本实用新型专利技术涉及一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验装置，属于气浮实验技术领域。本实用新型专利技术包括定量泵、溢流阀、第一减压阀、调速阀、第二减压阀、支架、气缸、负载、大理石平台；所述大理石平台上放置气浮块，负载放置在气浮块上面，气缸安装在支架上，溢流阀、第一减压阀安装在定量泵的出气管上，调速阀、第二减压阀分别安装在气缸和气浮块的支路上，定量泵中的气体经过溢流阀和第一减压阀的减压后，经过调速阀与第二减压阀的调节分别输送到气缸和气浮块中。本实用新型专利技术工艺简洁，操作便捷，实用价值高。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验装置，属于气浮实验精密设备
技术介绍
气体静压气浮导轨具有摩擦功耗低、运动精度高、低速时不出现爬行和蠕动、运动平稳、寿命长、无污染等一系列优点，广泛应用于三坐标测量机、超精密机床、电子加工、医疗器械领域。近年来，出现在应用于光刻机超精密气浮台平面上的静压气浮轴承,要求具有纳米级的运动定位精度。在实际使用过程中，从高气压气体的入口至出口的极短时间内，气体流态发生多次改变，从而引发气浮块振动。因流态引发的气浮块的振动分为以下两种形式，其一为微振动，它主要是由于气膜内部与支撑台面之间各点作用力分布不均匀产生的气膜间隙在平衡位置附近发生一定微幅值的有规律的上下或偏摆振动，振动幅值为几纳米到几十纳米之间，频率从几十赫兹到几千赫兹，对流场反作用不大，是一种稳态振动。但是随着超精密运动平台对运动精度要求的不断提高，微振动已经成为制约气浮支撑技术发展的重大问题。其二，当系统内部或者外部受到某种干扰，其频率与轴承系统的固有频率时，轴承会出现高频率的振动啸叫，学术界称为气锤振动现象，气锤振动幅值大，破坏气膜内气体流态，严重影响静压导轨的使用精度。气浮导轨这种特有的振动现象是制约其提高定位精度、进给精度、加工精度、和测量精度的重大问题，提高实验装置中气浮块的静刚度对于提高静压导轨的使用精度和从根本上研究解决气浮振动的方法具有重大意义，在以往的气浮块静态参数测试中，增加不同质量的砝码作为变载荷，通过电感测微仪测量气浮块的静态参数。该方法存在的问题是：在向气浮块上放置砝码时，会出现气锤振动现象。气锤振动现象会使测微仪数据出现漂移，影响测量精度，所以必须经过多次测量，并对数据进行分析后才能得出导轨的大概静态参数。此方法测量出的数据准确性差，而且数据分析量大，效率极低。本技术专利提出一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验技术与装置，可以使实验装置中的气浮块拥有极高的刚度。有效减小由于负载变化时产生的干扰信号对测试结果的影响，减小测量误差，提高测量精度，保证测量结果准确性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：本技术专利提供了一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验装置，用于解决气浮块供气压力变化引起刚度变化，导致系统不稳定的问题。本技术技术方案是：一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验装置，包括定量泵1、溢流阀2、第一减压阀3、调速阀5、第二减压阀6、支架8、气缸9、负载10、大理石平台12；所述大理石平台12上放置气浮块11，负载10放置在气浮块11上面，气缸9安装在支架8上，溢流阀2、第一减压阀3安装在定量泵1的出气管上，调速阀5、第二减压阀6分别安装在气缸9和气浮块11的支路上。所述支架8平行于大理石平台12安装，气缸9垂直于大理石平台12安置，以保证施加的外力不会产生分力，影响控制精度。所述气浮块11与负载10的直径相同，便于定位和测量的准确性，从而实现垂直方向上测试装置的质心与其几何圆心重合，保证该装置的测试精度。本技术的工作原理是：定量泵1中的气体经过溢流阀2和第一减压阀3后，以一定的气压由三通分出两路气体分别给气缸9和气浮块11供气，其中定量泵1的出气管上设置有压力表，用于测量气体经过溢流阀2和第一减压阀3后的压力，当压力过大时，通过第一减压阀3进行压力的调节，给气缸9供气的支路上安装有调速阀5用以控制气缸9的运动，给气缸9供气的支路上还安装有两位三通电磁换向阀7，用于控制气缸9的上下移动。