一种平面气浮轴承制造技术

本实用新型专利技术公开了一种平面气浮轴承，包括轴承主体，轴承主体底面为圆形的气浮端面，所述轴承主体内部设有气道且其上设有进、出气口，所述出气口布置在轴承主体底部的气浮端面上，所述气浮端面为内凹弧面，在轴承主体底部形成楔形腔结构，内凹的弧面与工作面之间的间隙形成了天然的空气膜，因此，当空气经出气口进入气浮端面，能在支撑负载的情况下构建快速、稳定并具有足够厚度的空气压力膜，提供稳定的支撑力，最终形成静态性高、承载力大、质量控制一致性好、耐用性好的平面气浮轴承。耐用性好的平面气浮轴承。耐用性好的平面气浮轴承。

【技术实现步骤摘要】
一种平面气浮轴承


[0001]本技术涉及超精密二维气浮定位平台领域，具体是一种平面气浮轴承。

技术介绍

[0002]气浮轴承是应用于超精密大行程二维气浮定位平台的重要构成部件，以空气(也可以是其他气体作润滑剂的滑动轴承，工作时滑动副表面之间完全由气膜分开，借助于轴承滑动副表面之间形成的压力空气膜将负荷支承起来，通过压力空气膜的特性具有均化效应、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。
[0003]现有技术中，较为常见的是由多孔质材料平面材料的平面气浮轴承，其静态特性非常好；但由于多孔质材料的不一致性，很难找到一组气膜压力完全精确相等的平面气浮轴承，导致各个气浮轴承的浮力不完全一致；即使是同一个平面气浮轴承，气浮轴承不同的区域由于透出的气体单位时间的透气量也不完全一样，所以当应用场景精度更高的时候，会出现运行过程种的微小振动。而且，由于多孔质轴承是若干材料粘合在一起构成的，对胶水类型、质量以及气浮块寿命也有很大的影响。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本技术提供一种新型平面气浮轴承。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种平面气浮轴承，包括轴承主体，轴承主体底面为圆形的气浮端面，所述轴承主体内部设有气道且其上设有进气口、出气口，所述出气口布置在轴承主体底部的气浮端面上，所述气浮端面为内凹的弧面，所述出气口布置在弧面中心，出气口出气将所述气浮端面充盈并从气浮端面的圆周排气形成空气压力膜。
[0007]所述气浮端面的最大深度为a，a的范围在2～3um。
[0008]所述进气口位于轴承主体侧部，所述气道分为垂直布置的两段。
[0009]所述轴承主体分为上下两部分，所述气道的横向段位于上半部分，而气道的垂直段变为分离的两段，轴承主体上下两部分相对固定的同时两段垂直段通过夹设密封圈实现密封对接。
[0010]所述轴承主体下半部分的气道垂直段中部内径变小。
[0011]所述垂直段内填充有透气过滤材料。
[0012]所述轴承主体上部分设有贯穿上下的透气孔。
[0013]所述气浮端面表面覆盖有保护镀膜。
[0014]所述轴承主体顶部设有平面气浮顶杆定位点。
[0015]所弧面中心设有圆形沉台位，所述出气口位于圆形沉台位中心。
[0016]本技术的有益效果是：本技术的气浮端面为内凹弧面，在轴承主体底部形成楔形腔结构，内凹的弧面与工作面之间的间隙形成了天然的空气膜，因此，当空气经出气口进入气浮端面，能在支撑负载的情况下构建快速、稳定并具有足够厚度的空气压力膜，
提供稳定的支撑力，最终形成静态性高、承载力大、质量控制一致性好、耐用性好的平面气浮轴承。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0018]图1是本技术的结构示意图；
[0019]图2是本技术的剖视图；
[0020]图3是本技术进气工作示意图；
[0021]图4是图2中气浮轴承放置在工作面上处于工作状态的示意图；
[0022]图5是图2中的A出放大图；
[0023]图6是本技术俯视角下的结构示意图；
[0024]图7是本技术的拆分示意图。
具体实施方式
