一种圆锥体轴承结构的气浮气动转台制造技术

本发明专利技术涉及精密机械技术领域，具体涉及一种气浮气动转台，它包括固定座、气浮轴承、气浮转子和气动装置，所述固定座为一圆柱体，固定座底部设有一进气孔，所述进气孔用于连接气体流量计；所述气浮轴承为一圆锥体，所述圆锥体内部为一空腔，圆锥体顶部设有对称分布的小孔；所述气浮转子为一圆柱体，所述气浮转子内部设有与气浮轴承锥度相同的圆锥体空腔；所述气动装置为一圆柱筒，所述气动装置上设有一对正转和一对反转吹气孔，所述正转吹气孔和反转吹气孔对称分布，所述正转吹气孔和反转吹气孔之间设有一对对称分布的出气孔；所述气浮轴承与固定座密闭连接，气浮转子套设在气浮轴承上，气动装置套设在气浮转子外围。该装置自由度少，稳定度高。稳定度高。稳定度高。

【技术实现步骤摘要】
一种圆锥体轴承结构的气浮气动转台


[0001]本专利技术涉及精密机械
，具体涉及一种圆锥体轴承结构的气浮气动转台。

技术介绍

[0002]随着工业自动化的发展，现在很多应用对精度的要求越来越高，无论是旋转运动还是直线运动，而旋转运动目前用的比较多的是转台。气浮转台是设法把主轴在空气中悬浮起来，并可以稳定地高精度地旋转，这种悬浮是由轴承腔内导入的带有一定压力的空气来实现的，泄压的缝隙极小，保证了转动轴的悬浮；具有高精确度，无摩擦力，无磨损，不需要润滑油，卓越的速度控制性能，无噪音等优点，能够应用于精密测量技术、精密操控等领域。
[0003]正因为气浮转台有这么多的优点，现在越来越多高精度的应用领域用空气轴承来取代普通的机械轴承。现有的气浮转台大多是球形转台，有三个旋转方向的自由度，因此运动过程中需要多自由度控制，控制难度大，精确度低。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种圆锥体轴承结构的气浮气动转台，该气浮气动转台具有自由度少，稳定度高，阻尼小，精确度高的优点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0006]一种圆锥体轴承结构的气浮气动转台，包括固定座、气浮轴承、气浮转子和气动装置，所述固定座为一圆柱体，固定座底部设有一进气孔，所述进气孔用于连接气体流量计和空压机；所述气浮轴承为一圆锥体，所述圆锥体内部为一圆锥体空腔，圆锥体底部设有进气口，圆锥体顶部设有对称分布的小孔；所述气浮转子为一圆柱体，所述气浮转子内部设有与气浮轴承锥度相同的圆锥体空腔；所述气动装置为一圆柱筒，所述气动装置上设有一对正转吹气孔和一对反转吹气孔，所述正转吹气孔和反转吹气孔对称分布设置，所述正转吹气孔和反转吹气孔用于连接气体流量计和空压机，所述正转吹气孔和反转吹气孔之间还设有一对对称分布的出气孔，所述出气孔用于连接抽气泵；所述气浮轴承与固定座密闭连接，气浮转子套设在气浮轴承上，形成紧密配合，气动装置套设在气浮转子外围，之间的微小缝隙通过真空硅油进行密封。
[0007]进一步地，所述气浮轴承的圆锥体顶部设有对称分布的九个小孔，其中顶部侧面设有对称分布的八个小孔，顶部中心设有一个小孔。
[0008]进一步地，所述气浮转子为一圆柱体，气浮转子内部设有与气浮轴承锥度相同的圆锥体空腔，气浮转子内部的圆锥体空腔与气浮轴承外部相套形成紧密配合。
[0009]进一步地，所述气浮轴承的进气口通过固定座上的进气孔与气体流量计连接，再与空压机连接，气浮气压保持稳定。
[0010]进一步地，所述气浮转子顶部中央设有一根中心轴，所述气动装置顶部中央设有一个中心孔，所述中心轴套设在中心孔内，且气浮转子与气动装置间的微小缝隙通过真空
硅油进行密封。
[0011]本专利技术的工作原理：将该气浮气动转台安装好后，空压机内的气体经过气体流量计稳定流进气浮轴承的进气口，气流从气浮轴承顶部的小孔中流出，气浮转子被悬浮起来，此时，气浮轴承与气浮转子之间形成了一层厚度均匀的气膜，由于气浮轴承与气浮转子的圆锥体空腔紧密配合结构，这层均匀的气膜具有自动平衡作用，除了气浮转子绕竖直方向的转动自由度外，其他几个转动方向和水平位移方向的自由度被限制了，并且气浮转子只能在竖直方向的转动自由度上在只有空气粘滞阻尼的情况下平稳转动；气动装置与气浮转子密闭连接，一对正转吹气孔或一对反转吹气孔连接气体流量计后再接空压机压缩气体，一对出气孔可接抽气泵快速抽气，气浮转子在气体悬浮状态下可被一对正转吹气孔气流吹动旋转，也可被一对反转吹气孔气流吹动旋转，既能实现正转，也能实现反转，转速大小可由连接吹气口的气体流量计的气体流量大小控制。
