一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承制造技术

本申请公开了一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，包括：轴承板、第一轴承座与第二轴承座；轴承板固定于第一轴承座上，且与第一轴承座之间形成第一压力腔；第一轴承座固定于第二轴承座上，且与第二轴承座之间形成第二压力腔；第一压力腔与第二压力腔相互隔断；轴承板上设置有多个贯穿轴承板且连通第二压力腔的真空腔；多个真空腔非均匀分布，使得轴承板的接触面积沿纵向方向一端至另一端递减。通过设置多个非均匀分布的真空腔，使得轴承板表面接触面积沿一端至另一端递减，接触面积大的一侧安装于靠近转轴处，接触面积小的一侧安装于远离转轴处，可以减小轴承远离转轴处的弯曲变形，极大的改善轴承的承载力和刚度特性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承


[0001]本申请涉及气浮定位平台
，尤其涉及一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承。

技术介绍

[0002]精密定位技术是精密工程领域的一项关键技术，超精密大行程二维气浮定位平台在精密定位
占主导地位，其中H型布局的二维大行程气浮平台的应用越来越广泛。真空预压气浮轴承压力气膜具有均化效应、振动小、运动精度高、空气粘度低、摩擦损耗小、发热变形小与使用寿命长等优点，因此空气静压轴承已被广泛应用于超精密工程、微细工程、空间技术、精密测量设备及航空航天等领域。
[0003]国内外生产的传统H型气浮导轨运动部分为全封闭式结构或半开式结构；全封闭式结构精加工面较多，精度高，但装配困难，制造成本较高(如图1)；而半开式气浮平台，在其中一个方向无法安装轴承，只能设计成半开式结构(如图2与图3所示)。
[0004]目前气浮轴承的真空腔布局形式为两种，一种是位于气浮轴承几何中心的大型真空腔(如图4)；另一种是均匀分布的小型真空腔(如图5)。在半开式结构中；以图4所示的轴承为例，轴承的受力分析如下(如图6所示)，图4所示方案负压力集中在轴承中心，轴承A、C处有横梁的约束，变形较小，轴承B、D处没有横梁的约束，此处的负压力较小，正压力远大于负压力，引起平台变形，由于平台A、C处和轴承本身变形较小，平台的变形可以看作轴承以A、C处为转轴进行了一定角度的转动。因此轴承B、D处气膜间隙远大于A、C处气膜间隙(如图6)，A、C处气膜间隙为几微米，B、D处气膜间隙为几百微米，平台侧面的变形引起气膜间隙不均匀，使平台的承载力分布不均匀、刚度大大降低。图5所示方案负压力虽然均匀分布在轴承各处，但由于气源所提供的正压力远大于负压腔提供的负压力，平台仍然会出现上述变形，且变形量在几十微米之间，无法满足超精密加工的需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的是提供一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，用于解决现有的气浮轴承无法同时满足成本低、承压均匀且刚度高的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本申请提供一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，其特征在于，包括：轴承板、第一轴承座与第二轴承座；
[0007]所述轴承板固定于所述第一轴承座上，且与所述第一轴承座之间形成第一压力腔；
[0008]所述第一轴承座固定于所述第二轴承座上，且与所述第二轴承座之间形成第二压力腔；
[0009]所述第一压力腔与所述第二压力腔相互隔断；
[0010]所述轴承板上设置有多个贯穿所述轴承板且连通所述第二压力腔的真空腔；
[0011]多个所述真空腔非均匀分布，使得所述轴承板的接触面积沿纵向方向一端至另一
端递减。
[0012]优选地，多个所述真空腔孔径大小一致。
[0013]优选地，多个所述真空腔沿所述轴承板的横向方向呈多列且各列距相等，且沿所述轴承板的纵向方向呈多行且行距沿所述轴承板一端至另一端递减。
[0014]优选地，多个所述真空腔沿所述轴承板的纵向方向呈多行且各行距相等，且每行的所述真空腔的数量沿所述轴承板一端至另一端递减。
[0015]优选地，多个所述真空腔于所述轴承板上呈矩阵均匀分布，且孔径沿所述轴承板的纵向方向由一端至另一端递减。
[0016]优选地，所述第一轴承座外壁设置有连通所述第一压力腔的第一气孔；
[0017]所述第一气孔用于向所述第一压力腔提供高于大气压的正压力；
[0018]所述第二轴承座外壁设置有连通所述第二压力腔的第二气孔；
[0019]所述第二气孔连接真空发生器，用于降低所述第一压力腔内的气压。
