专利名称：一种空气静压止推轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气静压止推轴承，主要用于光刻机、三坐标测量机等设备中运 动部件的设计，属于超精密运动、超精密测量技术领域。
背景技术：
空气静压止推轴承具有无磨损、摩擦小、低速无爬行、运动精度高等一系列优点， 故广泛应用于超精密运动、精密测量领域，但同时也存在刚度低、承载能力小、稳定性差的 缺点。增大供气压力、改变气腔形状、添加真空或电磁预载等手段可以有效提高空气轴 承的承载能力和刚度，但对轴承稳定性的提高作用并不明显。这是因为现有空气静压止推 轴承结构中，高压气体经小孔节流器进入气腔，再由气腔边缘进入轴承间隙；气腔内压力沿 轴承间隙逐渐减小，至轴承边缘处压力降为环境压力，而系统阻尼主要来自于节流孔和轴 承工作间隙处气体分子受到的粘性摩擦，其阻尼值很小。当轴承受到振动或冲击时，阻尼小 就导致衰减时间过长，系统难以稳定；此外，气源供气的不稳定也会造成轴承的微振动，影 响轴承的静态和动态性能。随着超精密运动、超精密测量技术的发展，其系统精度已达到纳米乃至亚纳米级， 此时系统的微小振动都会对定位、测量结果产生严重影响；空气轴承系统广泛应用于超精 密运动、超精密测量领域，故提高其稳定性具有重大现实意义。
发明内容
为了克服现有空气静压止推轴承阻尼小，稳定性差的缺点，本发明的目的是提高 空气静压止推轴承的阻尼能力，。为了实现上述目的，本发明提供空气静压止推轴承解决技术问题采用的技术方案 如下含有被支撑件、轴承本体和光滑平面；在轴承本体上含有进气口、环槽、多个节流孔、 多个气腔、储气腔、多个阻尼孔和轴承工作面；轴承本体还具有一上平面；沿轴承本体的外 缘和径向设置进气口 ；在轴承本体的平面垂直向内部的位置及在进气口内侧端的位置设有 环槽，在环槽的一侧壁上具有一透孔，所述透孔与进气口的内侧端之间紧密连接且相通；轴 承本体位于被支撑件和光滑平面之间，轴承本体的上平面和轴承工作面分别与被支撑件的 内平面和光滑平面相互平行；在轴承本体的轴承工作面垂直向轴承本体内部的位置分别设 置多个节流孔、多个气腔和多个阻尼孔，每个节流孔的两端分别与环槽和每个气腔连接并 相通，每个阻尼孔的进流端口位于储气腔的下面；每个气腔和每个阻尼孔的出流端口都位 于轴承工作面上；压缩空气由进气口进入环槽，再经节流孔进入气腔；在轴承本体的上部 中央位置设有储气腔，储气腔经阻尼孔与轴承工作面相通。本发明的有益效果是轴承上设有体积尽可能大的储气腔和多个阻尼孔，当空气 静压止推轴承受到冲击或因气源不稳定而产生振动时，轴承工作间隙内气体通过阻尼孔进 入储气腔，此时储气腔内气体的挤压膜效应起到了空气弹簧的作用可以减震，再加上多个阻尼孔的摩擦阻尼，有效提升了空气静压止推轴承的阻尼能力，使空气静压止推轴承能够 迅速稳定，克服了传统空气静压止推轴承对振动或冲击衰减时间长，系统难以稳定的缺点。 阻尼孔取0. 1-0. 3mm,太大则失去对气体的摩擦阻尼，太小则加工困难且易发生阻尼孔堵 塞，其加工可采用与节流孔相同加工工艺。
图1为本发明提供的空气静压止推轴承的主剖视图。图2为图1中止推轴承的仰视图(单排孔均布)。图3为图1中止推轴承的仰视图(多排孔径向均布)。图4为图1中止推轴承的仰视图(多排孔径向交错均布)图5为图1中空气静压止推轴承的具体实施例。图中部件说明，
1 一被支撑件； 3—光滑平面；
5—环槽； 7—气腔； 9 一阻尼孔； 11—透孔；
2—轴承本体； 4一进气口 ；
6—节流孔；
8—储气腔； 10—轴承工作面; 12—上平面。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的工作原理、结构及具体实施方式
进一步说明。如图1、图2和图5示出本发明提供的空气静压止推轴承的结构，该轴承含有被支 撑件1、轴承本体2、光滑平面3。在轴承本体2上含有进气口 4、环槽5、多个节流孔6、多个 气腔7、储气腔8、多个阻尼孔9、轴承工作面10 ；轴承本体2还具有一上平面12 ；沿轴承本 体2的外缘和径向设置进气口 4 ；在轴承本体2的上平面垂直向内部的位置及在进气口 4 内侧端的位置设有环槽5，在环槽5的一侧壁上具有一透孔11，所述透孔11与进气口 4的 内侧端之间紧密连接且相通；轴承本体2位于被支撑件1和光滑平面3之间，轴承本体2的 上平面12和轴承工作面10分别与被支撑件1的内平面和光滑平面3相互平行；在轴承本 体2的轴承工作面10垂直向轴承本体2内部的位置分别设置多个气腔7、多个节流孔6和 多个阻尼孔9，每个节流孔6的两端分别与环槽5和每个气腔7连接并相通，每个阻尼孔9 的进流端口位于储气腔8的下面；每个气腔7和阻尼孔9的出流端口都位于轴承工作面10 上；压缩空气由进气口 4进入环槽5，再经节流孔6进入气腔7 ；在轴承本体2的上平面12 中央位置设有储气腔8，储气腔8经阻尼孔9与轴承工作面10相通。