一种自冷却气动高速主轴及安装方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于航空发动机衬层喷胶机器人上的自冷却气动高速主轴及安装方法，包括主轴安装座、旋转主轴、涡轮、涡轮限位环、第一轴承、第二轴承、轴承套、轴承端盖、气道上板、气道下板和盖板。主轴安装座用于旋转主轴的固定；涡轮固定在旋转主轴上，并通过与主轴连接的涡轮轮限位环进行限位和固定；第一轴承、轴承套、第二轴承安装在旋转主轴上，下气道板和上气道板固定在压盖和主轴安装座之间。高速气体驱动涡轮带动旋转主轴转动，对高粘度胶液进行高速旋转和雾化抛涂作业，通过调节气体速度，实现对胶体雾化程度的控制，满足不同喷涂条件的要求；空气主轴内部开设散热气道，通过气流带走轴承摩擦产生的热量，实现空气主轴的自冷却。的自冷却。的自冷却。

【技术实现步骤摘要】
一种自冷却气动高速主轴及安装方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机衬层喷胶机器人领域，尤其涉及一种自冷却气动高速主轴。

技术介绍

[0002]航空发动机在生产制造过程中，需要使用高粘度的胶体对其衬层表面进行喷涂，以此来起到特定的防护功能。喷胶机旋转主轴作为喷胶机的核心部件，通过主轴旋转产生的离心力将注入主轴的胶体向四周旋转扩散。传统喷胶机旋转主轴转速相对较慢，导致胶体扩散不够均匀，影响胶体喷涂质量；而较快的旋转主轴又带来摩擦生热的问题，过高的温度不仅会影响设备性能，甚至会降低胶体的粘度，影响喷涂质量。这就需要一种能够自冷却的高转速主轴，在满足喷涂质量的同时解决设备发热问题，满足实际工程需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种自冷却气动高速主轴，可以实现：(1)旋转主轴可以高速转动，保证胶体喷涂质量；(2)主轴在高速旋转过程中的自冷却。
[0004]本专利技术的技术解决方案是：
[0005]一种自冷却气动高速主轴，包括主轴安装座、旋转主轴、涡轮、涡轮限位环、第一轴承、第二轴承、轴承套、轴承端盖、连接座；
[0006]主轴安装座用于旋转主轴整体的安装固定，主轴安装座开设有中心孔，旋转主轴从中心孔穿过主轴安装座；
[0007]涡轮、涡轮限位环、第一轴承和第二轴承依次过盈配合固定在中心孔内；
[0008]轴承套套设于旋转主轴外部，并位于第一轴承和第二轴承之间；
[0009]主轴安装座的一端设有下部台肩、另一端连接轴承端盖，第二轴承和第一轴承位于下部台肩和轴承端盖之间；
[0010]连接座连接于主轴安装座连接轴承端高的一端，且连接座设置于涡轮和涡轮限位环外侧；
[0011]连接座与主轴安装座组合形成冷却气体通路、排气通路、驱动流道，制动流道，冷却气筒通过冷却气体通路进入主轴安装座与旋转主轴之间后、从排气通路排出；驱动气体从驱动流道流入后、从涡轮外侧正向吹向涡轮而驱动涡轮转动；制动气体从制动流道流入后、沿着涡轮的外侧反向吹向涡轮。
[0012]所述连接座包括气道上板、气道下板和盖板，气道下板和气道上板固定在盖板和主轴安装座之间，气道下板位于涡轮限位环外侧，气道下板的内径大于涡轮限位环的外径、小于涡轮的外径，气道上板位于涡轮外侧，气道上板的内径大于涡轮的外径。
[0013]所述冷却气体通路包括第一气道进气口、第一散热气道，第一气道进气口开设于连接座，第一散热气道沿着主轴安装座轴线方向延伸，第一气道进气口与第一散热气道连
通，主轴安装座开设有第一出气槽，第一出气槽连通散热气道和中心孔；第一出气槽设置两个，两个第一出气槽的位置分别靠近第一轴承和第二轴承。
[0014]所述主轴安装座朝向盖板的一侧开设有凹槽，轴承端盖位于凹槽底部，凹槽与气道下板之间形成环腔。
