专利名称：气悬浮t型轨道滑块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道系统，尤其是涉及一种气悬浮T型轨道滑块。
背景技术：
气悬浮导轨系统的主要部分是由导轨及与其在结构上配合的滑块构成。其工作原 理是通过导轨或滑块上的出气孔喷出气流，在导轨和滑块的表面之间形成一层稳定的气 膜使滑块悬浮于导轨之上，减小或消除滑块与导轨之间的接触摩擦，使得滑块的运动接近 理想的无摩擦运动。气悬浮装置一般分为导轨出气型和滑块出气型两种类型。其中，导轨出 气型是在导轨上钻有许多小孔，通过外部设备-气压泵使空气从导轨中的通气管经小孔中 喷出，这些气流作用在滑块底部，使其与导轨间形成的气膜托住滑块。其缺点是导轨的出气 孔太多，只有与滑块接触的部分才形成气膜，造成气压下降的同时，喷出的气流也会影响测 量和加工设备的其它部分；滑块出气型则是在滑块钻有许多出气小孔，通过外部设备气压 泵使气流从滑块里的管道经小孔中吹出，在滑块和导轨间形成一层稳定的气膜托住滑块。参见图1，现有的T型导轨1上的滑块由两块下面板4、左右两块侧面板3和一块 上面板2组成，每块面板都有若干个气孔6对内吹气，在导轨1相应的各表面形成气膜间际 隙9，让滑块处于悬浮状态。滑块面板受到气体的反作用力，这个力使得面板之间产生相应 的扭矩作用，使结构发生变形，造成气隙变化，影响气浮导轨运动精度。在图1中，标记7为 气体管道，8为下端狭缝。常用的滑块出气型系统，其滑块是由上、下、左、右四部分组合而成的，工作时套在 T型导轨上运动，4个方向的面板上都有出气孔，滑块上气孔出气的方向指向导轨接触面。 这种出气孔的设置气流存在有波动现象，滑块运动不够稳定，摩擦较大，造成设备精度的下 降。此外，滑块的组成通常是由不同的四个平面面板物理连接而成的，喷气时在不平衡力作 用下，易造成气隙的变化，气浮效果不佳，影响测量和加工精度。中国专利CN2675726公开一种复合结构工字梁高架列车单轨道系统，这是一种上 下行复线单轨道同设于一根工字型轨道梁两侧的立体轨道系统。其主体结构由下部为主承 载结构梁体的倒置T型断面的混凝土结构梁，顶部为间隔约2士0. 5米的铸钢材料副轨支架 臂而构成钢-混凝土复合型材料的工字型轨道梁。整复合结构工字梁高架列车单轨道系统 包括工字型断面的钢-混凝土轨道梁，分设于工字型轨道梁上下两侧翼缘边缘的副、主钢 轨及T型混凝土单桥墩。中国专利CN2698665公开一种钢-混凝土复合型结构工字梁高架列车单轨道系 统，这是一种上下行复线单轨道同设于一根工字型轨道梁两侧的立体轨道系统。其主体结 构由下部为主承载结构梁体的倒置T型断面的混凝土结构梁，上部为间隔约2. 5士0. 75米 的Y型钢结构副轨道支架而构成钢_混凝土复合型材料的工字型轨道梁。它包括工字型断 面的钢_混凝土轨道梁，分设于工字型轨道梁上下翼缘结构两侧边缘的副、主钢轨及T型混 凝土单桥墩。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效克服气浮运动时的结构不稳定，可降低系统 中的摩擦干扰的气悬浮T型轨道滑块。本发明设有上面板、左面板和右面板，左面板和右面板均为L形板，在左面板的下 侧面板部分设有用于对导轨基面吹气的至少1个气孔，在右面板的下侧面板部分设有用于 对导轨基面吹气的至少1个气孔，所述对导轨基面吹气的至少1个气孔为单向气孔或/和 双向气孔。与现有的轨道滑块相比，本发明具有以下突出优点1)滑块上气流流向的调整将滑块下面板表面的单向出气孔设计为双向的，即由 气压泵从滑块内部管道进气，气流经气孔从下面板的导孔分别向上和向下吹出，向上吹出 的气流遇到导轨下表面与之形成气膜，向下吹出的气流遇到装置的基面在其表面形成气 膜，气体充满了滑块和轨道之间，同时滑块的下表面也处在导轨和基面的气膜之间，上下气 压平衡，避免了因受力不平衡而产生的滑块组结构受力变形，造成气隙变化。而现有的滑 块结构只是气流由四个面分别对导轨吹气，与导轨相背离，每个面与导轨的接触面都形成 气膜使滑块悬空，气流只从小孔进，从边缘缝隙处流出，这样很容易造成滑块组承受不平衡 力，使气隙变化，进而导致运动的精度降低。本发明不但使滑块能与导轨间形成气膜，而且 还可以使滑块和基面间形成气膜，被夹在二者中间，有整体上有着更加稳定的性能。2)滑块结构的改进通常情况下滑块是由上、下、左、右4个面板固定而成，而本发 明只由上面板、左面板和右面板3部分结构组成。