[0020]优选地，所述第一轴承座上设置有多道沿纵向的凹槽；
[0021]各凹槽沿横向等距均匀分布，且相互连通形成第一压力腔。
[0022]优选地，所述第一轴承座上相邻凹槽之间形成凸起；
[0023]所述真空腔贯穿所述凸起连通所述第二压力腔。
[0024]优选地，所述第二轴承座上设置有凹腔；
[0025]所述第一轴承座盖设于所述凹腔上形成第二压力腔。
[0026]优选地，所述轴承板具体为石墨板。
[0027]从以上技术方案可以看出，本申请提供一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，包括：轴承板、第一轴承座与第二轴承座；所述轴承板固定于所述第一轴承座上，且与所述第一轴承座之间形成第一压力腔；所述第一轴承座固定于所述第二轴承座上，且与所述第二轴承座之间形成第二压力腔；所述第一压力腔与所述第二压力腔相互隔断；所述轴承板上设置有多个贯穿所述轴承板且连通所述第二压力腔的真空腔；多个所述真空腔非均匀分布，使得所述轴承板的接触面积沿纵向方向一端至另一端递减。通过设置多个非均匀分布的真空腔，使得轴承板表面接触面积沿一端至另一端递减，接触面积大的一侧安装于靠近转轴处，接触面积小的一侧安装于远离转轴处，可以减小轴承远离转轴处的弯曲变形，使轴承可以保持均匀的气膜间隙，极大的改善轴承的承载力和刚度特性。有效解决现有的气浮轴承无法同时满足成本低、承压均匀且刚度高的问题。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0029]图1为本申请
技术介绍
中提供的全封闭式结构气浮平台示意图；
[0030]图2为本申请
技术介绍
中提供的二维共面导轨气浮平台示意图；
[0031]图3为本申请
技术介绍
中提供的Aerotech二维大行程气浮平台示意图；
[0032]图4为本申请
技术介绍
中提供的真空腔位于气浮轴承几何中心示意图；
[0033]图5为本申请
技术介绍
中提供的真空腔均匀分布的示意图；
[0034]图6为本申请
技术介绍
中提供的半开式大行程气浮平台侧面变形和受力分析示意图；
[0035]图7为本申请实施例提供的一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承的整体结构示意图；
[0036]图8为本申请实施例提供的一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承的真空腔分布方式一示意图；
[0037]图9为本申请实施例提供的一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承的真空腔分布方式二示意图；
[0038]图10为本申请实施例提供的一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承的真空腔分布方式三示意图；
[0039]图中：1、轴承板；2、第一轴承座；3、真空腔；4、第二轴承座；5、凹槽；6、凸起。
具体实施方式
[0040]下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，其特征在于，包括：轴承板、第一轴承座与第二轴承座；所述轴承板固定于所述第一轴承座上，且与所述第一轴承座之间形成第一压力腔；所述第一轴承座固定于所述第二轴承座上，且与所述第二轴承座之间形成第二压力腔；所述第一压力腔与所述第二压力腔相互隔断；所述轴承板上设置有多个贯穿所述轴承板且连通所述第二压力腔的真空腔；多个所述真空腔非均匀分布，使得所述轴承板的接触面积沿纵向方向一端至另一端递减。2.根据权利要求1所述的真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，其特征在于，多个所述真空腔孔径大小一致。3.根据权利要求2所述的真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，其特征在于，多个所述真空腔沿所述轴承板的横向方向呈多列且各列距相等，且沿所述轴承板的纵向方向呈多行且行距沿所述轴承板一端至另一端递减。4.根据权利要求2所述的真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，其特征在于，多个所述真空腔沿所述轴承板的纵向方向呈多行且各行距相等，且每行的所述真空腔的数量沿所述轴承板一端至另一端递减。5.根据权利要求1所述的真空腔非均匀分布的预压式多孔质气浮轴承，其特征在于，多个所述真空腔于...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹自强，李艳龙，姚建华，黄承，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：