空气轴承改良构造制造技术

本发明专利技术提供一种空气轴承改良构造，为一种多孔质空气轴承，包括一多孔质本体，具有一基部，一设于该基部的气室，为位于该基部内部的多数空隙彼此连通而成；一节流层部，设于该多孔质本体的一侧端面，由一铝层与多数具预定长度的通孔所组成，并使各该通孔彼此同向地分别贯穿该铝层，而各自与该气室相连通。本发明专利技术是为增加多孔性材料在孔径参数上调整的自由度，通过多孔材质与通孔铝层等双层限制，配合等矩阵列分布的通孔与纳米等级的孔径，以达保证孔均匀度、渗透率一致和各向同性，同时增进承载力与气膜稳定度与静态刚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与气体轴承技术有关，特别是关于一种静压型且具高深宽比孔径的空气轴承改良构造。
技术介绍
空气轴承，以气体为润滑剂的滑动轴承，通过气体的黏滞性以增加两相对位移物体间隙内的气体压力，从而浮起物体并承载负荷，其低摩擦系数与低摩擦力矩的特性，适于高速运动的
，并可通过气体在相对位移端面间所形成的气膜，降低运动时的振动幅度，而可以满足高运动精度的需求，除此之外，空气轴承更具有诸如使用寿命长、易于保养、不易受温度的影响等特性，使得空气轴承被广泛地应用于诸多不同的产业中。而在要求定位精度高与快速运动的精密加工机械或量测仪器中，传统的液体轴承由于在高转速与温升效应下，易引起轴承变形及耗损热量，造成液体轴承的损坏，相较之下，气静压型式的空气轴承，由于其气体黏度远小于传统液体轴承的液体黏度，而可特别适于高速的运动，但相对地，由于气体的黏度较小，造成气静压轴承的承载能力与刚性也相对较低，而限制了其具体应用的范围。气静压型式的空气轴承，是以供气系统将加压气体供入节流器中，再通过节流器将气体导入轴承间隙内产生静压力以承载负荷，而通过不同节流气的构造，可使空气轴承具有不同的特性，其中，以具有通气性的多孔质材料所制成的节流器，其稳定性与负荷能力均优于其他的已知节流器，但由于其于制造上相对较为困难，造成其成本过高，而难以被广泛地被采用，同时由于难以对所制成的多孔质内部孔隙进行控制，使得在孔径大小、分布状态的调整与控制上，难以获得较佳的设置状态。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的在提供一种具高深宽比的空气轴承改良构造，其为在以多孔质材料所制成的本体上，设有由铝与多数通孔所组成的一节流层部，而得通过对各该通孔的孔径或分布状态进行改变或调整，以克服已知多孔质节流型式空气轴承难以控制孔径分布的缺失，从而提高空气轴承在孔径参数上调整的自由度，并可以兼具多孔质节流技术的所具备的高刚性与高稳定性本专利技术，以提高出气均匀度、气膜刚性与气流稳定度。为达成上述目的，本专利技术所提供的空气轴承改良构造，其主要是包含了一多孔质本体，具有一基部，一设于该基部的气室，为位于该基部内部的多数空隙彼此连通而成；一节流层部，设于该多孔质本体的一侧端面，由一铝层与多数具预定长度的通孔所组成，并使各该通孔彼此同向地分别贯穿该铝层，而各自与该气室相连通。优选地，所述铝层通过物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)于所述本体的一侧端面上。优选地，所述铝层的厚度介于3至5微米(μm)之间。优选地，各所述通孔的形状可因应不同的气流输出需求，可使其孔径可以为单一的内径或具有变化的非单一内径。优选地，具有非单一内径的通孔，其内径的变化可以呈孔轴两端内径大于中段部位，或孔轴两端内径小于中段部位。优选地，各所述通孔可被均匀地分设于所述铝层中，其彼此间的分隔间距可介于250～400纳米(nm)之间。优选地，各所述通孔的孔径与孔深间的深宽比至少大于等于6。优选地，各所述通孔的设置，可通过本专利技术选自于由超音波加工(USM)、电化学加工(ECM)、放电加工(EDM)、雷射加工(LBM)、电子束加工(EBM)以及阳极氧化处理(AAO)等加工方法所组成的群组。本专利技术的有益效果为：在上述加工方法中，以阳极处理于该铝层上所形成的多数通孔，可具有较为均一的内径，且适于提高各该通孔的深宽比，而具有能对空气产生限流、导流的较佳作用，从而使出气的气流达到整定流向、完全发展的流动气体，确保层流以提高稳定性。附图说明图1为本专利技术第一较佳实施例的剖视图。图2为本专利技术第一较佳实施例的气流示意图。