[0015]所述排气通路包括至少一个出气通路，出气通路包括出气口、散热气道、出气槽，出气口开设于凹槽的底部，出气口与环腔连通，散热气道沿着主轴安装座的轴线方向延伸，出气口与散热气道连通，出气槽连通散热气道和中心孔。
[0016]所述排气通路还包括排气孔，气道上板、气道下板和盖板均开设排气孔，排气孔相对，排气孔与环腔连通。
[0017]所述驱动流道包括第一驱动进气孔、第二驱动进气孔、驱动气体气道，制动流道包括第一制动进气孔、第二制动进气孔、制动气体气道；
[0018]第一驱动进气孔和第一制动进气孔开设于盖板，第二驱动进气孔和第二制动进气孔开设于气道上板，驱动气体气道和制动气体气道开设于气道上板朝向气道下板的一侧，
[0019]驱动气体流道与第二驱动气孔和第一驱动气孔依次连通，驱动气体流道的端部倾斜且正向连通至涡轮的外侧周向；
[0020]制动气体气道与第二制动气孔和第一制动气孔依次连通，制动气体气道的端部倾斜且反向连通至涡轮的外侧周向，反向与正向方向之间的夹角为钝角。
[0021]所述气道上板、气道下板和盖板之间在冷却气体通路、排气通路、驱动流道，制动流道的气道接合处均安装有O型密封圈。
[0022]所述轴承套上开设有多个气孔，气孔贯穿轴承套的内壁至外壁；轴承套采用黄铜材质。
[0023]高速气体驱动涡轮带动旋转主轴转动，对高粘度胶液进行高速旋转和雾化抛涂作业，通过调节气体速度，可以实现对胶体雾化程度的控制，满足不同喷涂条件的要求；空气主轴内部开设散热气道，工作的同时，通过气流带走轴承摩擦产生的热量，实现空气主轴的自冷却。
[0024]一种自冷却气动高速主轴的安装方法，使用上述的一种自冷却气动高速主轴，包括
[0025]S1：安装旋转主轴、涡轮和涡轮限位环，将涡轮006通过过盈配合的方式安装到旋转主轴上，再将涡轮限位环通过过盈配合的方式安装到旋转主轴上；
[0026]S2：安装主轴安装座、第一轴承、第二轴承、轴承套和轴承端盖，将第二轴承外圈通过过盈配合安装到主轴安装座的中心孔下部，然后将多个轴承套依次安装到主轴安装座中心孔内，再将第一轴承安装到轴承套上部，最后将轴承端盖通过螺钉与主轴安装座连接固定；
[0027]S3：安装旋转主轴和主轴安装座，将安装成一体的旋转主轴、涡轮和涡轮限位环安装到主轴安装座内，使旋转主轴与主轴安装座中的第一轴承、第二轴承形成过盈配合；
[0028]S4：安装盖板、气道上板和气道下板，首先将气道下板、气道上板、盖板依次安装到主轴安装座上部，并通过螺钉将盖板、气道上板、气道下板同主轴安装座固定；
[0029]S5：安装限位环，将限位环固定到盖板上方。
[0030]综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
[0031]本专利技术提供的一种自冷却气动高速主轴，用于航空发动机衬层表面喷胶过程中，对高粘度胶体进行高速旋转和雾化抛涂作业，包括主轴安装座、旋转主轴、涡轮、涡轮限位环、第一轴承、第二轴承、轴承套、轴承端盖、气道上板、气道下板和盖板。主轴安装座用于旋转主轴整体的安装固定，涡轮通过过盈配合固定在旋转主轴上，并通过与主轴过盈配合连接的涡轮轮限位环进行限位和固定，第一轴承、第二轴承通过过盈配合安装在旋转主轴上，轴承之间通过轴承套进行限位，第一轴承通过主轴安装座下部台肩进行轴向定位，第二轴承通过安装于轴承座上端的轴承端盖进行轴向定位。高速气体驱动涡轮带动旋转主轴转动，对高粘度胶液进行高速旋转和雾化抛涂作业，通过调节气体速度，可以实现对胶体雾化程度的控制，满足不同喷涂条件的要求；空气主轴内部开设散热气道，工作的同时，通过气流带走轴承摩擦产生的热量，实现空气主轴的自冷却。
附图说明
[0032]图1是本专利技术一种自冷却气动高速主轴的三维图；
