一种稳定性高的气浮转台的制作方法

本实用新型涉及气浮转台，特别涉及一种稳定性高的气浮转台。

背景技术：

气浮轴承就是利用气体的粘性，提高间隙中气体的压力，从而将轴悬浮起来的轴承，气浮轴承依靠空气润滑，与常规油质润滑轴承相比，它具有很多良好的特性：摩擦因数和摩擦力矩很小，气体支承可在最清洁的状态下工作，具有冷态工作的特点，运动磨损率低、噪声低、振动小、精度高、寿命长，可以在很宽的温度范围和恶劣环境中工作，能够保持很小的间隙。因此，空气轴承在超精密转台中得到广泛应用。

公开号为CN106481662A的中国专利公开了一种精密气浮转台，包括底座、设于底座上的气浮轴承组件及设于底座内的动力组件，气浮轴承组件包括固定设于底座上的节流环和与动力组件相联接的上止推环、下止推环，上止推环与下止推环之间设有调整环，上止推环、调整环及下止推环通过螺栓连接件联接在一起，通过调节调整环的尺寸大小以改变上止推环与下止推环之间距离，进而调节上、下两处气膜间隙的厚度，从而改变系统刚性大小，提高气浮转台转动的精度。

这种气浮转台具有结构紧凑、回转精度高、耗气量小等特点。但是在实际使用过程中由于转轴与上止推环联接、电机转子设于转轴外壁，转轴在电机转子和电机定子作用下旋转，进而驱动上止推环旋转。一方面是转轴由于上止推环的压力作用下承受的径向载荷较大，另一方面转轴与转子之间固定性不好，容易发生晃动，整体结构的稳定性较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种稳定性高的气浮转台，具有承载力大，稳定性高的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种稳定性高的气浮转台，包括力矩电机，力矩电机包括电机转子和筒状的电机定子，还包括底座、工作台、止推板、转轴和支承板，电机定子竖直固定于底座上，所述底座在电机定子轴线方向上与转轴转动连接，所述转轴外侧壁套设有电机转子，所述转轴和电机转子连接处设置有固定机构；所述固定机构包括与转轴外侧壁固定连接的法兰，所述法兰上设有法兰孔；所述固定机构还包括电机转子上端固定连接的转动环，所述转动环上周向延伸有与法兰孔配合的若干立柱，立柱插设在法兰孔内，转轴上套设有支承板，转轴与支承板固定连接，支承板在法兰远离转动环的一侧，所述止推板位于支承板上，所述支承板与止推板之间设置有多孔质节流器和导气通道，多孔质节流器和导气通道连接，所述止推板上端与工作台连接。

通过采用上述技术方案，电机转子转动使得与之相连的转动环转动，带动转动环上的立柱转动；由于立柱插设在法兰孔内，使得法兰转动，从而带动转轴转动。通过法兰与转动环的配合，使得电机转子与转轴连接更紧密，转轴在转动过程中不易晃动，稳定性较好。转轴上的支承板对止推板、多孔质节流器和工作台进行支撑和承载。气体通过导气通道，进入多孔质节流器，对止推板产生上浮力，从而推动止推板上端的工作台上浮，进行承载。由于多孔质节流器与止推板接触面积较大，所以浮力的作用面积较大，对工作台的承载力大。此外，多孔质节流器透气性较好，使得气体产生更加均匀的浮力分布，对工作台有较高的承载能力和静态刚度。

进一步的，所述立柱周向设置螺纹，所述立柱螺纹连接有固定螺母。

通过采用上述技术方案，将立柱插设在法兰孔内，拧紧固定螺母，使得法兰与转动环在竖直方向上紧密连接，不易产生滑移，从而使得转轴与电机转子的的连接更稳固，提高稳定性。

进一步的，所述转轴与支承板连接处设有托盘，托盘上开设有通孔，支承板下底面开设有螺纹孔，托盘通过螺栓与支承板固定连接。

通过采用上述技术方案，托盘通过增加转轴与支承板的接触面积，使得转轴与支承板的连接更加紧密，从而使支承板更稳定地支承上方的止推板、多孔质节流器和工作台，提升了气浮转台的稳定性。

