【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微小间隙内气体压强分布测量
,更具体地,涉及一种静压气体止推轴承气膜面的气体压强分布测量装置及方法。
技术介绍
静压气体止推轴承由于其零摩擦、低产热的特点,广泛应用于IC制造装备、超精密机床等超精密制造装备,已经成为其中运动支承的主要结构形式。在工作状态中,外部供压气体经轴承节流孔流出,与支承平面共同形成气膜面,达到支承润滑的作用。气膜面气体压强分布,影响着静压气体止推轴承的流场特性,也是气体静压支承流场计算的重要验证指标,但其实验测量手段,目前尚存难点。贴片传感器是常用的气体压强分布测量原件,然而,在测量静压气体止推轴承气膜面气体压强分布的实验中,由于形成的气膜间隙很小,通常在10-20um左右,难以通过在气膜间隙中安装贴片传感器来测量润滑气体的压强。现有技术中通过在气膜支承平面开一个小孔,使用压力传感器测量该点的气体压强大小,以达到测量静压气体止推轴承气膜面气体压强分布的目的。但在这种气膜气体压强测量方法中,由于气膜面下开孔的影响,气膜间隙内的局部气体流速以及压强会受到影响,特别当开孔在平面静压止推轴承的节流孔出口附近,会造成气体流速突然增大,甚至产生激波、止推轴承微振动等现象。并且,这种方法的压强分布空间解析度受到开孔直径和支撑平面移动和定位精度的影响,一定程度上限制了这种传统测量方法的准确度。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本专利技术提供了 ...
【技术保护点】
一种静压气体止推轴承气膜面的气体压强分布测量装置,其特征在于,该测量装置沿光路方向依次包括准直光源(1)、起偏镜(2)、第一1/4波片(3)、前透明方块(4)、光弹性薄片(5)、后透明方块(6)、第二1/4波片(7)、检偏镜(8)和成像记录仪(9),其中:所述准直光源(1)用于发射单色平行光;所述第一1/4波片(3)设置在起偏镜(2)之后,其快轴(F1)和慢轴(S1)相互垂直,且所述快轴(F1)和慢轴(S1)均与检偏镜(2)的偏振方向(P1)成45°;所述光弹性薄片(5)采用受应力后产生双折射现象的透明光弹性材料制成,其由所述前透明方块(4)和后透明方块(6)包夹,其位于供气状态下的静压气体止推轴承(10)之下,并与所述静压气体止推轴承(10)共同形成气膜面,所述光弹性薄片(5)的平面中心法向通过所述光路的轴心;所述第二1/4波片(7)设置在后透明方块(6)之后,其快轴(F2)和慢轴(S2)相互垂直,且快轴(F2)与第一1/4波片(3)的快轴(F1)垂直,慢轴(S2)与第一1/4波片(3)的慢轴(S1)垂直;所述检偏镜(8)用于成像,位于所述第二1/4波片(7)之后,其偏振方向(P2) ...
【技术特征摘要】
1.一种静压气体止推轴承气膜面的气体压强分布测量装置,其特征在
于,该测量装置沿光路方向依次包括准直光源(1)、起偏镜(2)、第一1/4
波片(3)、前透明方块(4)、光弹性薄片(5)、后透明方块(6)、第二1/4
波片(7)、检偏镜(8)和成像记录仪(9),其中:
所述准直光源(1)用于发射单色平行光;所述第一1/4波片(3)设
置在起偏镜(2)之后,其快轴(F1)和慢轴(S1)相互垂直,且所述快轴
(F1)和慢轴(S1)均与检偏镜(2)的偏振方向(P1)成45°;所述光弹
性薄片(5)采用受应力后产生双折射现象的透明光弹性材料制成,其由所
述前透明方块(4)和后透明方块(6)包夹,其位于供气状态下的静压气
体止推轴承(10)之下,并与所述静压气体止推轴承(10)共同形成气膜
面,所述光弹性薄片(5)的平面中心法向通过所述光路的轴心;所述第二
1/4波片(7)设置在后透明方块(6)之后,其快轴(F2)和慢轴(S2)相
互垂直,且快轴(F2)与第一1/4波片(3)的快轴(F1)垂直,慢轴(S2)
与第一1/4波片(3)的慢轴(S1)垂直;所述检偏镜(8)用于成像,位
于所述第二1/4波片(7)之后,其偏振方向(P2)与起偏镜(2)的偏振
方向(P1)垂直;所述成像记录仪(9)与计算机相连。
2.如权利要求1所述的静压气体止推轴承气膜面的气体压强分布测量
装置,其特征在于,所述前透明方块(4)和后透明方块(6)采用有机玻
璃制成,所述光弹性薄片(5)采用环氧树脂制成,所述前透明方块(4)、
光弹性薄片(5)和后透明方块(6)沿光路方向具有相同的截面积。
3.一种静压气体止推轴承气膜面的气体压...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈瀚,周宇杰,陈学东,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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