速气浮喷漆涡轮是汽车自动静电喷涂流水线中的关键部件，涡轮主要采用气浮轴承作为支承，流水线利用光纤
实时速度反馈控制，运行精确可靠，漆液雾化均匀，使汽车覆盖件的漆面达到高质量的效果。关键词：气浮轴承；高速涡轮；节流孔
中图分类号：TH13文献标志码：A文章编号：1671-3133(2013)05—0114—04
Steady design of the new-type rigidity air bearing
Yuan Mingwei',ZhangDawei?
(1 Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China;
2 Tianjin University, Tianjin 300072, China)
Abstract: The automatic electrostatic spraying production line of high-speed painting turbine is a key part,which mainly using air bearing as supporting forms under the control by fiber timely speed. It will be accurate and reliable operation and paint spray uni-
fomity to achieve high quality painting on covering parts of auto. Key words : air bearing;high speed turbine;throttle orifice
0引言
汽车外覆盖件喷涂是车体外观质量的关键工序，喷涂设备性能的优劣将直接关系到产品成本和市场竞争能力。
为提高生产效率、降低劳动强度、提高漆料的利用率和覆盖件表面质量的稳定性，国内主要汽车生产企业引进数十条自动静电喷涂生产线。但其关键部件—高速气浮喷漆涡轮在技术上尚不能完全满足要求。高速气浮喷漆涡轮存在的主要问题表现为气体涡动造成转子在轴承套内产生不规则的振动，稳定性差，由此引起的间题是轿车覆盖件漆膜厚度不均和“橘皮”现象，以及涡轮使用寿命达不到设计要求。新型气浮轴承采用刚性转子，支承体为静动压混合气浮轴承套，由高压气体驱动。
在传统高速气浮支承采用两点轴向支承位的基础上，本文提出了采用三点轴向支承位结构，并采用光纤传感器采集脉冲信号，实时进行速度反馈检测，大大地提高了支承刚度和运动稳定性，技术指标达到国际先进水平。
、天津市重点基金项目（013802111) 114
万方数据
气浮轴承功能结构 1
高速气浮喷漆涡轮气浮轴承的轴承套上周向分布有二十四个节流孔，且成三个轴向位排列。喷漆涡轮在工作前，先将高压气流通过节流孔，再经过径向轴承间隙，或止推轴承间隙流入大气，其流量与节流孔孔口压强差、径向轴承间隙中的压强或止推轴承间隙中的压强有关。而节流孔孔口压强、径向轴承间隙和止推轴承间隙中的气体压强又影响着气浮轴承的承载力和止推力。在高速气浮喷漆涡轮工作前，轴颈受高压气流支承而首先悬浮起来，当再用高压气体驱动涡轮盘带动轴颈和固定在轴颈上的喷杯旋转时，轴颈不仅受径向力，还受轴向力。其中，径向力主要是重力和轴套、轴颈间高压气流产生的承载力，而轴向力主要是轴颈大端面与止推面、轴套止推面间高压气流产生的轴向止推力。所以，高压气流是通过节流孔和轴承间隙两者之间的相互作用，来影响轴颈的运动。因此，对气浮轴承的研究应首先分步分析气流在节流孔及轴承间隙中流量与压强间的关系，然后再综合求出轴承承载力及止推力。