所述环槽5、节流孔6 和气腔7之间为中心对称安置。所述多个节流孔6沿轴承本体2的径向对称分布；所述阻 尼孔9直径取0. lmm-0. 3mm ；所述被支撑件1与轴承本体2之间采用0型圈密封，并通过螺钉紧固。如图2和图3示出，所述多个阻尼孔9在轴承工作面10上沿径向均勻分布；如图 4示出，所述阻尼孔9在轴承工作面10上单排或多排排列，并沿轴承本体2径向并列或交错 分布。当本发明的空气静压止推轴承通入加压气体时，加压气体经进气口 4进入环槽5， 再经节流孔6进入气腔7，并沿空气静压止推轴承径向减小，利用轴承工作面10和光滑面 3之间的工作气体与周围大气的压力差支撑起空气静压止推轴承；一部分气体通过阻尼孔 9进入储气腔，当空气静压止推轴承受到冲击或因气源不稳定而产生振动时，空气静压止推 轴承工作间隙内气体通过阻尼孔9进入储气腔8，此时储气腔8内气体的挤压膜效应起到了 空气弹簧的作用，再加上多个阻尼孔9的摩擦阻尼，有效提升了空气静压止推轴承的阻尼 能力，即储气腔8的空气弹簧作用与阻尼孔9的摩擦阻尼共同作用克服了传统空气静压止 推轴承对振动或冲击衰减时间长，系统振动难以稳定的缺点。以上所述，仅为本发明中的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在 本发明的包含范围之内。
权利要求
1.一种空气静压止推轴承，其特征在于所述空气静压止推轴承含有被支撑件(1)、轴 承本体( 和光滑平面(3)；在轴承本体( 上含有进气口(4)、环槽( 、多个节流孔(6)、 多个气腔(7)、储气腔(8)、多个阻尼孔(9)和轴承工作面(10)；轴承本体( 还具有一上 平面(1 ；沿轴承本体( 的外缘和径向设置进气口 ；在轴承本体( 的平面垂直向内 部的位置及在进气口 内侧端的位置设有环槽(5)，在环槽(5)的一侧壁上具有一透孔 (11)，所述透孔(11)与进气口⑷的内侧端之间紧密连接且相通；轴承本体⑵位于被支 撑件(1)和光滑平面C3)之间，轴承本体O)的上平面(1 和轴承工作面(10)分别与被 支撑件(1)的内平面和光滑平面( 相互平行；在轴承本体( 的轴承工作面(10)垂直向 轴承本体O)内部的位置分别设置多个节流孔(6)、多个气腔(7)和多个阻尼孔(9)，每个 节流孔(6)的两端分别与环槽(5)和每个气腔(7)连接并相通，每个阻尼孔(9)的进流端 口位于储气腔(8)的下面；每个气腔(7)和每个阻尼孔(9)的出流端口都位于轴承工作面 (10)上；压缩空气由进气口⑷进入环槽(5)，再经节流孔(6)进入气腔(7)；在轴承本体 (2)的上部中央位置设有储气腔(8)，储气腔(8)经阻尼孔(9)与轴承工作面(10)相通。
2.根据权利要求1所述的空气静压止推轴承，其特征在于，所述环槽(5)、节流孔(6) 和气腔(7)之间为中心对称安置。
3.根据权利要求1所述的空气静压止推轴承，其特征在于，多个节流孔(6)沿轴承本体 (2)的径向对称分布。
4.根据权利要求1所述的空气静压止推轴承，其特征在于多个阻尼孔(9)沿轴承本 体⑵的径向对称分布。
5.根据权利要求1所述的空气静压止推轴承，其特征在于所述阻尼孔(9)直径取 0. lmm-0. 3mm。
6.根据权利要求1所述的空气静压止推轴承，其特征在于，被支撑件(1)与轴承本体 (2)之间采用0型圈密封，并通过螺钉紧固。
7.根据权利要求1所述的空气静压止推轴承，其特征在于所述阻尼孔(9)在轴承工 作面(10)上单排或多排排列，并沿轴承本体(2)径向并列或交错分布。
全文摘要
本发明一种空气静压止推轴承，在轴承本体上有进气口、环槽、多个节流孔、多个气腔、储气腔、多个阻尼孔、轴承工作面和上平面；在轴承本体的上平面垂直向内部的位置及在进气口内侧端的位置设有环槽，在环槽的一侧壁上具有一透孔，所述透孔与进气口的内侧端之间连接且相通；轴承本体位于被支撑件和光滑平面之间，轴承本体的上平面、轴承工作面分别与被支撑件的内平面、光滑平面相互平行；在轴承工作面垂直向轴承本体内部分别设置节流孔、气腔和阻尼孔，节流孔的两端口分别与环槽和气腔连接并相通，每个阻尼孔的进流端口位于储气腔下面；气腔和阻尼孔的出流端口位于轴承工作面上；在轴承本体中央位置设有储气腔，储气腔经阻尼孔与轴承工作面相通。
文档编号F16C32/06GK102128206SQ20111006497
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者徐峰, 李兰兰, 李金龙, 盛壮, 胡松, 赵立新 申请人:中国科学院光电技术研究所