即左右两块L型板和一块上面板构成。这 种结构强化了滑块的结构，即使滑块结构受不平衡力作用，气隙变化也小，则气膜厚度分布 更加均勻。这种结构设计，是整体的结构更加稳定。3)本发明是一种基于气悬浮原理的T型轨道系统，结合流体力学、结构力学、气体 动力学以及机械设计制造及其应用等专业的技术，对气悬浮轨道上运动的滑块结构进行创 新设计，该结构可以应用在精密测量仪器及精密加工机械等设备中。4)本发明建立在全面了解了悬浮式T型轨道滑块的结构参数基础上，充分考虑了 滑块运动时各种静动态因素，根据流体力学、气体动力学以及结构力学的相关知识和技术 建立流体关于非保守力和保守力、气压、速度、位移、时间等参量的动态方程，设计出新型气 悬浮滑块。理论和实验分析均显示本发明能够有效克服气浮运动时的结构不稳定，降低了 系统中的摩擦干扰，明显提高了悬浮式结构的综合性能。
图1是现有的导轨与滑块的剖面结构示意图。图2是本发明实施例的剖面结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图2，本发明实施例设有上面板32、左面板33和右面板34，左面板33和右面 板34均为L形板，在左面板33的下侧面板部分设有用于对导轨基面311吹气的单向气孔 331和双向气孔332，在左面板33的上侧面板部分设有单向气孔333 ；在右面板34的下侧面板部分设有用于对导轨基面311吹气的单向气孔341和双向气孔342，在右面板34的上 侧面板部分设有单向气孔343。在图2中，标记36为气体管道，37为气膜间际隙。现有的滑块各面板之间的连接方式视材料和尺寸而定，常为螺栓固定或通过化学 剂胶合等其它方式连接而成。改进后的本发明的结构中，基面和滑块的下侧面板很贴近，且下侧面板多了向下 的吹气的气孔，即不但有普通的对导轨表面吹气的气孔，还有对基面吹气的气孔。基面上的 气流会对下面板产生反作用力，这个力大量抵消了其它气流对滑块的作用力。避免了施加 在滑块面板上的不平衡力，使结构变形，气隙不均勻。侧面板和下面板为一个整体L形，且 滑块设有双向的气孔。减小了不平衡力对滑块面板施加的扭矩作用。不易使滑块组合结构 变形，气隙结构稳定。在图1所给出的现有导轨与滑块的剖面结构示意图中，当工作时，滑块的内表面 和导轨接触面之间存在空气膜，滑块的各个面板会受到空气膜气压产生的向外的反作用 力。这个力有让各个面板彼此向外分开的趋势。普通滑块由4个方向的面板连接而成，连 接面太多影响了滑块的整体稳定性。而在图2所给出的本发明的滑块中，将普通滑块的侧面板和下面板设计成一个统 一的整体，使滑块的整体结构强度增加。在图1所给出的现有导轨与滑块的结构示意图中，对下面板气孔的设置为单向气 孔，向上对着导轨吹气。滑块的四个方向的面板顺着导轨而运动，是以导轨为基准而工作 的。而在图2给出的结构图中，气孔为双向的，而且增加了更多向下的气孔。向上的气 孔对着导轨吹气，在导轨和下面板之间产生空气膜。向下的气孔对着基面吹气，在基面和下 面板之间产生空气膜。基面对下面板就产生反作用力。它抵消了导轨对下面板的反作用力， 进而也抵消了导轨反作用力对侧面板和下面板所产生的扭力矩。这样就使得下面板夹在基 面和导轨的两个气膜之间，滑块以导轨和基面二者共同为基准而运动的，减小了气流施加 在滑块组合结构上的不平衡力。提高了运动精度，使滑块在工作时更加的高效而稳定。
权利要求
气悬浮T型轨道滑块，其特征在于设有上面板、左面板和右面板，左面板和右面板均为L形板，在左面板的下侧面板部分设有用于对导轨基面吹气的至少1个气孔，在右面板的下侧面板部分设有用于对导轨基面吹气的至少1个气孔。
2.如权利要求1所述的气悬浮T型轨道滑块，其特征在于所述对导轨基面吹气的至少 1个气孔为单向气孔或/和双向气孔。
全文摘要
气悬浮T型轨道滑块，涉及一种轨道系统。提供一种能够有效克服气浮运动时的结构不稳定，可降低系统中的摩擦干扰的气悬浮T型轨道滑块。设有上面板、左面板和右面板，左面板和右面板均为L形板，在左面板的下侧面板部分设有用于对导轨基面吹气的至少1个气孔，在右面板的下侧面板部分设有用于对导轨基面吹气的至少1个气孔，所述对导轨基面吹气的至少1个气孔为单向气孔或/和双向气孔。
文档编号E01B25/32GK101935965SQ20101027831
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者刘志强, 张建寰, 胡振邦 申请人:厦门大学