基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承制造技术

本发明专利技术属于航天器物理仿真领域，本发明专利技术提供了一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，当气体静压轴承发生轴向振动时，带动连接于轴承主体(200)内腔壁的柔性薄板(300)一端同时产生同频率的轴向振动，紧固连接于柔性薄板(300)另一端的附加质量块(400)通过柔性薄板(300)产生滞后于轴承主体(200)的不同频率的被动轴向振动，轴承主体(200)振动产生的能量通过附加质量块(400)的被动振动进行耗散，从而实现气体静压轴承的振动抑制，在不改变轴承承载能力的基础上获得了气体静压轴承的高稳定性、结构简单、承载大等优点，可用于大承载、高稳定性气体静压轴承的适用场合。

【技术实现步骤摘要】
基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承
本专利技术涉及航天器物理仿真领域，具体地，本专利技术涉及一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承。
技术介绍
气体静压轴承，以其高运动精度，高运动速度和非接触工作特点，而广泛应用于航天器微低重力环境模拟、超精密加工及测量设备、医疗检测设备等领域。由于气体作高度可压缩性，使得气体静压轴承承载能力、刚度和稳定性难以兼顾，成为制约气体静压轴承技术发展及工程应用的关键技术难点。随着精密超精密设备中，对运动精度和运动速度要求的不断提升，高运动速度带来气体湍流的运动特性更为复杂，导致气体静压轴承极易发生气锤失稳与半涡振动失稳。因此，高稳定性成为未来高速气体静压轴承发展的一个重要方向。为了提高气体静压轴承的稳定性，针对小孔节流式气体静压轴承，目前多采用增加预紧、减小节流孔径、以及减小均压腔容积等措施；对于减小节流孔径的措施，已发展出德国Aerolas公司的微阵孔节流气体静压轴承，和美国Newway公司的多孔质节流形式气体静压轴承，并占据了大半数的市场应用。但是对于微阵孔节流气体静压轴承和多孔质气体静压轴承，其工作气隙相比小孔节流式气体静压轴承，减小至1/3左右，对气体静压轴承的应用在工作面型精度、供应气体质量等方面带来较大的成本要求。因此，小孔节流气体静压轴承依旧作为大工作气隙工作条件的最佳选择。围绕了提高小孔节流式气体静压轴承的稳定性，学者提出一系列方法。专利CN107269701A中提及一种带气槽的平面气浮轴承，气浮轴承负载变化时,借助压缩后的空气通过气槽被排进和排出轴承，实现轴承内部空间不变，进而抑制了“气锤”现象的发生。该技术仅通过有效的排气实现轴承稳定工作，存在有效承载能力受限、轴承振动抑制能力提升不足等缺点。专利CN101042159A中提及一种高稳定性空气轴承，通过在空气轴承中部区域设计一个由上腔室和下腔室及阻尼孔组成的类似空气弹簧双腔室结构，从而提升空气轴承的阻尼能力。显著降低了外界振动及冲击对轴承系统静态和动态性能的危害，而且加工简单，但是该技术显著增加了空气轴承的内部气腔，导致空气轴承刚度降低等问题。专利CN104533954A中提及的双层气浮轴承，通过多层级形式的气浮轴承，显著增加了气浮主轴的承载力和刚度，但是会带来安装难度显著增加，同时其流体运动的非线性失稳风险增大等问题。专利CN200999795Y中提及一种弹性形变空气轴承，通过工作面只有凹球面周围的环状平面与导轨面发生小面积接触，同时压缩空气容易填充凹芯气腔，来保证工作稳定性，但是该技术带来承载力小等不足。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承。根据本专利技术提供的一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，包括覆板100、轴承主体200、柔性薄板300、附加质量块400、节流塞500以及轴承对应面600；覆板100和轴承主体200紧固连接并围成内部腔室800；柔性薄板300和附加质量块400紧固连接并共同组成振动体020，振动体020设置在内部腔室800内；轴承主体200设置有空气通道700，节流塞500安装在空气通道700内部；轴承主体200和轴承对应面600相对设置且之间设置有间隙900；压缩空气010能够通过空气通道700经节流塞500进入间隙900。优选地，振动体020中靠近柔性薄板300的一端紧固连接在轴承主体200上，另一端为自由端。优选地，压缩空气010通过空气通道700经过节流塞500进入间隙900，形成薄气膜，通过薄气膜实现轴承主体200的悬浮支撑。优选地，附加质量块400借助柔性薄板300相对于轴承主体200轴向方向振动。优选地，通过改变柔性薄板300的外形、附加质量块400的质量等参数，实现轴承主体200固有频率与振动体020固有频率的不同，从而避免轴承主体200、振动体020振动时发生谐振。优选地，气体静压轴承通过调节节流塞500与轴承主体200的相对安装位置，能够实现小孔节流气体静压轴承形式或环形孔节流气体静压轴承形式。优选地，所述柔性薄板300与轴承主体200可以为轴向方向连接，也可以是径向方向连接。优选地，附加质量块400的数量为一个或多个；柔性薄板300的数量为一个或多个。