[发明专利]一种超滑空气静压止推轴承支撑系统

说明书

本发明公开一种超滑空气静压止推轴承支撑系统，涉及精密制造技术领域。所述超滑空气静压止推轴承支撑系统包括供气系统、气浮组件、负压系统和监测系统，通过在气浮轴承的外圈周向加工回气道和回气孔，制造出相对真空，达到减小重载气浮轴承水平位移时产生的巨大摩擦力的目的；本发明的超滑空气静压止推轴承支撑系统，通过在气浮轴承的外圈周向加工回气道和回气孔，此处气膜压力接近标况大气压，在此处加工回气道和回气孔，对气膜刚度及承载力的影响较小，基本不会破坏气膜的承载性能。本发明超滑空气静压止推轴承支撑系统，可以通过监测系统反馈得到的数据对气浮轴承工作过程中的摩擦系数进行测量。

技术领域

本发明涉及精密制造技术领域，具体的涉及一种超滑空气静压止推轴承支撑系统。

背景技术

在航空航天领域中，用来进行航天器全物理仿真试验的气浮台的性能、作用至关重要。太空中时，卫星的零部件如机械手等处于失重状态，其动力学原理与地球重力环境下不同。因此需要五自由度、六自由度等多自由度气浮平台来提供全物理仿真试验所需的环境，模拟卫星漂浮在空中的状态。但是，在进行模拟实验时，卫星的重量重达数吨、十数吨，尽管气浮轴承的摩擦系数可以低至0.03到0.2之间，但大型重载气浮轴承水平运动时，其摩擦力仍达到数千牛。较大的摩擦力最直接重要的影响是“航天器全物理仿真试验的气浮台”无法更加真实的模拟太空的失重环境条件。同时较大的摩擦力会让仿真实验气浮台上的悬浮物运动受阻，无法进行仿真实验。

综上所述，现有技术在进行全物理仿真试验时，重载气浮轴承水平位移时产生的巨大摩擦力，无法进行有效的仿真实验。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种超滑空气静压止推轴承支撑系统，通过负压配合在气浮轴承外圈模拟出相对真空，减小重载气浮轴承水平位移时产生的巨大摩擦力。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种超滑空气静压止推轴承支撑系统，包括供气系统、气浮组件、负压系统和监测系统，所述气浮组件包括配重块、气浮轴承和大理石平台，大理石平台上放置气浮轴承，并于气浮轴承上表面放置配重块模拟重物荷载；所述气浮轴承的进气孔与所述供气系统连接，由供气系统将调压后的气源供入气浮轴承，所述气浮轴承周向开设回气道并于回气道内开设回气孔，所述回气孔通过抽气管与所述负压系统的真空负压泵连接，所述监测系统的压电式力传感器前端粘在配重块侧面，通过数据传输线与接收器及计算机进行数据处理。

进一步的，所述气浮轴承的回气道、回气孔开设于气浮轴承外圈周向；

所述回气道位于沿半径向外7/10r～8/10r区域，此区域的气膜压力接近标准大气压，在此区域加工回气道，对气膜承载性能的影响很小；

所述回气道沟槽圆弧半径参数与轴承半径尺寸相关，取值范围为轴承半径的4％～8％。

进一步的，所述回气道内回气孔的半径为回气道沟槽圆滑半径的2/3。

进一步的，所述回气道开设1条，过多的回气道会破坏气浮轴承气膜承载性能；所述回气孔数量为4-8个，过少的回气孔无法制造相对真空，过多的回气孔会破坏气浮轴承本身的结构强度。

进一步的，所述供气系统包括依次连接的气源、截止阀、过滤器、除油器、分水过滤器和气罐，所述气罐出气口处同时并联溢流阀和减压阀；

所述气源的气体依次经过截止阀、过滤器、除油器、分水过滤器进入气罐，并从气罐出气口流出的气体经过减压阀供入气浮轴承的进气孔。

进一步的，所述压电式力传感器前端面粘接在配重块侧面，后端面承受来自外部的力。

本发明的另一目的在于，提供一种所述超滑空气静压止推轴承支撑系统的模拟测试方法；

所述模拟测试方法包括：