专利名称：一种空气静压轴承及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滑动轴承领域，特别是一种空气静压轴承及其应用。
技术背景
众所周知，空气静压轴承由于结构简单，运行成本低，精度高，被广泛用于机械传动和导向技术领域。这种在相对运动的支撑面和被支撑面之间依靠气膜把两者隔离开，因此气膜的形成、保持和泄压技术都是应该进行不断探索的。例如中国专利C拟670900Y涉及的是一种坐标测量机用镶嵌式静压止推气浮轴承，其组成包括宝石轴承，其特征是所述的宝石轴承上加工有节流孔，所述的宝石轴承压入金属主体内并与端面平齐，所述的金属主体粘压入空气静压止推轴承上并低于端面。依靠宝石轴承提高节流孔的制造精度，来减小气膜厚度，进而提高气膜刚度。这种在滑块上嵌入节流孔件的手段，主要是降低节流孔的加工难度，在各种空气静压轴承中是普遍采用的技术。
如中国CN101235849A发明专利涉及机械传动和导向技术领域，具体涉及一种空气轴承及其加工工艺。这个发明主要克服现有技术存在的节流孔易堵塞、对压缩空气要求较高、起动力不稳定和处理工艺复杂的问题。其技术解决方案是一种空气轴承，包括滑块本体，滑块本体内设置有气腔，该气腔与滑块本体上的进气口连通，滑块本体的工作面上设置有与气腔连通的节流孔，其特征在于所述的工作面为凹球面，凹球面的外边缘处为环状平面。它是在节流孔周围先形成压力气腔，气腔的外围形成浮力气膜，气体泄漏距离过短，承载力不高，很容易造成滑块倾斜，轴承刚度差。
还有中国专利CN100360824C公开的是一种空气轴承结构及使用空气轴承结构的直线驱动装置，直线移动的可动部侧的轴承面的长度比固定部侧的轴承面的长度长出移动行程长度或长出移动行程长度以上。以此，使固定部侧的轴承面总是面对可动部侧的轴承面。在固定部上连接空气供给源并且在固定部的轴承面上设置多个喷射空气的空气排出口从而构成空气轴承。可动部只在固定部插入侧开口。在固定侧配置线圈、在可动侧配置磁铁从而形成直线马达且成为直线驱动装置。由于供给压缩空气和电力的缆线等与固定部连接而不与可动部连接，所以从缆线等的对可动部不施加外力，从而能够获得高精度的运动。 这种空气轴承的承载力高，但是在运行过程中，多个空气喷射孔之间的气流会相互干扰，形成紊流引起滑块的振动。发明内容
本发明主要解决单个空气轴承承载力不够大、组合空气轴承气流相互干扰的技术问题，提供一种带有泄压槽的分区组合空气轴承。
本发明还要解决长距离空气轴承导轨拼接的技术问题，提供一种带有泄压槽的分区组合空气轴承应用于长距离静压轴承导轨的方法，降低导轨拼接的难度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种空气静压轴承，包括导轨、 滑块，滑块上有进气通道，进气通道连接有节流孔，节流孔与滑块的工作面连通，其特征在于所述工作面上各个节流孔之间设有泄压槽，泄压槽与滑块工作面的端面相通。工作面上的每一个节流孔，工作时都有气体喷出，在滑块工作面和导轨之间形成气膜，使得滑块和导轨之间的运动为非接触运动，这种气膜是一种动态的，一方面节流孔不断地补充空气，一方面周围开放式的气膜在不断地泄漏空气，加上滑块和导轨的运动，形成了一个中心压力高的放射性的气膜区，假如仅仅一个节流孔，形成的气膜随气压的增大而增大，但是其承载力还是有限的；若多个节流孔，离得近气膜会相通，气膜交汇处因为压力的区别，就会产生紊流，引起气振，影响滑块的平稳运行。因此本发明在一个工作面上设有多个节流孔，在各个节流孔之间设有泄压槽，就是要保证各个气膜的独立稳定性，进而保证滑块能够平稳运行。
作为优选，在滑块工作面上节流孔的周围设有均压槽，均压槽的一端与节流孔连接。均压槽的作用是为了改变气膜形状，增大气膜面积，加大滑块的承载力。
作为优选，所述滑块工作面上的均压槽为以节流孔为中心的一字形、Y字形或十字形结构。当然除了这3种常见的结构以外，可以做成5-8个放射条状的，条数越多，加工越困难。
作为优选，所述泄压槽的横截面积不小于均压槽的横截面积。均压槽的横截面大多为V形结构，也是为了加工方便，同时尽量把槽与工作面之间的夹角加工成钝角，减少划伤导轨的机会。泄压槽则为开放式的与外界相通，形状可以有多种多样的。
作为优选，所述的节流孔为1-5排分布。主要看滑块的承载力，及导轨的形状，承载力大的，可以在一个滑块上使用双排或四排结构；同理导轨为多面或弧面组成的，也尽可能使用多排结构的滑块。节流孔分部越密集，对于拥有泄压槽的滑块来说，承载力越大，运行也越平稳。
作为优选，所述的节流孔相邻的两排为交错分布。这种错位分布，节流孔分布更为合理，尤其是在有缝隙的加长导轨方面，缝隙的影响会更小。
作为一种优选，本发明公开的上述空气轴承，应用于长距离导轨上，容许长距离导轨的拼接点存在细小的缝隙，因为一个滑块拥有多个节流孔，也就意味着拥有多个独立的空气轴承在并联使用，在运行的过程中，即使其中一个或几个空气轴承越过导轨的拼接缝泄压，其余有效的空气轴承仍然具有足够的承载力和刚度，这样滑块的运行质量就不会受到影响。传统的应用于空气轴承的长距离导轨，是由两段以上拼接的，既不容许有接缝，导轨面平行度方面的误差也要在很小的范围内，加工困难，而采用本发明的空气轴承就可以降低传统长距离导轨的制造精度要求。所述的细小的缝隙通常指1毫米以下的缝隙。
本发明带来的有益效果是在滑块的节流孔之间设有泄压槽，相当于在一个滑块上设立了多个并列的空气轴承，解决了节流孔多的滑块存在的气振问题；同时这种多节流孔的滑块可以应用于长距离拼接导轨，容许拼接处有细小的缝隙，降低了传统长距离导轨的制造精度要求。
