[发明专利]具有减振空气轴承的旋转涂层雾化器

说明书

提出了一种由安装在支承在空气轴承组件内的可旋转电机轴(44)上的涡轮(47)驱动的旋转钟形杯雾化设备(10)。该空气轴承组件包括：支承电机轴(44)的圆筒形的主空气轴承(30)、支承涡轮(47)的近侧环形盘状的推力轴承(56)和远侧环形盘状的推力轴承(54)，并且包括位于各轴承附近的减振O形环(50、52、46、48)。在运行中，供给到该设备的空气驱动涡轮(47)并支承涡轮(47)和电机轴(44)，使得雾化设备(10)的所有旋转表面都被支承在空气中，并且提供对所有旋转部件通用的轴向和径向的三维减振。

技术领域

本发明涉及一种用于支承旋转的、被涡轮驱动的轴的空气轴承。更具体地，本发明涉及一种用于支承旋转钟形杯雾化设备的空气轴承，该雾化设备可用于将涂层施加到基底上。

背景技术

空气轴承的应用范围很广，例如，从燃气涡轮发动机到精密加工，再到喷墨打印机，再到高速牙钻。空气轴承已通过高速旋转钟形杯雾化器在车辆的机器人控制涂漆中得到广泛使用。尽管本文中的发明可以用于各种空气轴承应用场合中，但是出于描述效率和方便的原因，本发明的操作和所采用的设备的之下的详细原理将集中在其在用于将涂料施加到诸如车辆的工件的旋转钟形杯雾化器中的使用而呈现。

已知的旋转雾化器可包括旋转钟形杯涂敷器，上述旋转钟形杯涂敷器具有大致圆锥形的前流动表面，该前流动表面在内部轴向中心的涂料供给孔口与径向外部喷雾边缘之间延伸。通过中心开口进入钟形杯的涂料流到偏转器的后表面，并且朝向旋转钟形杯的前扩散流动表面径向向外地分配，在其上流到杯的外边缘，在那里涂料被雾化成细雾并且施加到工件。

雾化受离心力的影响，其通常在安装在中心电机轴上的杯在高速、通常在60-80000RPM(转/分钟)下旋转时产生。

旋转钟形杯雾化器用于基于液体的涂料涂覆操作和粉末涂覆操作。在这样的操作中，对雾化的颗粒施加静电荷以增强其对接地基底的吸引力并产生无瑕的精加工(光洁度)，所有这些都是众所周知的。

在美国专利第4,368,853号(1983，转让给丰田株式会社(Toyota,K.K.))中发现了使用空气轴承来支承静电喷涂装置的中心旋转电机轴的早期示例。其中，公开了一种旋转静电喷涂装置，上述旋转静电喷涂装置包括旋转轴和固定到旋转轴的前端上的喷头。涂料被注入到喷头的杯状内壁上。旋转轴由单个推力空气轴承和一对径向空气轴承支承。旋转的电机轴由通过多孔空气轴承注入的空气支承，该空气轴承使该轴能够在基本上无摩擦的环境中以高转速旋转，据说最高可达80000RPM。尽管据说多孔空气轴承是有用的，但该参考文献并未引用任何轴承的具体构造材料。

为了说明使用空气轴承的各种应用场合，美国专利第3，969，822号公开了一种用于牙医手持件的多孔静压空气轴承装置。其中，多孔静压空气轴承装置包括：可旋转轴，上述可旋转轴用于在其上安装切削工具；壳轴承；空气轴承部，上述空气轴承部设置在壳轴承中用于支承可旋转轴；以及涡轮叶片，上述涡轮叶片与轴一体形成或安装在轴上。空气轴承部由多孔材料形成，并且参考文献引用了烧结的多孔金属或陶瓷或多孔合成树脂作为合适的轴承材料。如在’822参考文献中所公开的，具有倒L形或L形横截面的套筒被固定到可旋转轴，使得套筒与涡轮叶片接触并被安装在可旋转轴的外径表面上。

这些套筒可以与可旋转轴一体形成，或者与轴分开制造以便于工作。通过空气供给通道供给的空气被喷射到涡轮叶片上，以使具有套筒的可旋转轴旋转。该轴被认为呈高速旋转，因为它由低摩擦的空气轴承支承。由于轴承部由O形环支承，因此，所提供的阻尼作用可用于吸收旋转轴从初始旋转到高速旋转期间发生的振动。