[0012]本专利技术的有益效果：相比较现有转台球形转轴和转子的设计，本专利技术的气浮气动转台具有自由度少，便于操作的优点；且该气浮气动转台稳定度高，阻尼小，精确度高；能够应用于精密测量领域，用于一些需要精密、稳定旋转的场景，尤其适用于科研实验研究中。
[0013]气动装置的正转吹气孔和反转吹气孔可分别连接气体流量计，气动动力恒定，可实现稳定的正转或者反转；出气孔用于连接抽气泵抽气，减小腔内气压，可减小气体对气浮转子转动时的阻尼。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的气浮气动转台的装配体结构示意图。
[0015]图2为本专利技术的气浮气动转台的气动装置的气动原理图。
[0016]图3为本专利技术的气浮气动转台的测试实物图。
[0017]图4为实施例中二维PSD x，y方向信号输出比较曲线图。
[0018]图5为实施例中二维PSD测量到的转台转轴的摆动角度信号曲线图。
[0019]图6为实施例中转台转动过程中测量到的周期性正弦信号曲线图。
[0020]图7为实施例中转台转动过程中测量到的周期性正弦信号的FFT图。
[0021]附图标记解释：1
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固定座，2
‑
气浮轴承、201
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小孔、202
‑
进气口、203
‑
凸台，3
‑
气浮转子、301
‑
中心轴，4
‑
气动装置、401
‑
正转吹气孔、402
‑
反转吹气孔、403
‑
出气孔、404
‑
中心孔。
具体实施方式
[0022]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例的限制。
[0023]如图1~2所示的一种圆锥体轴承结构的气浮气动转台，包括固定座1、气浮轴承2、气浮转子3和气动装置4，所述固定座1为一圆柱体，固定座1底部设有一进气孔，所述进气孔
用于连接气体流量计和空压机；所述气浮轴承2为一圆锥体，所述气浮轴承2圆锥体内部为一圆锥空腔，圆锥体底部设有进气口202，所述气浮轴承2的进气口202通过固定座上的进气孔与气体流量计连接，再与空压机连接，气浮气压保持稳定；圆锥顶部设有对称分布的九个小孔201，其中顶部侧面设有对称分布的八个小孔201，顶部中心设有一个小孔201；所述气浮转子3为一圆柱体，所述气浮转子3内部设有与气浮轴承2锥度相同的圆锥体空腔；所述气动装置4为一圆柱筒，所述气动装置4上设有一对正转吹气孔401和一对反转吹气孔402，所述正转吹气孔401和反转吹气孔402对称分布设置，所述正转吹气孔401和反转吹气孔402用于连接气体流量计和空压机，所述正转吹气孔401和反转吹气孔402之间还设有一对对称分布的出气孔403，所述出气孔403用于连接抽气泵，减小腔内气压，可减小气体对气浮转子3转动时的阻尼；所述气浮轴承2与固定座1密闭连接，气浮转子3套设在气浮轴承2上，气动装置4与气浮转子3紧密连接。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆锥体轴承结构的气浮气动转台，包括固定座、气浮轴承、气浮转子和气动装置，其特征在于：所述固定座为一圆柱体，固定座底部设有一进气孔，所述进气孔用于连接气体流量计；所述气浮轴承为一圆锥体，所述圆锥体内部为一空腔，圆锥体底部设有进气口，圆锥体顶部设有对称分布的小孔；所述气浮转子为一圆柱体，所述气浮转子内部设有与气浮轴承锥度相同的圆锥体空腔；所述气动装置为一圆柱筒，所述气动装置上设有一对正转吹气孔和一对反转吹气孔，所述正转吹气孔和反转吹气孔对称分布设置，所述正转吹气孔和反转吹气孔用于连接气体流量计，所述正转吹气孔和反转吹气孔之间还设有一对对称分布的出气孔，所述出气孔用于连接抽气泵；所述气浮轴承与固定座密闭连接，气浮转子套设在气浮轴承上，气浮转子与气浮轴承紧密配合，气动装置套设在气浮转子外围。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：官盛果，程晏蓓，孙静，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：