路。如图3所示，非经向节流孔轴线与气浮轴承轴线的径向距离为L。
[0031]本实施方式中，气浮轴2采用金属或者石材材质制成，经淬火、研磨等加工工艺实现所需形位公差要求，根据气路需要加工泄气孔5。气浮轴承可以是径向轴承或径向止推复合轴承，气浮轴2的结构还可以采用柱形结构。所述气浮轴套3为金属或者石材柱形轴，采用淬火、研磨等加工工艺实现形位公差要求。气浮轴套3根据气路需要加工安装径向节流孔6和止推面节流孔11。顺时针主动涡流非径向节流孔15通过顺时针主动涡流供气气腔8供气，逆时针主动涡流非径向节流孔14通过逆时针主动涡流供气气腔12供气，顺时针主动涡流供气气腔8和逆时针主动涡流供气气腔12均具有独立供气管路，供气压力连续可调。N和M的大小根据气浮轴承的几何尺寸的大小确定。
[0032]气浮轴承工作时，气浮轴套3的径向节流孔6和止推面节流孔11通过气浮轴承供气孔9供气，使气浮轴2相对于气浮轴套3处于悬浮状态。由于径向节流孔6和止推面节流孔11的形位误差，涡流力矩会使气浮轴2和负载I转动。根据气浮轴2的转动方向，如果气浮轴2顺时针转动，通过逆时针主动涡流供气孔13和逆时针主动涡流供气气腔12给逆时针主动涡流非径向节流孔14供气；如果气浮轴2逆时针转动，通过顺时针主动涡流供气孔16和顺时针主动涡流供气气腔8给顺时针主动涡流非径向节流孔15供气。通过调节逆时针主动涡流非径向节流孔14或者顺时针主动涡流非径向节流孔15的供气系统的压力调节阀调节供气压力，实现逆时针主动涡流非径向节流孔14或者顺时针主动涡流非径向节流孔15产生的主动涡流力矩的调节，逐渐增大主动涡流力矩，直至气浮轴转动极其缓慢、干扰力矩达到要求为止。
[0033]气浮轴2和气浮轴套3配合，采用气浮轴套3供气，通过气浮轴承供气孔9向径向节流孔6和止推面节流孔11供入高压气体；高压气体从径向节流孔6和止推面节流孔11喷出后，在气浮轴2和气浮轴套3之间形成高压气膜，实现气浮轴2相对于气浮轴套3的无接触转动；通过气浮轴套3的逆时针主动涡流非径向节流孔14或顺时针主动涡流非径向节流孔15喷出高压气体产生顺时针或逆时针主动涡流力矩，通过选择逆时针主动涡流供气孔13或顺时针主动涡流供气孔16供气来选择主动涡流力矩的方向；通过调节逆时针主动涡流供气孔13或顺时针主动涡流供气孔16供气的供气压力调节主动涡流力矩的大小；当主动涡流力矩调节至与气浮轴承干扰涡流力矩大小相等，方向相反时，即抵消掉了气浮轴承的原有的涡流力矩干扰；考虑工程实际，主动涡流力矩很难与原有涡流力矩精确相等，因此，当原有涡流力矩抵消到一定程度，气浮轴干扰力矩满足要求时，即完成气浮轴承涡流力矩补偿。
[0034]所述气浮轴2与负载I的精度要求相适应；0型密封圈7和封气套4用于实现气浮轴套3的供气密封；泄气孔5用于形成完整气路防止气锤自激；顺时针主动涡流供气气腔8、顺时针主动涡流供气孔16与顺时针主动涡流非径向节流孔15用于产生顺时针主动涡流，逆时针主动涡流供气气腔12、逆时针主动涡流供气孔13和逆时针主动涡流非径向节流孔14用于产生逆时针主动涡流。
[0035]【具体实施方式】二:本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述负载I为转台的转子或精密轴系的转轴。
[0036]【具体实施方式】三:本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，所述基座10为精密转台的台体或精密轴系的壳体的外围结构。
[0037]下面结合图5对本发明的干扰涡流力矩补偿方法进行说明:
[0038]根据气浮轴承的几何尺寸、工装条件等给出气浮轴承干扰力矩的经验值T，设计参数M、N和L，使主动涡流非经向节流孔产生主动涡流Ta彡1.5T。
[0039]所述气浮轴承的干扰涡流补偿流程为:
[0040]步骤一、完成气浮轴承各零件的加工装配；
[0041]步骤二、气浮轴承径向节流孔和止推面节流孔通气，观察气浮轴承是否自行转动；
[0042]步骤三、根据气浮轴自行转动的方向确定干扰涡流力矩的方向，如果气浮轴顺时针转动说明干扰涡流是顺时针的，如果气浮轴承逆时针转动说明涡流力矩是逆时针的，如果气浮轴在浮起状态不转动说明干扰涡流力矩极其小，不需要补偿；
[0043]步骤四、根据气浮轴自行转动的方向，选择供气的非径向节流孔的类型，如果气浮轴自行顺时针转动，选择对逆时针主动涡流非径向节流孔进行供气，如果气浮轴自行逆时针转动，选择对顺时针主动涡流非径向节流孔进行供气；
[0044]步骤五、逐渐增加非径向节流孔的供气压力，直至气浮轴转动的加速度小于给定值，即干扰涡流力矩小于给定值，完成气浮轴承干扰涡流力矩的主动补偿。
【主权项】
