一种精密气浮转台的制作方法

本发明涉及气浮轴承技术领域，特别涉及一种精密气浮转台。

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。然而，传统气浮轴承中仅具有单个高压气体作用的止推面，另一端则处于自由状态，当气压升高时，气浮轴会向自由端作微小移动；当气压降低后，受重力作用，气浮轴又降下来，该种结构形式的气浮轴承定位精度低及稳定性不好。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、回转精度高的精密气浮转台。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：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，所述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，所述节流环顶部和底部分别形成上气浮面和下气浮面，所述上止推环底部形成与上气浮面配合并构成气膜间隙的上止推面，所述下止推环顶部形成与下气浮面配合并构成气膜间隙的下止推面，所述上止推环与下止推环之间设有用于调节上止推环与下止推环之间的距离以调节气膜间隙的调整环，所述上止推环、调整环及下止推环通过螺栓连接件联接在一起。

进一步地，所述上气浮面与上止推面为斜面配合且径向向中心倾斜向下。

进一步地，所述节流环的上气浮面和下气浮面均设有节流器。

进一步地，在所述下止推环上位于下止推面之外对称开有泄气孔。

进一步地，所述动力组件包括顶部与上止推环联接的转轴、设于转轴外壁的电机转子，及设于底座内部与电机转子配合的电机定子。

有益效果：此精密气浮转台中，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。本发明的转台采用气浮轴承组件和动力组件上下布局的结构，降低整体的径向尺寸，缩小回转半径，具有易于加工生产、装配和调整，且回转精度高、耗气量小、承载能力强、刚性高等特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1为本发明实施例的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例中气浮轴承组件的结构示意图；

图3为本发明实施例中上止推环与转轴联接的示意图；

图4为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图4，本发明一种精密气浮转台，包括底座10、设于底座10上的气浮轴承组件20及设于底座10内的动力组件30，气浮轴承组件20包括固定设于底座10上的节流环21和与动力组件30相联接的上止推环22、下止推环23，节流环21顶部和底部分别形成上气浮面和下气浮面，上止推环22底部形成与上气浮面配合并构成气膜间隙的上止推面，下止推环23顶部形成与下气浮面配合并构成气膜间隙的下止推面，上止推环22与下止推环23之间设有用于调节上止推环22与下止推环23之间的距离以调节气膜间隙的调整环24，上止推环22、调整环24及下止推环23通过螺栓连接件联接在一起。

气浮轴承组件20由节流环21、上止推环22、下止推环23及调整环24等多个部分组成，节流环21外连接有进气管口26，节流环21内部具有与上气浮面及下气浮面相通的气体流道，节流环21顶部的上气浮面为径向向中心倾斜向下的斜面，上止推环22底部的上止推面也为径向向中心倾斜向下的斜面，节流环21底部的下气浮面为平面，节流环21的上气浮面和下气浮面均设有用以调节气体压力的节流器25，节流器25可以采用微孔、缝隙等结构形式。其中，在下止推环23上位于下止推面之外对称开有泄气孔27进行释放气压。

动力组件30由转轴31、电机转子32及电机定子33等部分组成，转轴31顶部与上止推环22联接，电机转子32固定安装在转轴31外壁，电机定子33固定安装在底座10内部，在电机转子32和电机定子33作用下，带动转轴31旋转，进而驱动上止推环22旋转。

本发明精密气浮转台的工作原理如下：压力气体经进气管口26进入节流环21内的气体流道分成两路流动，一路流向节流环21的上气浮面，另一路流向节流环21的下气浮面，此时，在上气浮面与上止推面之间和下气浮面与下止推面之间均形成气膜间隙，由于上气浮面为斜面，上气浮面处的气膜间隙的气体压力可分解为水平方向的径向力和垂直方向的轴向力，当压力足够时，上气浮面处垂直方向的轴向力与下气浮面出的气体压力和负载之差达到动态平衡，轴承处于浮起状态，在动力组件30的带动下进行旋转运动，光栅反馈元件进行精密闭环控制，从而实现超精密旋转定位功能。

本发明径向和轴向跳动精度主要是通过节流环21、节流器25、上止推环22、调整环24及下止推环23组成的气浮轴承组件的精度来保证，节流环21的上气浮面和下气浮面、上止推环22的上止推面及下止推环23的下止推面均通过精密机床加工而成，表面粗糙度和面形精度均可达到纳米级，从而保证气浮轴承的回转精度。通过调整调整环24的尺寸来调节气膜间隙的大小，进而调整系统刚性，气膜间隙越大则刚性越小，反之越大。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。