一种基于超导磁悬浮与气浮复合支承的装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于超导磁悬浮与气浮复合支承的装置，属于精密加工设备技术领域。

背景技术：

空气静压轴承以空气为润滑介质，具有超低的摩擦系数和很高的运动精度，对环境如低温、高温、辐射等耐受力较强，在航空航天以及精密机械中得到了广泛应用，随着空气静压轴承在各个领域的广泛应用，对其所能达到的精度要求越来越高，传统结构的空气静压轴承表面和超精密工作台表面是直接接触的，在很大程度上增加了开始工作时的摩擦阻力，会造成机构较迟进入稳定状态，从而影响机构整体的灵活性，同时也会造成机构零部件的磨损。其次，由于气体的可压缩性较大，存在承载力低的不足，想要增大承载的唯一方式就是增大供气压力，对空气压缩机的要求较高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于超导磁悬浮与气浮复合支承的装置，能满足空气静压轴承启动阶段无机械摩擦的要求，以减小摩擦磨损。

本实用新型采用的以下技术方案是：一种基于超导磁悬浮与气浮复合支承的装置，包括基座、隔振平台1、压力传感器显示仪2、永磁块材3、超导块材4、工业航空铝5、压力传感器6、插销定位托盘7、配重块8、节流阀9、进气管10、压力调节阀11、压力表12、空气压缩机13；

所述的隔振平台1放置在基座上，永磁块材3放置于水平的隔振平台1上，同时，压力传感器显示仪2放置在隔振平台1的右侧且放置于基座上，超导块材4嵌入工业航空铝5内部，二者共同构成空气静压轴承，空气静压轴承的气孔向下放置在永磁块材3的中心位置，压力传感器6放置在空气静压轴承上方且水平放置，将压力传感器显示仪2与压力传感器6连接，将插销定位托盘7放置于压力传感器6正上方，配重块8放置于插销定位托盘7内，用以调节压力大小，空气压缩机13通过进气管10向空气静压轴承供气，进气管10上安装有压力调节阀11、压力表12、节流阀9。

优选地，所述的节流阀9与进气管10螺纹连接。

优选地，所述的超导块材4为钇钡铜氧陶瓷超导体。

优选地，所述的插销定位托盘7上设有圆环形安装槽，配重块8为圆环形。

本实用新型的工作原理是：首先向超导块材4注入液氮，由于液氮这种低温介质的低黏特性，使超导块材4与永磁块材3之间形成厚度在100以下的气膜Ⅰ，从而使空气静压轴承与永磁块材3之间形成微小间隙，可满足空气静压轴承启动阶段无机械摩擦的要求，并在稳定运行阶段提供一定比例的承载力，然后通过在插销定位托盘7上放置配重块8，使插销定位托盘7向空气静压轴承提供压力，确保气膜Ⅰ的厚度在100 以下，最后空气压缩机13通过进气管10向空气静压轴承供气，使超导块材4与永磁块材3之间形成新的气膜Ⅱ，进而可对本装置进行各种实验。

本实用新型具有的优点：

1.启动阶段无摩擦，浮力强，经济性好，节能，安全性好，平衡性稳定；

2.装置工艺简洁，操作便捷，减少了进入稳定作业的时间；

3.结构简单，无摩擦磨损，转速高；

4.采用的超导块材为钇钡铜氧（YBCO）陶瓷超导体，它具有良好的抗磁特性和磁通钉扎特性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型中空气静压轴承的结构图。

图中各标号为：隔振平台-1、压力传感器显示仪-2、永磁块材-3、超导块材-4、工业航空铝-5、压力传感器-6、插销定位托盘-7、配重块-8、节流阀-9、进气管-10、压力调节阀-11、压力表-12、空气压缩机-13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

一种基于超导磁悬浮与气浮复合支承的装置，包括基座、隔振平台1、压力传感器显示仪2、永磁块材3、超导块材4、工业航空铝5、压力传感器6、插销定位托盘7、配重块8、节流阀9、进气管10、压力调节阀11、压力表12、空气压缩机13；

所述的隔振平台1放置在基座上，永磁块材3放置于水平的隔振平台1上，同时，压力传感器显示仪2放置在隔振平台1的右侧且放置于基座上，超导块材4嵌入工业航空铝5内部，二者共同构成空气静压轴承，因此本实用新型的空气静压轴承为复合空气静压轴承，空气静压轴承的气孔向下放置在永磁块材3的中心位置，压力传感器6放置在空气静压轴承上方且水平放置，压力传感器6用于检测插销定位托盘7向下的压力，将压力传感器显示仪2与压力传感器6连接，压力传感器显示仪2用于显示压力传感器6检测到的压力值，将插销定位托盘7放置于压力传感器6正上方，配重块8放置于插销定位托盘7内，用以调节压力大小，空气压缩机13通过进气管10向空气静压轴承供气，进气管10上安装有压力调节阀11、压力表12、节流阀9。由于电磁控制中的电压存在波动，从而使空气静压轴承产生微振动，在超精密工作台中这是不被允许的，因此本实用新型采用超导块材4。

进一步地，所述的节流阀9与进气管10螺纹连接，结构简单，便于安装。

进一步地，所述的超导块材4为钇钡铜氧陶瓷超导体，钇钡铜氧（YBCO）陶瓷超导体，具有抗磁特性和磁通钉扎特性，宏观表现为抗磁力和钉扎力，这两个力构成了空气静压轴承工作时的承载力，且钉扎力可提供侧向恢复力使轴承具有自稳定性，有助于提高轴承的承载能力和刚度特性。

进一步地，所述的插销定位托盘7上设有圆环形安装槽，配重块8为圆环形。

由于液氮这种低温介质的低黏特性，使超导块材4与永磁块材3之间形成厚度在100以下的气膜Ⅰ，气膜Ⅰ的厚度为h，从而使复合空气静压轴承与永磁块材3之间形成微小间隙，可满足空气静压轴承启动阶段无机械摩擦的要求，并在稳定运行阶段提供一定比例的承载力。由于超导块材4表面用工业航空铝5包裹，在通常情况下，超导块材4与永磁块材3之间的间隙为气膜Ⅰ的厚度与工业航空铝5厚度之和。

供气后，复合轴承中静压部分（超导块材4与永磁块材3之间形成新的气膜Ⅱ）用以弥补超导磁力刚度小的缺陷，提高稳定阶段转子轴向刚度、增强抗冲击载荷能力。同时隔震平台1和永磁块材3用以减小误差，提高精度，保证结果准确性。

以上结合附图对实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。