一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于超精密设备及测试技术领域，具体涉及一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承。
【背景技术】
[0002]精密和超精密加工与测量设备的性能是衡量一个国家精密和超精密机械制造能力的重要指标，具有带动全局的战略意义。轴系、导轨是决定精密和超精密机械设备性能的基础性关键部件，而轴承又是轴系、导轨的核心。为了提高精密和超精密机械设备的性能，气体润滑轴承的应用日益广泛，对气体润滑轴承的研究越来越受到重视。
[0003]由于气体具有明显的可压缩性和极小的黏度，这类轴承的性能如刚度、阻尼和承载能力则远低于液体润滑轴承。因此，在精密机械、光学零件和集成电路芯片等加工及制造设备中气体润滑轴承的性能弱点成为限制相关设备广泛应用的瓶颈。所以，如何创造性地提高气体润滑轴承的刚度、阻尼和稳定性，成为气体轴承研究中越来越受到重视的关键科学问题。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]本实用新型实施例提供一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承，该静压空气轴承内设置有一空腔，所述空腔内设置有弹性薄板并且通过所述弹性薄板形成上下两个相对独立的阻尼气室，上阻尼气室的内壁上设置有第一环形垫圈，下阻尼气室的内壁上设置有第二环形垫圈。
[0007]上述方案中，所述弹性薄板上设置有阻尼孔，所述阻尼孔设置1~2个，其外形为矩形或圆形。
[0008]上述方案中，所述静压空气轴承的底面设置有4-12个节流器，每个节流器上设置有节流孔，所述节流器之间通过均压槽连接，所述均压槽采用直线或者曲线。
[0009]上述方案中，所述上阻尼气室的体积大于等于下阻尼气室的体积。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0011]本实用新型增加了弹性薄板的柔性变化来调剂阻尼气室的体积变化比，这种自适应的调节方式简单，效率高，能够大幅降低外界冲击和气锤的影响，增加静压空气轴承的刚度和稳定性，适用于各种超精密测试领域。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例提供一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承的结构示意图；
[0013]图2为图中A-A向剖视图；
[0014]图3为平衡状态下的B局部放大图；
[0015]图4为当空气静压轴承受外界正向冲击状态下的B局部放大图；
[0016]图5为当空气静压轴承受外界反向冲击状态下的B局部放大图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0018]本实用新型实施例提供一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承，如图1、2所示，该静压空气轴承1内设置有一空腔，所述空腔内设置有弹性薄板3并且通过所述弹性薄板3形成上下两个相对独立的阻尼气室，上阻尼气室的内壁上设置有第一环形垫圈2，下阻尼气室的内壁上设置有第二环形垫圈4。
[0019]所述第一环形垫圈2、第二环形垫圈4及弹性薄板3整体固定后，安装进静压空气轴承1内。
[0020]所述弹性薄板3上设置有阻尼孔8，所述阻尼孔8设置1-2个，其外形为矩形或圆形。
[0021]所述静压空气轴承1的底面设置有4-12个节流器7，每个节流器7上设置有节流孔6，所述节流器7之间通过均压槽连接，所述均压槽采用直线或者曲线。
[0022]所述上阻尼气室的体积大于等于下阻尼气室的体积。
[0023]实际工作中，高压空气由节流器7流出，与承载面形成一层厚度非常小的气膜间隙，在此气膜间隙中，一部分高压空气流入到外界环境，另一部分高压空气反向进入到下阻尼气室，气体通过阻尼气孔8充满上阻尼气室，其余气流流入外界环境当中。当空气轴承被支撑体受到外界冲击时，所述静压空气轴承1也随之上下振动。本实用新型中的弹性薄板3对上下阻尼气室的体积比有调节作用。
[0024]如图3所示，在正常工作中没有受到冲击或者收到冲击达到稳定状态时的示意图，所述弹性薄板3处于平衡位置，没有发生变形，即上下阻尼气室体积没有发生变化，上下阻尼气室体积比不变，上下阻尼气室压力相等。
[0025]如图4所示，当空气静压轴承受外界正向冲击时的状态，所述静压空气轴承1和支撑基座间气模间隙快速变小，在下阻尼气室中瞬时形成高压，大于上阻尼气室中的压强，下阻尼气室瞬时压强大于上阻尼气室压强，故压迫弹性薄板3变形，所述弹性薄板3向上凸起，压迫上阻尼气室体积减小，相反，下阻尼气室体积增大，上下阻尼气室体积比减小，在一定程度上可以缓冲外界冲击对空气静压轴承1本身引起的冲击；随着下阻尼气室的空气通过阻尼气孔8进入到上阻尼气室，上阻尼气室的体积增大，上下阻尼气室的压强趋于平衡，故使得上下阻尼气室的体积比恢复到原来平衡位置，所述弹性薄板3变形消失，从而空气静压轴承趋于平衡状态。
[0026]如图5所示，当空气静压轴承受外界反向冲击时的状态，所述静压空气轴承1和支撑基座间气模间隙快速增大，下阻尼气室压力减少，上阻尼气室瞬时压力大于下阻尼气室的压力，从而压迫弹性薄板3下凹，上阻尼气室与下阻尼气室的体积比增大；随着上阻尼气室的空气通过阻尼气孔8进入到下阻尼气室，上阻尼气室的压力减小，上下阻尼气室的压强趋于平衡，故使得上下阻尼气室的体积比恢复到原来平衡位置，所述弹性薄板3变形消失，从而静压空气轴承1趋于平衡状态。
[0027]因此，本实用新型能够动态调节上下阻尼气室的体积比，能够有效增大空气静压轴承的阻尼，增加其工作稳定性。
[0028]以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承，其特征在于，该静压空气轴承(1)内设置有一空腔，所述空腔内设置有弹性薄板(3)并且通过所述弹性薄板(3)形成上下两个相对独立的阻尼气室，上阻尼气室的内壁上设置有第一环形垫圈(2)，下阻尼气室的内壁上设置有第二环形垫圈(4)。2.根据权利要求1所述的带有弹性阻尼气室的静压空气轴承，其特征在于:所述弹性薄板(3)上设置有阻尼孔(8)，所述阻尼孔(8)设置1~2个，其外形为矩形或圆形。3.根据权利要求1或2所述的带有弹性阻尼气室的静压空气轴承，其特征在于:所述静压空气轴承(1)的底面设置有4-12个节流器(7)，每个节流器(7)上设置有节流孔(6)，所述节流器(7)之间通过均压槽连接，所述均压槽采用直线或者曲线。4.根据权利要求3所述的带有弹性阻尼气室的静压空气轴承，其特征在于:所述上阻尼气室的体积大于等于下阻尼气室的体积。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带有弹性阻尼气室的静压空气轴承，该静压空气轴承内设置有一空腔，所述空腔内设置有弹性薄板并且通过所述弹性薄板形成上下两个相对独立的阻尼气室，上阻尼气室的内壁上设置有第一环形垫圈，下阻尼气室的内壁上设置有第二环形垫圈。本实用新型增加了弹性薄板的柔性变化来调剂阻尼气室的体积变化比，这种自适应的调节方式简单，效率高，能够大幅降低外界冲击和气锤的影响，增加静压空气轴承的刚度和稳定性，适用于各种超精密测试领域。
【IPC分类】F16C32/06
【公开号】CN205013502
【申请号】CN201520803585
【发明人】张君安, 赵晓龙, 刘波, 董皓, 方舟, 李军宁
【申请人】西安工业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月16日