帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于超精密設備及測試技術(shù)領域，具體涉及一種帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]精密和超精密加工與測量設備的性能是衡量一個國家精密和超精密機械制造能力的重要指標，具有帶動全局的戰(zhàn)略意義。軸系、導軌是決定精密和超精密機械設備性能的基礎性關鍵部件，而軸承又是軸系、導軌的核心。為了提高精密和超精密機械設備的性能，氣體潤滑軸承的應用日益廣泛，對氣體潤滑軸承的研究越來越受到重視。
[0003]由于氣體具有明顯的可壓縮性和極小的黏度，這類軸承的性能如剛度、阻尼和承載能力則遠低于液體潤滑軸承。因此，在精密機械、光學零件和集成電路芯片等加工及制造設備中氣體潤滑軸承的性能弱點成為限制相關設備廣泛應用的瓶頸。所以，如何創(chuàng)造性地提高氣體潤滑軸承的剛度、阻尼和穩(wěn)定性，成為氣體軸承研究中越來越受到重視的關鍵科學問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明實施例提供一種帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承，該靜壓空氣軸承內(nèi)設置有一空腔，所述空腔內(nèi)設置有彈性薄板并且通過所述彈性薄板形成上下兩個相對獨立的阻尼氣室，上阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第一環(huán)形墊圈，下阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第二環(huán)形墊圈。
[0006]上述方案中，所述彈性薄板上設置有阻尼孔，所述阻尼孔設置1~2個，其外形為矩形或圓形。
[0007]上述方案中，所述靜壓空氣軸承的底面設置有4-12個節(jié)流器，每個節(jié)流器上設置有節(jié)流孔，所述節(jié)流器之間通過均壓槽連接，所述均壓槽采用直線或者曲線。
[0008]上述方案中，所述上阻尼氣室的體積大于等于下阻尼氣室的體積。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明增加了彈性薄板的柔性變化來調(diào)劑阻尼氣室的體積變化比，這種自適應的調(diào)節(jié)方式簡單，效率高，能夠大幅降低外界沖擊和氣錘的影響，增加靜壓空氣軸承的剛度和穩(wěn)定性，適用于各種超精密測試領域。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實施例提供一種帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖中A-A向礎視圖；
圖3為平衡狀態(tài)下的B局部放大圖； 圖4為當空氣靜壓軸承受外界正向沖擊狀態(tài)下的B局部放大圖；
圖5為當空氣靜壓軸承受外界反向沖擊狀態(tài)下的B局部放大圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0012]本發(fā)明實施例提供一種帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承，如圖1、2所示，該靜壓空氣軸承I內(nèi)設置有一空腔，所述空腔內(nèi)設置有彈性薄板3并且通過所述彈性薄板3形成上下兩個相對獨立的阻尼氣室，上阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第一環(huán)形墊圈2，下阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第二環(huán)形墊圈4。
[0013]所述第一環(huán)形墊圈2、第二環(huán)形墊圈4及彈性薄板3整體固定后，安裝進靜壓空氣軸承I內(nèi)。
[0014]所述彈性薄板3上設置有阻尼孔8，所述阻尼孔8設置1-2個，其外形為矩形或圓形。
[0015]所述靜壓空氣軸承I的底面設置有4-12個節(jié)流器7，每個節(jié)流器7上設置有節(jié)流孔6，所述節(jié)流器7之間通過均壓槽連接，所述均壓槽采用直線或者曲線。
[0016]所述上阻尼氣室的體積大于等于下阻尼氣室的體積。