图3为本专利技术第一较佳实施例的部分立体图图4为本专利技术第一较佳实施例的局部节流层立体剖视示意图。图5为本专利技术第二较佳实施例的局部节流层立体剖视示意图。图6为本专利技术第三较佳实施例的局部节流层立体剖视示意图。图7为本专利技术第四较佳实施例的局部节流层立体剖视示意图。具体实施方式即举以本专利技术一较佳实施例，并配合图式作进一步的说明。请参阅图1至图4所示，在本专利技术第一较佳实施例中所提供的空气轴承改良构造10，其主要是包含了有一多孔质本体20与一节流层部30，其中：该多孔质本体20是由已知烧结技术所制成，其具有一基部21，一位于该基部21内部而由多数空隙彼此连通而成的气室22，以该多数的空隙构成气体流动的路径，从而获得与已知多孔质节流器相仿的功效。该节流层部30由一铝层31与多数具预定长度的通孔32所组成，并设于该多孔质本体20的一侧端面上，进一步而言，该铝层31以物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)将铝沉积于该多孔质本体20一侧端面上，约3至5微米的厚度，再通过阳极氧化处理于该铝层31上氧化形成各该通孔32；其中，通过阳极氧化处理所形成的各该通孔32，彼此同向且均匀地分设于该铝层31中，具体而言，各该通孔32彼此间的间距可介于250至450纳米间，以在该铝层31上形成均匀的矩阵排列状态，同时，更可使各该通孔32的孔径达到纳米级的尺寸，可于厚度甚薄的该铝层31中，提高各该通孔的孔径与孔深间的比值，其等比值的较佳状态为大于等于6。通过上述构件的组成，该空气轴承的改良构造10在使用时，是由外部将高压气体导入该多孔质本体20中，再通过该节流层部30向外流出，其中，当外部高压气体进入该该多孔质本体20的气室22时，受到该基部21的阻挡，而使流速减缓，继之，受到该多孔质本体20阻尼作用的高压气体，则受到该节流层部30中各该阵列通孔32的导引而流出，可以各该通孔32对所流出的气体施以整流定向，确保气体流动的层流状态，以获得较佳的气膜稳定度。另外，所需进一步说明，前述第一较佳实施例中所揭露的通孔制造方法，是举以阳极氧化处理的技术为例，在该制法下所形成的通孔，其孔径实质上倾向于单一，也即该第一较佳实施例中所揭露的通孔32在一定公差允许范围内，可被称为具单一孔径的直孔，但，本专利技术所应受保护的范围并不以的为限，即，各该通孔的孔径纵稍有变化，而有如图5至图7所示的第二实施例至第四实施例所示的具有如两端内径不等的锥状孔形、中段内径较小的中窄状孔形，或两端内径较小的中广状孔形等不同孔形状变化的通孔32’、32”、32’”，也均为本专利技术所应受保护范围之内。再者，用以形成各该通孔32的加工方法除上述的阳极氧化处理外，也可以选用如超音波加工(USM)、电化学加工(ECM)、放电加工(EDM)、雷射加工(LBM)、电子束加工(EBM)等已知的微孔加工技术来达成，其也均应为本专利技术所应受保护的范畴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气轴承改良构造，其特征在于，包含有：一多孔质本体，具有一基部，一设于该基部的气室，为位于该基部内部的多数空隙彼此连通而成；一节流层部，设于该多孔质本体的一侧端面，由一铝层与多数具预定长度的通孔所组成，并使各该通孔彼此同向地分别贯穿该铝层，而各自与该气室相连通。

【技术特征摘要】
1.一种空气轴承改良构造，其特征在于，包含有：一多孔质本体，具有一基部，一设于该基部的气室，为位于该基部内部的多数空隙彼此连通而成；一节流层部，设于该多孔质本体的一侧端面，由一铝层与多数具预定长度的通孔所组成，并使各该通孔彼此同向地分别贯穿该铝层，而各自与该气室相连通。2.如权利要求1所述的空气轴承改良构造，其特征在于，所述铝层通过物理气相沉积于所述本体的一侧端面上。3.如权利要求1所述的空气轴承改良构造，其特征在于，各所述通孔的加工法选自于由超音波加工、电化学加工、放电加工、雷射加工、电子束加工以及阳极氧化处理等微孔加工方法所组成的群组。4.如权利要求1所述的空气轴承改良构造，其特征在于，所述铝层的厚度介于3...

【专利技术属性】
技术研发人员：林耘纬，颜堉安，何长政，
申请(专利权)人：大银微系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71