[发明专利]一种摇动副及使用该摇动副的空气轴承组件

说明书

一种摇动副及使用该摇动副的空气轴承组件，该摇动副包括：承力柱，自顶面中心形成有同轴的锥坑，锥坑的小径端处形成有槽孔；挡圈环，固定套设于槽孔内且内壁面上设有第一环形槽；支撑杆，包括螺柱、多边体及球台套接部，球台套接部包括与螺柱连接且与锥坑的内壁面活动接触的球台部及与球台部连接且匹配套接于挡圈环内的套接柱，套接柱上形成有第二环形槽，套接柱固定套接于挡圈环内时套接柱的底面与挡圈环的底面之间存在第一活动间隙且挡圈环与球台部的底面之间存在第二活动间隙；钢丝挡圈，设于第一环形槽与第二环形槽形成的容置腔中。该球台部可在锥坑内自由摆动，无需过分要求面接触，加工简单；支撑杆不会从承力柱中脱离，安装简便。

技术领域

本发明涉及一种摇动副及使用该摇动副的空气轴承组件。

背景技术

目前，三坐标测量机的X、Y、Z三个方向的导轨多采用气浮系统，这些气浮系统由导轨、气垫和与该气垫配套的推力传递及调节机构组成。其中，气垫的推力的传递及调节机构即为一摇动副，现有的摇动副包括有一球窝及一支撑杆，其中，球窝设于气垫的背面中心的安装孔处，球窝的中心处设有一工艺盲孔；支撑杆由球台、螺柱及六方体组成，球台设于支撑杆的端部，球台与球窝中的工艺盲孔活动接触。实际使用中要求摇动副摇动准确、灵活且接触面积大(即接触应力小)，因而摇动副与球窝理想设计为面接触，面接触时接触应力最小，如此要求只能在球台球窝配对研磨中实现，而这种配对研磨、配对存放、配对使用及配对更换的工艺程序要求很繁琐，气垫装入测量机前需现场配对研磨，程序繁琐，标准化及模块化程度低。但若不配对研磨，摇动副配合状态会出现以下几种问题：如球台的球面直径小于球窝的球面直径，球台的球面与球窝的工艺盲孔的孔沿接触，接触线直径小，接触应力大；如球窝的工艺盲孔的直径过小，接触线长度很短，接触应力会很大，摇动副的局部受力变形导致摇动精度低、阻力大；如球台的球径大于球窝的球面直径，球台坐落在球窝的顶面的边沿上，接触应力大，摇动副的摇动性能差。但受工艺的限制，多个气垫专业生产厂家的球台的顶端直径过小，一个接近半球深度的球窝只在球窝的底部承受气垫的推力，球窝底部的局部应力大导致局部变形大，摇动副达不到球面接触，用手摇动时感到发涩噪声刺耳，进入工作状态时摇动副将失效。虽然许多气垫专业生产厂家意识到这些问题，也规定了球台与球窝的严格间隙配合的尺寸公差以力图达到球台和球窝的面接触，但实际上只达到了球台与球窝的工艺盲孔的孔沿的线接触，工艺盲孔内的材料被掏空，承受气垫的推力将导致孔沿区域较大的变形，影响摇动副的摇动性能。

再者，现有摇动副中，球窝硬质阳极化后生成的铝陶瓷层(通常厚度20～40μm)与碳钢材质的球台的摩擦系数偏大，也影响摇动副的性能，球窝的铝基体的弹性模量低，仅为碳钢的1/3，抗压强度低，球窝的硬质阳极化层可能产生裂纹甚至掉渣，摇动副的性能随之变差，甚至摇动失效。

此外，该摇动副与气垫通常没有防脱机构进行固定，安装时一般需要两个或两个以上安装人员配合工作，安装相对麻烦。

鉴于此，有必要对现有的摇动副进行一定的改进，以满足制造简单且安装方便等需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种制造简单且安装方便的摇动副及使用该摇动副的空气轴承组件。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案。一种摇动副，包括有：

一承力柱，所述承力柱自顶面中心向下凹陷形成有一同轴的锥坑，所述锥坑的小径端处形成有一与所述锥坑同轴且贯穿所述承力柱的底面的槽孔；

一挡圈环，所述挡圈环固定套设于所述槽孔内，所述挡圈环的内壁面上设有一第一环形槽；