一种真空吸附型多孔质气体静压止推轴承的制作方法

本实用新型涉及一种气体静压止推轴承，尤其涉及一种低承载下高刚度及高稳定性的多孔质气体静压止推轴承。

背景技术：

气体静压轴承因具有运动精度高，摩擦损耗、发热变形小，广泛应用于精密加工及测量装备中。轴承节流器的不同，直接影响其承载能力和刚度，气体静压轴承采用的节流方式主要是小孔节流、狭缝节流、表面节流和多孔质节流等。由于多孔质节流器供气面积大，压力场分布均匀，多孔质气体静压轴承较其他传统气体静压轴承具有承载能力和刚度大，稳定性好、结构简单等优点。多孔质气体静压轴承工作时随着气膜厚度的变化，轴承的刚度也会发生变化，在轴承负载较低时，气膜厚度较大，此时的轴承刚度也较低。因此在轴承低负载下，普通多孔质气体静压轴承的刚度仍不能满足设计使用要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术问题，本实用新型的目的是提供一种真空吸附式多孔质气体静压止推轴承，以解决在低负载下气体静压轴承刚度不足的问题。

本实用新型为解决以上技术问题采取的技术方案是：一种真空吸附型多孔质气体静压止推轴承，包括轴承基体、气体静压轴承节流器和止推板，所述轴承基体由铝合金材料制成，所述轴承基体的下端面中心处设有圆形负压腔，所述圆形负压腔的顶部设有与所述圆形负压腔同轴的中心盲孔，所述轴承基体的下端面上、围绕着所述圆形负压腔设有环状槽，所述环状槽的截面为矩形，所述环状槽的槽顶面设有两条环形均压槽；所述环状槽内安装有作为气体静压轴承节流器的多孔材料环，所述多孔材料环采用各向同性的多孔材料制成，材质可为多孔石墨、多孔青铜、多孔不锈钢等，所述多孔材料环的端面突出于所述轴承基体的下端面；所述轴承基体的侧面设有供气孔和出气孔，所述供气孔与两条环形均压槽相通，所述出气孔与所述中心盲孔相通，所述供气孔与出气孔在空间中交叉成90度。

进一步讲，本实用新型中，所述多孔材料环与所述轴承基体下端面的环状槽配合，并用环氧胶粘接。

所述多孔材料环的端面是轴承工作面，所述止推板与该轴承工作面相对设置。

所述圆形负压腔的圆形截面积为Sa，所述圆形负压腔的圆形截面积与所述环状槽的环形截面积之和为S，0.2＜Sa/S＜0.35。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)在低负载的情况下，可以有效提高轴承的刚度，并且通过改变负压腔的面积调整轴承的承载能力和刚度。

(2)采用各向同性多孔材料作为气体静压轴承的节流器，保证了空隙度均匀、渗透率一致和各向同性，较吸附式小空节流气体静压支撑轴承比较，由于没有气腔的存在，不易出现“气锤”现象，提高气体静压轴承的问的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的真空吸附型多孔质气体静压止推轴承主剖视图；

图2是本实用新型的真空吸附型多孔质气体静压止推轴承轴承基体剖视图；

图3是本实用新型的真空吸附型多孔质气体静压止推轴承工作原理图；

图4是本实用新型的真空吸附型多孔质气体静压止推轴承在不同负载下刚度对比。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本实用新型进行解释说明，并不用以限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型提出的一种真空吸附型多孔质气体静压止推轴承，包括轴承基体2、气体静压轴承节流器和止推板1。

如图2所示，所述轴承基体2由铝合金材料制成，所述轴承基体2的下端面中心处设有圆形负压腔5，所述圆形负压腔5的顶部设有与所述圆形负压腔5同轴的中心盲孔，所述轴承基体2的下端面上、围绕着所述圆形负压腔5设有环状槽，所述环状槽6的截面为矩形，所述环状槽6的槽顶面设有两条环形均压槽7。

如图1所示，所述环状槽6内安装有作为气体静压轴承节流器的多孔材料环3，所述多孔材料环3采用各向同性的多孔质材料制成，所述多孔材料环3与所述轴承基体2下端面的环状槽6配合，并用环氧胶粘接。所述多孔材料环3的端面突出于所述轴承基体2的下端面；所述多孔材料环3的端面是轴承工作面4(对该轴承工作面4进行超精密车削，以满足设计使用要求)，所述止推板1与该轴承工作面4相对设置。所述轴承基体2的侧面设有供气孔8和出气孔9，所述供气孔8与两条环形均压槽7相通，所述出气孔9与所述中心盲孔相通，所述供气孔8与出气孔9在空间中交叉成90度。

本实用新型中，所述轴承基体2下端面上设置的圆形负压腔5的圆形截面积为Sa，所述圆形负压腔5的圆形截面积与所述轴承基体2下端面上设置的所述环状槽6的环形截面积之和为S，本实用新型中，建议0.2＜Sa/S＜0.35。

如图3所示，将气源与供气孔8连接，真空发生器与出气孔9连接。高压气体Ps经过气道(进气孔8—两条环形均压槽7)、各向同性的多孔材料环，如多孔青铜环3进入轴承间隙h(轴承工作面4与止推板1之间的间隙)，在轴承间隙h中形成较薄的气膜，进入气膜间隙的气体分两个方向排出：一部分Pa沿上下支撑件间的间隙向外流出进入大气，压力降为大气压；另一部分Pv向内流经圆形负压腔5至出气孔9被真空发生器抽走。从而在轴承的工作间隙内形成正压区域和负压区域。正压区域产生浮力将轴承止推面浮起，使其具有一定的承载能力，而负压区域对轴承止推面施加一定的负载，降低了轴承的承载能力。当二者达到平衡状态，气膜间隙维持在一个稳定的范围内，使轴承有一个合适的刚度，并能提高轴承的稳定性。轴承在轻载，且0.2<Sa/S<0.35工况下，通过提高Sa/S值能够有效提高轴承刚度，如图4示出了该轴承在不同负载下的刚度比。

尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。