给气浮块11供气的支路上装有第二减压阀6，在增大供气压力的过程中，负载不变，气膜厚度增大，此时通过调速阀5调节气缸9的运动来增加或者减小给负载的外力，实现气膜厚度不变或变化量非常小，从而实现提高系统刚度的目的。当负载发生变化的时候，气膜厚度也会相应的变化，此时通过变化气缸施加在负载上的压力，抑制气膜厚度发生变化，保持了实验装置中气浮块的静刚度。在负载增加的过程中，气膜厚度不会发生变化。有效减小由于负载变化时产生的干扰信号对测试结果的影响。本技术的有益效果是：1、采用单一气源分别给气浮块和气缸供气，节约资源，降低成本。2、采用阀控来调节对应气浮块的供气压力，气缸输出压力，易操作，可行性强3、采用了溢流阀保证出气安全，气压表监测压力变化以及尺寸适宜的大理石平台，保证了实验过程中人身和实验器材的安全性。4、通过气缸运动来减小气膜厚度变化，实现理论刚度无限大,提高了系统运行过程中的稳定性。5、此技术专利可以应用于气浮块，空气静压导轨等气浮装置的刚度控制，应用范围广。附图说明图1是本技术结构示意图；图1中各标号：1-定量泵、2-溢流阀、3-第一减压阀、4-压力表、5-调速阀，6-第二减压阀，7-两位三通电磁换向阀，8-支架，9-气缸，10-负载，11-气浮块，12-大理石平台。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。实施例1：如图1所示，一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验装置，包括定量泵1、溢流阀2、第一减压阀3、调速阀5、第二减压阀6、支架8、气缸9、负载10、大理石平台12；所述大理石平台12上放置气浮块11，负载10放置在气浮块11上面，气缸9安装在支架8上，溢流阀2、第一减压阀3安装在定量泵1的出气管上，调速阀5、第二减压阀6分别安装在气缸9和气浮块11的支路上。所述支架8平行于大理石平台12安装，气缸9垂直于大理石平台12安置，以保证施加的外力不会产生分力，影响控制精度。所述气浮块11与负载10的直径相同，便于定位和测量的准确性，从而实现垂直方向上测试装置的质心与其几何圆心重合，保证该装置的测试精度。定量泵1中的气体经过溢流阀2和第一减压阀3后，以一定的气压由三通分出两路气体分别给气缸9和气浮块11供气，其中定量泵1的出气管上设置有压力表，用于测量气体经过溢流阀2和第一减压阀3后的压力，当压力过大时，通过第一减压阀3进行压力的调节，给气缸9供气的支路上安装有调速阀5用以控制气缸9的运动，给气缸9供气的支路上还安装有两位三通电磁换向阀7，用于控制气缸9的上下移动。给气浮块11供气的支路上装有第二减压阀6，在增大供气压力的过程中，负载不变，气膜厚度增大，此时通过调速阀5调节气缸9的运动来增加或者减小给负载的外力，实现气膜厚度不变或变化量非常小，从而实现提高系统刚度的目的。当负载发生变化的时候，气膜厚度也会相应的变化，此时通过变化气缸施加在负载上的压力，抑制气膜厚度发生变化，保持了实验装置中气浮块的静刚度。在负载增加的过程中，气膜厚度不会发生变化。有效减小由于负载变化时产生的干扰信号对测试结果的影响。上面结合附图对本技术的具体实施例作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验装置，其特征在于：包括定量泵（1）、溢流阀（2）、第一减压阀（3）、调速阀（5）、第二减压阀（6）、支架（8）、气缸（9）、负载（10）、大理石平台（12）；所述大理石平台（12）上放置气浮块（11），负载（10）放置在气浮块（11）上面，气缸（9）安装在支架（8）上，溢流阀（2）、第一减压阀（3）安装在定量泵（1）的出气管上，调速阀（5）、第二减压阀（6）分别安装在气缸（9）和气浮块（11）的支路上。
【技术特征摘要】
1.一种基于外反馈调节的高刚度气浮实验装置，其特征在于：包括定量泵（1）、溢流阀（2）、第一减压阀（3）、调速阀（5）、第二减压阀（6）、支架（8）、气缸（9）、负载（10）、大理石平台（12）；所述大理石平台（12）上放置气浮块（11），负载（10）放置在气浮块（11）上面，气缸（9）安装在支架（8）上，溢流阀（2）、第一减压阀（3）安装在定量泵（1）的...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙威，杨绍华，裴浩，宁方伟，公玲，吴张永，张晓龙，魏镜弢，王庭有，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。