带有负压槽的气浮测力装置的制作方法

本发明属于气体静压支承技术领域，具体涉及一种气浮测力装置。

背景技术：

气体静压支承在工作过程中具有无直接接触、摩擦阻力小且近似恒定、精度高、寿命长等特点，在工程应用已经十分广泛。气浮喷嘴因其能够减小维间耦合而广泛应用在多维力测量领域，气体流经节流装置可以形成稳定的气膜，能够达到很高的测量精度(0.2％FS)。现有的气浮系统由多个气浮喷嘴共同构成，各个气浮喷嘴之间的气体的相互扰动，影响测量精度，并且稳定工作的范围较小。

技术实现要素：

为了能够有效的消除气体的相互扰动，提高测量精度，本发明提供一种带有负压槽的气浮测力装置。

带有负压槽的气浮测力装置包括上喷嘴体10、下喷嘴体11和浮板13，上喷嘴体10和下喷嘴体11上下轴向对应贴合；上喷嘴体10的喷嘴端面与浮板13相对应的一侧面构成喷嘴挡板式压力传感器。

所述上喷嘴体10的中心轴线处开设有贯通的供气节流孔1，与供气节流孔1连通的上喷嘴体10顶面开设有凹槽状的气室7；供气节流孔1中部一侧连通着供气管孔3的一端，供气管孔3的另一端位于上喷嘴体10的径向侧壁上；上喷嘴体10的轴向上开设有贯通轴向的油压节流孔6，油压节流孔6的一端连通着气室7，另一端位于上喷嘴体10的底面；

所述下喷嘴体11的顶部开设有凹槽状的测压室4，测压室4的顶部分别连通着供气节流孔1的下端口和油压节流孔6的下端口；测压室4的径向一侧连通着测压孔5的一端，测压孔5的另一端位于下喷嘴体11径向侧壁上；

所述气室7外周的上喷嘴体10的顶面设有负压环槽9，负压环槽9的一侧连通着负压接孔2的一端，负压接孔2的另一端位于上喷嘴体10的径向侧壁上；负压环槽9的另一侧连通着负压测孔8的一端，负压测孔8的另一端位于上喷嘴体10的径向侧壁上。

进一步限定的技术方案如下：

所述负压环槽9的外圆周与上喷嘴体10的外圆周之间的距离为5mm。

所述负压环槽9的槽宽为6～9mm，槽深为3～5mm。

本发明通过增加负压环槽，使得流出喷嘴与浮板之间的气体进入解压环槽而被抽出，不会直射到大气中，从而避免了对相邻喷嘴正常工作的干扰。

同时带有负压环槽的气浮喷嘴能够提高气浮喷嘴的稳定性。气体正压使得气浮面浮起，使其具有承受压力的能力，负压环槽提供吸力，使其具有承受拉力的能力。前者使气膜厚度增加，后者使气膜厚度减小，当两者匹配时，就可以形成一个稳定的气膜厚度，同时具有双向刚度。负压环槽内的压力可以通过负压测孔8测得，作用在浮板上的力通过供气压力和测得的负压环槽内压力计算得出。

本发明的积极效果是，具有负压环槽9的气浮测力喷嘴能够避免气体之间的相互扰动，保证气浮系统的稳定性。测量误差表示测量值与被测真实值之间的差，误差越小说明测量更准确，测量精度越高，通过多次测量，计算得出精度(δ＝测量值x-真实值x₀，y_FS为传感器的满量程输出)为0.16％FS，提高了测量精度。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明用于气浮测力示意图。

上图中序号：1供气节流孔、2负压接孔、3供气接孔、4测压室、5测压孔、6油压节流孔、7气室、8负压测孔、9负压环槽、10上喷嘴体、11下喷嘴体、12浮板。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

实施例1

参见图1，带有负压槽的气浮测力装置包括上喷嘴体10、下喷嘴体11和浮板12；上喷嘴体10和下喷嘴体11均为圆柱状，上喷嘴体10和下喷嘴体11上下轴向对应贴合；上喷嘴体10的喷嘴端面与浮板12相对应的一侧面构成喷嘴挡板式压力传感器。

上喷嘴体10的中心轴线处开设有贯通的供气节流孔1，与供气节流孔1连通的上喷嘴体10顶面开设有凹槽状的气室7；供气节流孔1中部一侧连通着供气管孔3的一端，供气管孔3的另一端位于上喷嘴体10的径向侧壁上；上喷嘴体10的轴向上开设有贯通轴向的油压节流孔6，油压节流孔6的一端连通着气室7，另一端位于上喷嘴体10的底面。

下喷嘴体11的顶部开设有凹槽状的测压室4，测压室4的顶部分别连通着供气节流孔1的下端口和油压节流孔6的下端口；测压室4的径向一侧连通着测压孔5的一端，测压孔5的另一端位于下喷嘴体11径向侧壁上；

参见图2，气室7外周的上喷嘴体10的顶面开设有负压环槽9，负压环槽9的一侧连通着负压接孔2的一端，负压接孔2的另一端位于上喷嘴体10的径向侧壁上；负压环槽9的另一侧连通着负压测孔8的一端，负压测孔8的另一端位于上喷嘴体10的径向侧壁上。

上喷嘴体10的直径和下喷嘴体11的直径均为50mm。负压环槽9的槽宽b为6mm，槽深h为3mm，负压环槽9的外圆周与上喷嘴体10的外圆周之间的距离a为5mm。

参见图3，使用时，将恒定压力的压缩气体接入供气节流孔1，可将浮板12浮起；负压环槽9上的负压测口8用来测量负压槽的气体压力，根据供气压力和测得的气体压力可计算出作用在浮板上的力W。本发明中，上喷嘴体10与浮板12之间气膜稳定性好，无气体间的相互扰动，具有工作稳定范围大，测量精度较高等优点。

实施例2

上喷嘴体10的直径和下喷嘴体11的直径均为80mm。负压环槽9的槽宽b为9mm，槽深h为5mm，负压环槽9的外圆周与上喷嘴体10的外圆周之间的距离a为5mm。其它结构同实施例1。