图1为本发明一种滑块的局部剖视图；图2为本发明一种单排节流孔方滑块的工作面视图； 图3为本发明一种双排节流孔方滑块的工作面视图；图4为本发明一种双排交错节流孔方滑块的工作面视图； 图5为本发明一种单排节流孔园滑块的工作面视图； 图6为本发明一种四排节流孔多面滑块的立体图； 图7为本发明一种长距离导轨的拼接示意图； _具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1一种空气静压轴承，具有长方形单排节流孔滑块，贯穿滑块中部有一个进气通道01，滑块下部为研磨过的工作面00，滑块工作面00上有6个与进气通道01垂直连通的Φ0. 4的节流孔10，每个节流孔10的两侧分别有0. 2毫米宽的V形均压槽20，每两个节流孔10中间设有宽0. 4毫米的方形泄压槽30，参见附图1、2。
工作时，作为移动承载体的滑块，工作面00在导轨上，高压空气通过进气通道01 进入节流孔10，在节流孔10两侧均压槽20的周围形成气膜，支撑滑块浮动，由于气膜外围是开放式的，导轨面通常要远远大于滑块的工作面，因此气流沿滑块的工作面00向外部扩散，由于在相邻的节流孔10之间设有泄压槽30，这样就可以保证每个节流孔10和均压槽 20周围所形成的气膜与其它的完全独立，不会产生干涉引起气振。
实施例2一种空气静压轴承，具有带有双排节流孔10的滑块，每个节流孔10周围均布有“十”字形的均压槽20，每个节流孔10的工作面00为圆形结构，周边为深1毫米的泄压槽30，参见附图3。
其它参数和工作原理与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3一种空气静压轴承，具有带有双排交错节流孔10的滑块，每个节流孔10周围均布有 “一”字形的均压槽20，节流孔10之间均勻分布有1. 2毫米深的泄压槽30，参见附图4。
其它参数和工作原理与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4一种空气静压轴承，具有圆形的滑块，环形分布的8个节流孔10，每个节流孔10周围均布有“Y”字形的均压槽20，每两个节流孔10中间由滑块中心放射状分布有宽0. 5毫米的泄压槽30，参见附图5。
其它参数和工作原理与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4一种空气静压轴承，具有W形工作面00的滑块，每个工作面00上均布有4个节流孔 10，每个工作面00和节流孔10之间均布有宽度0. 6毫米的泄压槽30，参见附图6。
其它参数和工作原理与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例5一种拼接的长距离导轨，分别有两段长2米的导轨88和长2. 2米的导轨66组成，它们的连接处有0.4毫米的接缝。参见附图6、7。
采用实施例4中描述的滑块，在这种拼接的长距离导轨上运行，即使其中一个或几个空气轴承越过导轨的拼接缝泄压，其余有效的空气轴承仍然具有足够的承载力和刚度的话，这样滑块的运行质量就不会受到影响。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的节流孔、均压槽和泄压槽做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代及组合，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
1.一种空气静压轴承，包括导轨、滑块，滑块上有进气通道，进气通道连接有节流孔， 节流孔与滑块的工作面连通，其特征在于所述工作面上节流孔之间设有泄压槽，泄压槽与滑块工作面的端面相通。
2.根据权利要求1所述的一种空气静压轴承，其特征在于在滑块工作面上节流孔的周围设有均压槽，均压槽的一端与节流孔连接。
3.根据权利要求2所述的一种空气静压轴承，其特征在于所述滑块工作面上的均压槽为以节流孔为中心的“一”字形、“Y”字形或“十”字形结构。
4.根据权利要求1所述的一种空气静压轴承，其特征在于所述泄压槽的横截面积不小于均压槽的横截面积。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种空气静压轴承，其特征在于所述滑块上的节流孔为1-5排分布。
6.根据权利要求5所述的一种空气静压轴承，其特征在于所述的节流孔相邻的两排为交错分布。
7.根据权利要求1所述的空气静压轴承的一种应用，其特征在于所述的导轨为具有细小接缝的拼接导轨。全文摘要
本发明涉及提供一种空气静压轴承及其应用，空气轴承包括导轨、滑块，滑块上有进气通道，进气通道连接有节流孔，节流孔与滑块的工作面连通，其特征在于所述工作面上各个节流孔之间设有泄压槽，泄压槽与滑块工作面的端面相通。同时介绍了一种将本发明的空气轴承应用于长距离导轨的方法。其有益效果是在滑块的节流孔之间设有泄压槽，相当于在一个滑块上设立了多个并列的空气轴承，解决了节流孔多的滑块存在的气振问题；同时这种多节流孔的滑块可以应用于长距离拼接导轨，容许拼接处有细小的缝隙，降低了传统长距离导轨的制造精度要求。
文档编号F16C32/06GK102478065SQ20101055567
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者张建军 申请人:张建军