[发明专利]一种节流器法向随机微振动的测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种节流器法向随机微振动的测量装置及方法。本发明包括激光测振仪，电感测微头，X‑Y二维平移台，限位组件，高精度大理石平台，工控机及显示屏。节流器放置于高精度大理石平台上并使用限位组件限位；电感测微头垂直固定于节流器上表面；调节X‑Y二维平移台，使激光测振仪的激光束依次落于每个待测点，依次测量并记录通气稳定后节流器每个待测点的法向随机微振动数据，同时电感测微头测量通气稳定后的初始气膜厚度，直至所有待测点测量完成。其中，使用限位组件中的直角型滚珠限位块限定节流器的位置，滚珠与节流器侧面为点接触，可减小节流器在法向振动时所受的摩擦力。本发明可同时测量节流器法向随机微振动及气膜厚度，精度高。

技术领域

本发明涉及节流器振动测量领域，具体地说是一种节流器法向随机微振动的测量装置及方法。

背景技术

现有装置中，凡涉及实现直线或回转运动，通常采用气体静压润滑技术。我国在气体静压润滑方面较多采用整体节流器技术，即在超精密运动副配合偶件的包容件(轴套或导轨架)整体内表面上布设节流孔形成节流器，气体从节流孔流出，在运动副之间形成一层润滑气膜。运动副可通过该润滑气膜实现无摩擦的平移滑动。

然而节流器在节流过程中会产生流固耦合微振动，体现为随机振动特征，量级在皮米至纳米之间，且节流器上不同点的法向振动特性不同。在纳米级运动要求时，振动产生的误差会成为重要误差源，因此，测量节流器上不同点的随机微振动有利于运动副避开随机共振区，提高定位精度。

另外，节流器法向随机微振动的特性与气源压力、节流孔分布、节流孔直径，节流器法向受力等相关，而上述影响因素最终均与气膜厚度相关，因此在测量节流器法向随机微振动的同时测量其气膜厚度，有利于分析节流器法向随机微振动的振动特性及应影响因素。所以需要一种节流器法向与随机微振动的测量装置及方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种节流器法向随机微振动的测量装置及方法。

未实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种节流器法向随机微振动的测量装置，包括激光测振仪，用于测量节流器某一点的法向随机微振动；电感测微头，用于测量节流器通气后稳定的初始气膜厚度；X-Y二维平移台，用于实现高精度大理石平台相对于激光测振仪在X及Y方向的移动，所述的高精度大理石平台，用于安装限位组件和放置节流器；限位组件，用于限定不同尺寸的节流器的位置，防止节流器在通气后滑动，避免当前测量点的位置偏离激光束；工控机及显示器，用于控制X-Y二维平移台，记录、分析及显示激光测振仪和电感测微头测得的数据。

进一步说，限位组件包括4个直角型滚珠限位块，4根方型顶杆，2根固定螺杆，2根可沿小型滑轨实现X方向移动的移动螺杆。其具体结构和安装位置如下：高精度大理石平台上开有2个平行槽，2个小型滑轨通过螺丝分别固定在2个槽中；2根移动螺杆通过紧定螺丝分别固定在2个小型滑轨上；2根固定螺杆分别安装在两个槽中，且均位于小型滑轨左侧；每个直角型滚珠限位块与1根方型顶杆通过螺纹进行连接；方型顶杆通过紧定螺丝固定在螺杆上，固定位置可根据节流器的宽度进行调节；通过改变移动螺杆在小型滑轨上的位置改变移动螺杆与同一槽中的固定螺杆之间的距离，以此改变2个对应的直角型滚珠限位块之间的距离，限定不同长度的节流器的位置；通过上述结构，根据节流器的尺寸调节方型顶杆在螺杆中的位置以及移动螺杆在小型滑轨上的位置，使4个直角型滚珠限位块正好贴合于节流器的4个角上，以此限定节流器的位置，防止节流器在通气后滑动，调整完成后使用紧定螺丝固定方型顶杆和移动螺杆。

进一步说，方型顶杆和直角型滚珠限位块与高精度大理石平面不接触，避免直角型滚珠限位块堵住气膜出气口；方型顶杆可以避免直角型滚珠限位块倾斜；直角型滚珠限位块，其结构为在直角型钣金槽中安装滚珠，当其限定节流器位置时，滚珠与节流器侧面为点接触，以此减小节流器在法向振动时所受的摩擦力。