根据本专利技术提供的一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，包括覆板100、轴承主体200、柔性薄板300、附加质量块400、节流塞500以及轴承对应面600；覆板100和轴承主体200紧固连接并围成内部腔室800；柔性薄板300和附加质量块400紧固连接并共同组成振动体020，振动体020设置在内部腔室800内；轴承主体200设置有空气通道700，节流塞500安装在空气通道700内部；轴承主体200和轴承对应面600相对设置且之间设置有间隙900；压缩空气010能够通过空气通道700经节流塞500进入间隙900；振动体020中靠近柔性薄板300的一端紧固连接在轴承主体200上，另一端为自由端；压缩空气010通过空气通道700经过节流塞500进入间隙900，形成薄气膜，通过薄气膜实现轴承主体200的悬浮支撑；附加质量块400借助柔性薄板300相对于轴承主体200轴向方向振动；通过改变柔性薄板300的外形、附加质量块400的质量等参数，实现轴承主体200固有频率与振动体020固有频率的不同，从而避免轴承主体200、振动体020振动时发生谐振；气体静压轴承通过调节节流塞500与轴承主体200的相对安装位置，能够实现小孔节流气体静压轴承形式或环形孔节流气体静压轴承形式；柔性薄板300与轴承主体200可以为轴向方向连接，也可以是径向方向连接；附加质量块400的数量为一个或多个；柔性薄板300的数量为一个或多个。与现有技术相比，本专利技术具有结构简单、承载力大等优点，使轴承运行过程中更加的稳定。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为具体实施方式二示意图；图4为具体实施方式三示意图；图5为具体实施方式四示意图。图中示出：具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，包括覆板100、轴承主体200、柔性薄板300、附加质量块400、节流塞500以及轴承对应面600，覆板100和轴承主体200紧固连接并围成内部腔室800，柔性薄板300和附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，其特征在于，包括覆板(100)、轴承主体(200)、柔性薄板(300)、附加质量块(400)、节流塞(500)以及轴承对应面(600)；/n覆板(100)和轴承主体(200)紧固连接并围成内部腔室(800)；/n柔性薄板(300)和附加质量块(400)紧固连接并共同组成振动体(020)，振动体(020)设置在内部腔室(800)内；/n轴承主体(200)设置有空气通道(700)，节流塞(500)安装在空气通道(700)内部；/n轴承主体(200)和轴承对应面(600)相对设置且之间设置有间隙(900)；/n压缩空气(010)能够通过空气通道(700)经节流塞(500)进入间隙(900)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，其特征在于，包括覆板(100)、轴承主体(200)、柔性薄板(300)、附加质量块(400)、节流塞(500)以及轴承对应面(600)；
覆板(100)和轴承主体(200)紧固连接并围成内部腔室(800)；
柔性薄板(300)和附加质量块(400)紧固连接并共同组成振动体(020)，振动体(020)设置在内部腔室(800)内；
轴承主体(200)设置有空气通道(700)，节流塞(500)安装在空气通道(700)内部；
轴承主体(200)和轴承对应面(600)相对设置且之间设置有间隙(900)；
压缩空气(010)能够通过空气通道(700)经节流塞(500)进入间隙(900)。


2.根据权利要求1所述的基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，其特征在于，振动体(020)中靠近柔性薄板(300)的一端紧固连接在轴承主体(200)上，另一端为自由端。


3.根据权利要求1所述的基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，其特征在于，压缩空气(010)通过空气通道(700)经过节流塞(500)进入间隙(900)，形成薄气膜，通过薄气膜实现轴承主体(200)的悬浮支撑。


4.根据权利要求2所述的基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，其特征在于，附加质量块(400)借助柔性薄板(300)相对于轴承主体(200)轴向方向振动。


5.根据权利要求2所述的基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，其特征在于，通过改变柔性薄板(300)的外形、附加质量块(400)的质量等参数，实现轴承主体(200)固有频率与振动体(020)固有频率的不同，从而避免轴承主体(200)、振动体(020)振动时发生谐振。


6.根据权利要求1所述的基于附加质量运动被动致振耗能的气体静压轴承，其特征在于，气体静压轴承通过调节节流塞(500)与轴承主体(200)的相对安装位置，能够实现小孔节流气体静压轴承形式或环形孔节流气体静压轴承形式。


7.根据权利要求4所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马伟，徐毅，廖波，许域菲，谢进进，孙杰，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31