1.一种主动补偿式低涡流轴动式气浮轴承，该气浮轴承安装于负载(I)和基座(10)之间，用于实现负载(I)相对于基座(10)的高精度回转运动；其特征在于， 所述气浮轴承包括气浮轴(2)、气浮轴套(3)、封气套(4)、泄气孔(5)、径向节流孔(6)、O型密封圈(7)、顺时针主动涡流供气气腔(8)、气浮轴承供气孔(9)、止推面节流孔(11)、逆时针主动涡流供气气腔(12)、逆时针主动涡流供气孔(13)、逆时针主动涡流非径向节流孔(14)、顺时针主动涡流非径向节流孔(15)和顺时针主动涡流供气孔(16)，所述气浮轴(2)为T字形轴或工字形轴，气浮轴(2)的上端面与负载(I)的安装接口相适应连接，气浮轴套(3)的内侧表面与气浮轴(2)的外侧表面相配合，并且气浮轴套(3)的底端面与基座(10)固定连接，封气套(4)的内侧表面与气浮轴套(3)的外侧表面相适应；气浮轴(2)的止推面与柱面交汇处的斜面处设有多个泄气孔(5)，多个泄气孔(5)沿气浮轴(2)的圆周向均匀分布； 气浮轴套(3)的止推面上沿圆周方向均匀设置多个止推面节流孔(11)，气浮轴套(3)柱面上半段的侧壁上沿圆周方向均匀设置多个径向节流孔￠)，所有的止推面节流孔(11)和径向节流孔(6)通过通路相互连通； 气浮轴套(3)柱面侧壁上沿轴向分别均匀分布N组逆时针主动涡流非径向节流孔(14)和顺时针主动涡流非径向节流孔(15)，逆时针主动涡流非径向节流孔(14)位于气浮轴套(3)柱面的中轴切面的一侧侧壁上，顺时针主动涡流非径向节流孔(15)位于气浮轴套(3)柱面的中轴切面的另一侧侧壁上；每组逆时针主动涡流非径向节流孔(14)或顺时针主动涡流非径向节流孔(15)包括M个逆时针主动涡流非径向节流孔(14)或顺时针主动涡流非径向节流孔(15)，M个逆时针主动涡流非径向节流孔(14)或顺时针主动涡流非径向节流孔(15)沿圆周方向均匀分布，I,2，N和M均为自然数；所述逆时针主动涡流非径向节流孔(14)和顺时针主动涡流非径向节流孔(15)相互平行，并且开孔方向均为沿气浮轴套⑶柱面的切线方向； 气浮轴套(3)柱面中段的外侧壁上分别设置环形的顺时针主动涡流供气气腔(8)和逆时针主动涡流供气气腔(12)，封气套(4)的侧壁上设置逆时针主动涡流供气孔(13)和顺时针主动涡流供气孔(16)，逆时针主动涡流供气孔(13)在封气套(4)上的位置与气浮轴套(3)上设置逆时针主动涡流非径向节流孔(14)的一侧侧壁相对应，顺时针主动涡流供气孔(16)在封气套(4)上的位置与气浮轴套(3)上设置顺时针主动涡流非径向节流孔(15)的另一侧侧壁相对应；顺时针主动涡流供气气腔(8)、顺时针主动涡流供气孔(16)与顺时针主动涡流非径向节流孔(15)相连通；逆时针主动涡流供气气腔(12)、逆时针主动涡流供气孔(13)和逆时针主动涡流非径向节流孔(14)相连通； 封气套(4)下段的侧壁上设置气浮轴承供气孔(9)，该气浮轴承供气孔(9)与止推面节流孔(11)和径向节流孔(6)相连通；气浮轴套(3)与封气套⑷之间设置多个O型密封圈(7)，所有气路中任意两个气路之间通过一个O型密封圈(7)实现密封隔离；所述气路包括止推面节流孔(11)、径向节流孔(6)与气浮轴承供气孔(9)形成的气路，顺时针主动涡流供气气腔(8)、顺时针主动涡流供气孔(16)与顺时针主动涡流非径向节流孔(15)形成的气路，及逆时针主动涡流供气气腔(12)、逆时针主动涡流供气孔(13)和逆时针主动涡流非径向节流孔(14)形成的气路。
2.根据权利要求1所述的主动补偿式低涡流轴动式气浮轴承，其特征在于，所述负载(I)为转台的转子或精密轴系的转轴。
3.根据权利要求1所述的主动补偿式低涡流轴动式气浮轴承，其特征在于，所述基座(10)为精密转台的台体或精密轴系的壳体的外围结构。
【专利摘要】主动补偿式低涡流轴动式气浮轴承，属于气浮式超精密轴承技术领域。本发明是为了解决气浮轴承采用反复检测、研磨及装配的方式提高其精度，执行难度大周期长，并且精度提高幅度有限的问题。它安装于负载和基座之间，用于实现负载相对于基座的高精度回转运动；气浮轴承包括气浮轴、气浮轴套、封气套、泄气孔、径向节流孔、O型密封圈、顺时针主动涡流供气气腔、气浮轴承供气孔、止推面节流孔、逆时针主动涡流供气气腔、逆时针主动涡流供气孔、逆时针主动涡流非径向节流孔、顺时针主动涡流非径向节流孔和顺时针主动涡流供气孔。本发明为一种主动补偿式气浮轴承。
【IPC分类】F16C32-06
【公开号】CN104533956
【申请号】CN201510033101
【发明人】刘延芳, 齐骥, 刘兴富, 齐乃明, 于灵慧, 黄琳
【申请人】哈尔滨工业大学, 航天东方红卫星有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月22日