[发明专利]均压腔气浮止推轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种气浮轴承，尤其涉及一种均压腔气浮止推轴承。

背景技术

气浮止推轴承是超精密测量与加工系统的关键部件，它具有清洁、无摩擦等优点。随着纳米技术、先进光学器件及集成电路等气浮止推轴承应用领域的发展，对气浮止推轴承的静态性能及定位精度提出了更高的要求。均压腔(槽)气浮止推轴承以其承载大、刚度高、耗气量小的特点，成为近年来研究的热点问题，但均压腔(槽)气室体积所引发的轴承微振动危害其运动系统静态和动态性能，因而，制约了气浮止推轴承精度。

传统均压腔(槽)气浮止推轴承，沿气浮滑块工作面(支撑面)法线方向的均压腔(槽)截面为矩形，轴承工作过程中，气体由节流孔射入轴承间隙，在均压腔(槽)内流体并非延平行流线流出，而是以涡流形式存在，涡流作用在轴承结构时，在结构表面产生表面压力波动，是引发轴承振动的重要因素。

发明专利“多环联结形均压槽气体静压导轨”(专利号：200710164643.X)提出一种精密气体静压导轨，在导轨(即基座)工作面(即支撑面)上，开设2个或3个相切的等径的圆环形均压槽，提高止推轴承刚度，降低气膜振幅。

发明专利“混合式螺旋动静压气体复合止推轴承”(专利号：200510009632.5)涉及一种高速、高刚度、大载荷超精密螺旋槽动静压气体复合止推轴承，在止推轴承工作面上，静压气浮供气点分布圆两侧分别开有人字形动压沟槽，在不增加气浮轴承耗气量的情况下，轴承承载力比传统静压气浮轴承提高30％以上，轴承刚度比传统静压气浮轴承提高15％以上。

发明专利“Mechanical assembly of shaft and static pressure bearing”(专利号：US5800066)提出了一种多孔质、均压槽及小孔节流相结合的复合节流形式，提高轴承的稳定性及静态性能。然而多孔质材料加工工艺复杂，多孔质节流气浮轴承制造难度大，国内应用较为罕见。

以上三篇专利所述均压腔(槽)截面均为矩形，无法解决均压腔(槽)内涡流引发的轴承微振动问题，使气浮轴承精度受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种均压腔气浮止推轴承，采用了渐扩的棱锥均压腔腔形，使高压气体经节流孔流入轴承间隙过程中更易沿平行流线流出，抑制节流孔附近涡流引发的轴承振动现象，降低微振动对整个运动系统的静态和动态性能的危害。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种均压腔气浮止推轴承，包括至少一个气浮滑块，每个气浮滑块的支撑面上至少开设有一个棱锥均压腔，所述支撑面与基座相对，所述棱锥均压腔的锥底面与所述支撑面齐平，所述棱锥均压腔的顶点处设有一节流孔，所述节流孔与设于所述气浮滑块内部的供气管路相通，所述供气管路与外部加压气源相通。

所述棱锥均压腔均布在每个气浮滑块的支撑面上。

所述棱锥均压腔为正棱锥均压腔。

所述棱锥均压腔为三棱锥均压腔、四棱锥均压腔、五棱锥均压腔或六棱锥均压腔。

所述棱锥均压腔为四棱锥均压腔，所述四棱锥均压腔的锥底面为菱形，所述菱形的两条对角线的长度比在0.75-1之间。

所述棱锥均压腔的深度小于0.5mm。

所述气浮滑块的支撑面开有真空腔，所述真空腔上开有若干真空孔，所述真空孔与设于气浮滑块内的真空管路相通。

所述真空腔的深度为0.5mm～6mm。

所述气浮滑块的支撑面开有排气槽，所述排气槽开有排气孔，所述排气孔与设于气浮滑块内的排气管路相通。

所述气浮滑块的支撑面上设有硬质阳极氧化涂层。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

本发明采用了渐扩的棱锥均压腔腔形，使高压气体经节流孔流入轴承间隙过程中更易沿平行流线流出，从而抑制节流孔附近涡流引发的轴承振动现象，降低微振动对整个运动系统的静态和动态性能的危害。

附图说明

本发明的均压腔气浮止推轴承由以下的实施例及附图给出。

图1是实施例1带有两个气浮滑块的均压腔气浮止推轴承剖视图；

图2是实施例1带有单个均压腔的气浮滑块的支撑面示意图；

图3是实施例2带有单个气浮滑块的均压腔气浮止推轴承剖视图；

图4是实施例2带有四个均压腔的气浮滑块的支撑面示意图；

图5a是现有的矩形截面的均压腔气浮止推轴承流线图；

图5b是现有的矩形截面的均压腔气浮止推轴承流线细节图；

图6a是本发明棱锥截面的均压腔气浮止推轴承流线图；