[0025]参照图1至图7的一种平面气浮轴承，包括轴承主体1，轴承主体1底面为圆形的气浮端面3，所述轴承主体1内部设有气道2且其上设有进气口5、出气口4，所述出气口4布置在轴承主体1底部的气浮端面3上，所述气浮端面3为内凹的弧面，该弧面在轴承主体1底部形成楔形腔结构，内凹的弧面与工作面之间的间隙形成了天然的空气膜，因此，当空气经出气口进入气浮端面3，能在支撑负载的情况下构建快速、稳定并具有足够厚度的空气压力膜，提供稳定的支撑力，最终形成静态性高、承载力大、质量控制一致性好、耐用性好的平面气浮轴承。
[0026]a为弧面顶部距离轴承主体1底部水平线的距离，相当于气浮端面3的最大深度，a的范围在2～3um，而当气浮端面3内充盈气体构成压力空气膜时，压力空气膜保持在4～8um之间，提供足够的润滑厚度以及支撑稳定性，使本技术能够应用在非常精密的测试仪器、生产设备上，实现超精密运动平台的应用。
[0027]作为本技术的优选方案，进气口5位于轴承主体1侧部，所述气道2分为垂直布置的两段，轴承主体1分为上下两部分，所述气道2的横向段21位于上半部分，而气道2的垂直段22变为分离的两段，两段垂直段22在轴承主体1拼装固定时还通过夹设密封圈实现密封对接。
[0028]进一步地，轴承主体1下半部分的气道2垂直段22中部内径变小，使其形成限流器结构，令气体迅速射流出，让瞬时流入弧面腔体的气体压力大幅度增加，更快地将气浮端面充盈并形成空气压力膜；或在轴承主体1上下两部分相对固定时可往垂直段气道内填充透气过滤材料(图中未示出)，同样起到限流的作用；该种称为圆周式增压结构，根据平面轴承尺寸大小、需要承载的气浮力、需要增压的大小、稳定性要求，采用不同的小孔尺寸或采用不同的透气率的粉末冶金材料实现增压的目的。而限流器结构的另一目的就是使空气压力膜支撑稳定，限流器的重要特性是流量定律，它将气体的相对流量(进入限流器的最大可能流量)与相对反压(进入垂直段前的压力与通过垂直段限流结构增压后出来的压力比值)联系起来。在外载荷作用下，气浮端面与工作面的间隙(润滑层相对局部厚度的变化)发生变化的时候，进入限流器结构的流量也会发生变化；换句话说，润滑层气体膜厚度发生变化，
进入垂直段前的气体压力也会相应发生变化，因此可通过小孔结构或增加透气材料实现增压，同时，对空气压力膜的厚度变化产生闭环反馈调整，从而提高空气压力膜的支撑稳定性。
[0029]本实施例中，轴承主体的上下部分由胶水粘接固定，而为了避免轴承主体上下部分粘合时，两者间隙内存在的空气能及时快速地排出去，因此在轴承主体1的上部分设有贯穿上下的透气孔23，作为装配工艺孔，便于轴承主体能够快速粘合组装。
[0030]作为优选，气浮端面3表面覆盖有保护镀膜，保护镀膜可根据不同的应用场景而选择金属材质或其它不易磨损的材料制成，有效保护气浮端面3，增加耐用度，且提高轴承主体1制造选材的通用性，大大节省制造成本。轴承主体1顶部设有平面气浮顶杆定位点6，通过该定位点实现与活动平台的定位安装。更进一步地，弧面中心设有圆形沉台位31，所述出气口4位于圆形沉台位31中心，通过沉台结构扩大出气口4处的出气量，使空气压力膜的中心最厚，支撑力最强，以轴承主体1中心为最强的支撑点。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面气浮轴承，其特征在于：包括轴承主体(1)，轴承主体(1)底面为圆形的气浮端面(3)，所述轴承主体(1)内部设有气道(2)且其上设有进气口(5)、出气口(4)，所述出气口(4)布置在轴承主体(1)底部的气浮端面(3)上，所述气浮端面(3)为内凹的弧面，所述出气口(4)布置在弧面中心，出气口(4)出气将所述气浮端面(3)充盈并从气浮端面(3)的圆周排气形成空气压力膜。2.根据权利要求1所述的平面气浮轴承，其特征在于：所述气浮端面(3)的最大深度为a，a的范围在2～3um。3.根据权利要求1所述的平面气浮轴承，其特征在于：所述进气口(5)位于轴承主体(1)侧部，所述气道(2)分为相互垂直布置的两段。4.根据权利要求3所述的平面气浮轴承，其特征在于：所述轴承主体(1)分为上下两部分，所述气道(2)的横向段(21)位于上半部分，而气道(2)的垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：余红传，
申请(专利权)人：上海船鸿科技有限公司，
类型：新型
国别省市：