进一步的，所述转轴外侧壁套设有径向支撑轴承和轴向支撑轴承。

通过采用上述技术方案，径向支撑轴承对转轴进行径向的支撑，减少转轴的径向偏移情况；轴向支撑轴承对转轴进行轴向的支撑，减少转轴的轴向偏移情况。从径向和轴向两个方向对转轴进行全方位的固定，稳定性高。

进一步的，所述止推板与多孔质节流器连接处设有供多孔质节流器嵌套的凹槽。

通过采用上述技术方案，多孔质节流器嵌套于凹槽内，减小止推板与多孔质节流器间的间隙，减少多孔质节流器与止推板之间的滑移情况，更稳定地固定多孔质节流器。

进一步的，所述多孔质节流器由多块扇形多孔质材料组成并由隔板隔开，通过粘接剂粘合。

通过采用上述技术方案，由于多孔质材料表面均匀分布着若干的小孔，利用这种材料制成多孔质节流器，使得气体通过多孔质节流器产生更加均匀的压力分布，对止推板的浮力更加均匀，具有较高的承载能力、静态刚度和较好的动态稳定性。

进一步的，所述多孔质节流器的外侧壁周向设有弧形条状的分压槽。

通过采用上述技术方案，通过多孔质节流器的气流流速过快时，气体产生的压力容易止推板造成推力过大，通过弧形条状的分压槽，流经多孔质节流器的气体能够从侧面进行分压，减少气体压力对止推板的推力，起到缓冲作用，从而控制了气体对于止推板的推力，提升了气浮转台的稳定性和精度。

进一步的，所述底座上安装有编码器，编码器安装于底座上并与电机转子连接。

通过采用上述技术方案，编码器能把角位移转换成电信号，根据力矩电机转动输出脉冲数，通过电机转子在编码器内部扫过了多少个暗刻线来输出多少个脉冲信号，根据统计的脉冲量得到电机转子的转数，这样能够控制电机转子的运转，从而控制转轴的转动，使得气浮转台的转动更加智能化，提升了气浮转台的精密性。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过电机转子、转轴、法兰、立柱和转动环的设置，能够起到电机转子与转轴连接更紧密，转轴在转动过程中不易晃动，稳定性较好的效果；

2.通过支承板、止推板、多孔质节流器的设置，能够起到使气体产生更加均匀的浮力分布，对工作台有较高的承载能力和静态刚度的效果；

3.通过托盘、径向支撑轴承和轴向支撑轴承的设置，能够起到使转轴与支承板的连接更加紧密，从径向和轴向两个方向对转轴进行全方位的固定，稳定性较好的效果。

附图说明

图1是本实施例整体的结构示意图。

图2是本实施例中用于体现气浮转台内部的结构示意图。

图3是本实施例的剖面的结构示意图。

图4是本实施例的多孔质节流器的结构示意图。

图中，1、力矩电机；2、电机转子；3、电机定子；4、底座；5、止推板；6、转轴；7、支承板；8、固定机构；81、法兰；82、转动环；83、立柱；84、固定螺母；85、法兰孔；10、导气通道；11、工作台；13、托盘；14、径向支撑轴承；15、轴向支撑轴承；16、凹槽；17、多孔质节流器；171、多孔质材料；172、隔板；173、分压槽；18、编码器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种稳定性高的气浮转台，如图1和图2所示，包括力矩电机1、底座4、工作台11、止推板5、转轴6和支承板7。力矩电机1固定于底座4上。转轴6与底座4转动连接，转轴6上套设有支承板7，支承板7位于力矩电机1的上方，转轴6与支承板7固定连接。止推板5位于支承板7上，支承板7与止推板5之间还开设有导气通道10。止推板5上端与工作台11连接。电机转子2转动，带动转轴6转动，转轴6上的支承板7对止推板和工作台11进行支承。气体通过导气通道10，对止推板5产生上浮力，从而推动止推板5上端的工作台11上浮，进行承载。

