[发明专利]一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构

权利要求书

1.一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构，其特征在于：该空气静压轴承结构采用石墨多孔材料作为多孔质基体(14)，在多孔石墨的表面上涂抹环氧粘合剂，而形成具有小于多孔质基体(14)渗透性的多孔质致密层(13)，组成多孔节流器从而达到减弱气膜微振动的目的；通过空气静压主轴径向回转误差测试试验，此结构使气体流动平稳，降低气体流速，减弱气体的气旋现象，使主轴(11)运转平稳。

2.根据权利要求1所述的一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构，其特征在于：该空气静压轴承结构包括上止推板(1)、气膜(2)、轴套(3)、径向轴承(4)、下止推板(5)、金刚石刀具(6)、工件(7)、工作台(8)、进气孔(9)、止推轴承(10)、主轴(11)、气腔(12)、多孔质致密层(13)和多孔质基体(14)；主轴(11)在径向与止推方向空气静压轴承的支撑下旋转，大飞刀盘固定于主轴的底部的下止推板(5)上，金刚石刀具(6)固定于刀盘上，随着主轴(11)的旋转对工件(7)进行切削；空气静压轴承结构在径向轴承(4)和止推轴承(10)中采用双层多孔材料作为多孔节流器，多孔质基体(14)采用石墨多孔材料，并在支承表面上制成具有小于多孔质基体(14)渗透性的多孔质致密层(13)；一定压力的清洁干燥的气体通过进气孔(9)后流进双层多孔材料，经双层多孔材料表面流入上止推板(1)、下止推板(5)和主轴(11)之间；气体流经双层多孔材料，由于多孔材料自身具有不规则的毛细孔隙三维结构，无数孔隙流出的气体使得气体流动更加平稳，破坏了大尺度涡结构的形成条件，达到抑制气膜波动，减少气膜微振动。

3.根据权利要求1所述的一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构，其特征在于：对该空气静压轴承结构进行回转误差实验，将测试轴承压配到轴套中；振动测量实验进行之前需要进行位移传感器(24)和标准测量棒(25)的安装及调零操作，以保证测量结果准确；当空气压缩机(15)提供稳定供气后，运行空气静压主轴(11)进行振动测试；此时，安装在主轴上的高精度测试棒(25)与主轴(11)一起旋转，测试棒周围的两个非接触式位移传感器(24)可精确地测出测试棒(25)的各种位移变化，主轴每运转一圈，传感器捕捉多个点进行测量；同时，利用非接触位移(24)计量取主轴在各工作转速下的运动，这些测量结果被输送到信号采集处理装置(23)进行处理，去除测试棒的形状误差和安装误差，得到主轴的回转误差信号，并以极坐标的形式记录运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构，其特征在于：一定压力的清洁干燥的气体通过进气孔(9)后流进双层多孔材料，经双层多孔材料表面流入上止推板(1)、下止推板(5)和主轴(11)之间形成气膜(2)，使主轴(11)实现小摩擦力的旋转；大飞刀盘固定于主轴的底部的下止推板(5)上，金刚石刀具(6)固定于刀盘上，随着主轴(11)的旋转对工作台(8)上的工件(7)进行切削。

5.根据权利要求1所述的一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构，其特征在于：环境气体进入空气压缩机(15)后形成具有初始压力的压缩气体，而后通过进气阀(16)进入干燥器(17)、储气罐(18)、粗滤器(19)、流量控制阀(20)、精滤器(21)得到干燥、洁净和湿度适宜的供气气体，通过进气孔(9)进入径向轴承(4)和止推轴承(10)，经由双层多孔材料进入轴承间隙，最终由轴承端部流入外部环境中。

6.根据权利要求1所述的一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构，其特征在于：在多孔石墨的表面上涂抹环氧粘合剂，而形成具有小于多孔质基体(14)渗透性的多孔质致密层(13)。

7.根据权利要求2所述的一种减少气膜微振动的空气静压轴承结构，其特征在于：由多孔材料表面无数孔隙流出的气体，在上止推板(1)、下止推板(5)和主轴(11)之间形成稳定的气膜(2)，对主轴(11)系统进行润滑。