[0033]图2是本专利技术一种自冷却气动高速主轴的剖视图；
[0034]图3是本专利技术一种自冷却气动高速主轴的主轴安装座三维图；
[0035]图4是本专利技术一种自冷却气动高速主轴的主轴安装座散热气道的剖视图，剖视图1为过第一进气口和旋转主轴轴线的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自冷却气动高速主轴，其特征在于：包括主轴安装座(009)、旋转主轴(005)、涡轮(006)、涡轮限位环(007)、第一轴承(010)、第二轴承(011)、轴承套、轴承端盖(008)、连接座；主轴安装座(009)用于旋转主轴(005)整体的安装固定，主轴安装座(009)开设有中心孔，旋转主轴(005)从中心孔穿过主轴安装座(009)；涡轮(006)、涡轮限位环(007)、第一轴承(010)和第二轴承(011)依次过盈配合固定在中心孔内；轴承套套设于旋转主轴(005)外部，并位于第一轴承(010)和第二轴承(011)之间；主轴安装座(009)的一端设有下部台肩、另一端连接轴承端盖(008)，第二轴承(011)和第一轴承(010)位于下部台肩和轴承端盖(008)之间；连接座连接于主轴安装座(009)连接轴承端高的一端，且连接座设置于涡轮(006)和涡轮限位环(007)外侧；连接座与主轴安装座(009)组合形成冷却气体通路、排气通路、驱动流道，制动流道，冷却气筒通过冷却气体通路进入主轴安装座(009)与旋转主轴(005)之间后、从排气通路排出；驱动气体从驱动流道流入后、从涡轮(006)外侧正向吹向涡轮(006)而驱动涡轮(006)转动；制动气体从制动流道流入后、沿着涡轮(006)的外侧反向吹向涡轮(006)。2.根据权利要求1所述的一种自冷却气动高速主轴，其特征在于：所述连接座包括气道上板(003)、气道下板(004)和盖板(002)，气道下板(004)和气道上板(003)固定在盖板(002)和主轴安装座(009)之间，气道下板(004)位于涡轮限位环(007)外侧，气道下板(004)的内径大于涡轮限位环(007)的外径、小于涡轮(006)的外径，气道上板(003)位于涡轮(006)外侧，气道上板(003)的内径大于涡轮(006)的外径。3.根据权利要求1所述的一种自冷却气动高速主轴，其特征在于：所述冷却气体通路包括第一气道进气口、第一散热气道(93)、第一出气槽(94)，第一气道进气口开设于连接座，第一散热气道(93)沿着主轴安装座(009)轴线方向延伸，第一气道进气口与第一散热气道(93)连通，第一出气槽(94)开设于主轴安装座(009)，第一出气槽(94)连通散热气道和中心孔；第一出气槽(94)设置两个，两个第一出气槽(94)的位置分别靠近第一轴承(010)和第二轴承(011)。4.根据权利要求1所述的一种自冷却气动高速主轴，其特征在于：所述主轴安装座(009)朝向盖板(002)的一侧开设有凹槽(91)，轴承端盖(008)位于凹槽(91)底部，凹槽(91)与气道下板(004)之间形成环腔(92)。5.根据权利要求1所述的一种自冷却气动高速主轴，其特征在于：所述排气通路包括至少一个出气通路，出气通路包括出气口、散热气道、出气槽，出气口开设于凹槽(91)的底部，出气口与环腔(92)连通，散热气道沿着主轴安装座(009)的轴线方向延伸，出气口与散热气道连通，出气槽连通散热气道和中心孔。6.根据权利要求1所述的一种自冷却气动高速主轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，吴战武，张英杰，李辉，王鸿宇，刘玉斌，冯冰，胡小武，杨晓帆，李长乐，张学贺，
申请(专利权)人：上海航天化工应用研究所，
类型：发明
国别省市：