如图2所示，力矩电机1包括电机转子2和筒状的电机定子3，电机定子3竖直固定于底座4上，转轴6与底座4在电机定子3轴线方向上转动连接，电机转子2套设在转轴6外侧壁。底座4上安装有编码器18，编码器18安装于底座4上并与电机转子2连接。编码器18能把角位移转换成电信号，根据力矩电机1转动输出脉冲数，通过电机转子2在编码器18内部扫过了多少个暗刻线来输出多少个脉冲信号，根据统计的脉冲量得到电机转子2的转数。通过编码器18，工作人员能测量电机转子2的转速，从而能够精确地控制电机转子2的运转，达到对转轴6转动的控制。

如图2所示，转轴6和电机转子2连接处设置有固定机构8，固定机构8包括与转轴6外侧壁固定连接的法兰81，法兰81上设有法兰孔85。固定机构8还包括电机转子2上端固定连接的转动环82，转动环82上周向延伸有与法兰孔85配合的若干立柱83，立柱83插设在法兰孔85内。立柱83周向设置螺纹，立柱83上设有固定螺母12，固定螺母12和立柱83螺纹连接。

如图2所示，将立柱83插设在法兰孔85内，拧紧固定螺母12，使得法兰81固定在转动环82上。电机转子2转动使得与之相连的转动环82转动，带动转动环82上的立柱83转动；由于立柱83插设在法兰孔85内，使得法兰81转动，从而带动转轴6转动。通过法兰81与转动环82的配合，使得电机转子2与转轴6连接更紧密。

如图3所示，转轴6外侧壁套设有径向支撑轴承14和轴向支撑轴承15。径向支撑轴承14和轴向支撑轴承15位于支承板7和法兰81之间。径向支撑轴承14对转轴6进行径向力的支撑，减少转轴6的径向偏移情况；轴向支撑轴承15对转轴6进行轴向的支撑，减少转轴6的轴向偏移情况。

如图2所示，转轴6与支承板7连接处设有托盘13，托盘13上开设有通孔，支承板7下底面开设有螺纹孔，托盘13通过螺栓与支承板7固定连接。托盘13通过增加转轴6与支承板7的接触面积，使得转轴6与支承板7的连接更加紧密。

如图3所示，止推板5位于支承板7上，支承板7与止推板5的连接处设有多孔质节流器17。止推板5上开设有供多孔质节流器17嵌套的凹槽16。导气通道10开设于支承板7上，与凹槽16连通。多孔质节流器17和导气通道10连接。气体通过导气通道10，经过多孔质节流器17，对止推板5产生上浮力。

如图4所示，多孔质节流器17由多块扇形多孔质材料171组成并由隔板172隔开，通过粘接剂粘合。粘接剂可以是合成树脂、橡胶或者弹性体。多孔质节流器17的外侧壁周向设有分压槽173，分压槽173为弧形条状。由于多孔质材料171表面均匀分布着若干的小孔，使得气体通过多孔质节流器17产生更加均匀的压力分布，对止推板5的浮力更加均匀。通过多孔质节流器17的气流流速过快时，气体产生的压力容易止推板5造成推力过大，通过分压槽173，流经多孔质节流器17的气体能够从侧面进行分压，减少气体压力对止推板5的推力，起到缓冲作用，从而控制了气体对于止推板5的推力，提升了气浮转台的稳定性和精度。

具体实施过程：将电机定子3和电机转子2同轴安装在底座4上。转轴6转动连接于底座4上，与电机转子2同轴。将立柱83穿过法兰孔85，拧上固定螺栓84进行固定。将径向支撑轴承14和轴向支撑轴承15套设在转轴6外侧壁。支承板7套设在转轴6上，托盘13通过螺栓与支承板7固定连接。工作时，通过导气通道10导入气体，多孔质节流器17与止推板5抵触，对止推板5形成浮力，为气浮转台提供承载力。操作人员驱动力矩电机1，电机转子2转动，带动转轴6转动。通过编码器18的脉冲信号来测量电机转子2的转速，从而能够控制电机转子2的运转，达到对转轴6转动的精确控制。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。