[0017]實際工作中，高壓空氣由節(jié)流器7流出，與承載面形成一層厚度非常小的氣膜間隙，在此氣膜間隙中，一部分高壓空氣流入到外界環(huán)境，另一部分高壓空氣反向進入到下阻尼氣室，氣體通過阻尼氣孔8充滿上阻尼氣室，其余氣流流入外界環(huán)境當中。當空氣軸承被支撐體受到外界沖擊時，所述靜壓空氣軸承I也隨之上下振動。本發(fā)明中的彈性薄板3對上下阻尼氣室的體積比有調(diào)節(jié)作用。
[0018]如圖3所示，在正常工作中沒有受到?jīng)_擊或者收到?jīng)_擊達到穩(wěn)定狀態(tài)時的示意圖，所述彈性薄板3處于平衡位置，沒有發(fā)生變形，即上下阻尼氣室體積沒有發(fā)生變化，上下阻尼氣室體積比不變，上下阻尼氣室壓力相等。
[0019]如圖4所示，當空氣靜壓軸承受外界正向沖擊時的狀態(tài)，所述靜壓空氣軸承I和支撐基座間氣模間隙快速變小，在下阻尼氣室中瞬時形成高壓，大于上阻尼氣室中的壓強，下阻尼氣室瞬時壓強大于上阻尼氣室壓強，故壓迫彈性薄板3變形，所述彈性薄板3向上凸起，壓迫上阻尼氣室體積減小，相反，下阻尼氣室體積增大，上下阻尼氣室體積比減小，在一定程度上可以緩沖外界沖擊對空氣靜壓軸承I本身引起的沖擊；隨著下阻尼氣室的空氣通過阻尼氣孔8進入到上阻尼氣室，上阻尼氣室的體積增大，上下阻尼氣室的壓強趨于平衡，故使得上下阻尼氣室的體積比恢復到原來平衡位置，所述彈性薄板3變形消失，從而空氣靜壓軸承趨于平衡狀態(tài)。
[0020]如圖5所示，當空氣靜壓軸承受外界反向沖擊時的狀態(tài)，所述靜壓空氣軸承I和支撐基座間氣模間隙快速增大，下阻尼氣室壓力減少，上阻尼氣室瞬時壓力大于下阻尼氣室的壓力，從而壓迫彈性薄板3下凹，上阻尼氣室與下阻尼氣室的體積比增大；隨著上阻尼氣室的空氣通過阻尼氣孔8進入到下阻尼氣室，上阻尼氣室的壓力減小，上下阻尼氣室的壓強趨于平衡，故使得上下阻尼氣室的體積比恢復到原來平衡位置，所述彈性薄板3變形消失，從而靜壓空氣軸承I趨于平衡狀態(tài)。
[0021]因此，本發(fā)明能夠動態(tài)調(diào)節(jié)上下阻尼氣室的體積比，能夠有效增大空氣靜壓軸承的阻尼，增加其工作穩(wěn)定性。
[0022]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承，其特征在于，該靜壓空氣軸承(I)內(nèi)設置有一空腔，所述空腔內(nèi)設置有彈性薄板(3)并且通過所述彈性薄板(3)形成上下兩個相對獨立的阻尼氣室，上阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第一環(huán)形墊圈(2)，下阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第二環(huán)形墊圈(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承，其特征在于:所述彈性薄板(3)上設置有阻尼孔(8)，所述阻尼孔(8)設置1~2個，其外形為矩形或圓形。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承，其特征在于:所述靜壓空氣軸承(I)的底面設置有4-12個節(jié)流器(7)，每個節(jié)流器(7)上設置有節(jié)流孔(6)，所述節(jié)流器(7)之間通過均壓槽連接，所述均壓槽采用直線或者曲線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承，其特征在于:所述上阻尼氣室的體積大于等于下阻尼氣室的體積。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有彈性阻尼氣室的靜壓空氣軸承，該靜壓空氣軸承內(nèi)設置有一空腔，所述空腔內(nèi)設置有彈性薄板并且通過所述彈性薄板形成上下兩個相對獨立的阻尼氣室，上阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第一環(huán)形墊圈，下阻尼氣室的內(nèi)壁上設置有第二環(huán)形墊圈。本發(fā)明增加了彈性薄板的柔性變化來調(diào)劑阻尼氣室的體積變化比，這種自適應的調(diào)節(jié)方式簡單，效率高，能夠大幅降低外界沖擊和氣錘的影響，增加靜壓空氣軸承的剛度和穩(wěn)定性，適用于各種超精密測試領域。
【IPC分類】F16C32/06
【公開號】CN105202028
【申請?zhí)枴緾N201510673354
【發(fā)明人】張君安, 趙曉龍, 劉波, 董皓, 方舟, 李軍寧
【申請人】西安工業(yè)大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月16日