本申请公开了一种超低轮廓空气静压轴承及其制造方法。该空气静压轴承包括作为轴承壳体的基底、皮下注射管和管上的多个孔口。制造该空气静压轴承的方法包括以下步骤：形成轴承壳体和皮下注射管，将皮下注射管和基底结合在一起，并施加封装物质，该封装物质封装皮下注射管网络并覆盖基底表面，从而通过复制模制母版的几何形状和表面光洁度来获得轴承表面的几何精度和表面光洁度。几何精度和表面光洁度。几何精度和表面光洁度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种超低轮廓空气静压轴承及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2019年12月7日提交的新加坡临时申请(No.10201911803U)的优先权，以及于2019年7月19日提交的新加坡临时申请(No.10201906690X)的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术介绍
1.
[0003]本专利技术涉及空气静压轴承，尤其涉及一种超低轮廓空气静压轴承及其制造方法。
[0004]2.
技术介绍
[0005]空气静压轴承是一类非接触轴承，通过外部加压来供应气体，生成加压气体或其他气体薄膜。加压气体膜作为润滑层，将轴承表面与轴承表面的配合元件分开，并允许相对运动，没有静摩擦和微小的粘性摩擦。空气静压轴承通常包括节流元件，该节流元件控制进入气膜的流量并赋予空气静压轴承刚度。也就是说，在合理设计的空气静压轴承中，用于改变润滑气体膜厚度的外力引起气体膜中压力分布的变化，产生了用于抵抗外力的恢复力。
[0006]空气静压轴承可根据其使用的节流元件类型进行分类。节流元件的类型包括多孔介质、孔口、毛细管、微通道等。大多数空气静压轴承节流元件通过在润滑气膜入口处引入流动限制来工作。由于空气静压轴承的性能对这些入口限流器的特性敏感，这些入口限流器的可重复性和生产经济的特征，以及将加压气体分配到入口限流器的方法已经成为许多现有技术活跃的工作领域。
[0007]美国专利(No.5564063A)和欧洲专利(No.EP0237627A2)教导了孔口节流空气静压轴承可以通过塑性变形多孔烧结材料以生成流动阻力增加了的表面区域，随后用激光束钻透该阻力增加层以形成限制孔口来实现。这种方法产生了相当大厚度的空气静压轴承(毫米级，因为多孔烧结层的最小可行厚度)。专利EP0578130B1教导了一种使用各向异性蚀刻的单晶硅制造微型空气静压轴承的方法。由于硅基光刻工艺的材料和工艺成本高，这种方法使得成本随着轴承尺寸的增加而迅速增加。美国专利(No.6164827A)公开了一种空气静压轴承设计，其使用微通道作为入口限流元件，但没有公开用于将微通道连接到外部加压气体源的气体分配系统。美国专利(No.9624981B2)公开了一种用于空气静压轴承中的加压气体分配系统的设计，该设计利用了带有凹槽和沟槽的壳体元件以及复合盖，通过该复合盖用激光束加工孔口。壳体元件中的凹槽和沟槽用于将加压气体分配到激光加工的孔口中。由于除了复合盖的厚度之外，还需要在壳体元件中容纳凹槽和沟槽，这种设计同样导致轴承的厚度大于目前公开的设计所能实现的。
[0008]欧洲专利(No.EP0708262A1)公开了一种生产具有多个微孔作为喷嘴的空气静压轴承的方法，其特征在于，微孔区域中的材料厚度做得很薄，使得该区域的微孔通过轴承表面后部的激光束被引入，以及在引入孔之前将轴承表面加工成所需的形状和表面公差。这种设计需要提供从轴承壳体元件的后部对微孔区域的视线访问，从而增加了壳体元件的设
计和制造的复杂性和成本。
[0009]美国专利(No.9739305B2)公开了一种空气静压轴承，包括具有基础层的基座和从基础层突出的多个突出体；以及密封层，覆盖所述基础层并暴露出至少一个所述突出体的暴露表面，其中至少两个所述突出体通过所述密封层彼此隔开，且至少两个所述突出体具有不同的高度，所述突出体的暴露表面中最高的一个暴露出所述密封层。
技术实现思路
[0010]本专利技术涉及一种超低轮廓空气静压轴承及其制造方法。本专利技术适用于孔口节流、固有节流、毛细管节流和微通道节流空气静压轴承，因为空气静压轴承组合利用了这些流量节流方法.
[0011]本申请公开的专利技术涉及一种制造超低轮廓空气静压轴承的方法，其中该空气静压轴承是一种气体分配系统的设计，以将外部加压气体从来源(例如，压缩机的调节输出)供应到入口流量限流器。同时提供了一种制造该空气静压轴承的方法。根据本专利技术，将由金属材料制成的小直径管(其尺寸在本行业中称为“皮下注射管”，外径范围为0.15毫米至3毫米)固定到基底材料的表面。在单个空气静压轴承中，可以将一段或多段皮下注射管应用到基底表面。该管段的内部容积连接在一起，使得它们流体连通，且该一段或多段皮下注射管形成横跨空气静压轴承表面的加压气体分配系统。该皮下注射管气体分配网络终止于一个或多个气体配件，该气体配件允许该分配网络连接到外部加压气体源。
[0012]本专利技术的主要目的是提供一种制造超低轮廓空气轴承的方法，包括以下步骤：
[0013](i)准备基底，作为空气静压轴承的壳体；
[0014](ii)准备皮下注射管，通过将所述皮下注射管成形为基于空气静压轴承设计的形状制成；
[0015](iii)将步骤(ii)的所述皮下注射管安装到所述基底上，并将所述皮下注射管对准所述基底；(iv)参照具有精确几何形状的模制母版放置带有所述皮下注射管的所述基底；
[0016](v)在所述基底和所述模制母版之间注入封装物质；
[0017](vi)所述封装物质一固化，则将所述基底从所述模制母版脱模，且所述固化的封装物质在所述基底上形成固体层；
[0018](vii)在所述皮下注射管上加工出多个孔口，从而获得超低轮廓空气静压轴承。
[0019]本专利技术的另一目的是提供一种制造超低轮廓空气静压轴承的方法，其中孔口是参照空气静压轴承设计的位置形成的，且孔口的尺寸根据空气静压轴承设计制造的。
[0020]本专利技术的另一主要目的是提供一种超低轮廓空气静压轴承，包括：
[0021]a.具有平坦表面的基底；
[0022]b.皮下注射管网络，具有至少一个孔口，且具有固定到所述基底表面的内部容积，所述内部容积形成气体分配系统，所述气体分配系统从加压气源供应外部加压气体，其中所述皮下注射管的一端终止于气体配件，且所述皮下注射管的内部容积连接在一起以流体连通；
[0023]c.封装层，由施加到所述基底的平坦表面上的封装物质形成，以使得所述封装物质完全包封所述皮下注射管，其中所述封装物质与所述皮下注射管网络和所述基底的表面
粘合。
[0024]本专利技术的一目的是提供一种制造超低轮廓空气静压轴承的方法，其中所述皮下注射管形成网络，且该管设置有至少一个孔口，具有固定到所述基底表面的内部容积，形成从加压气源供应外部加压气体的气体分配系统，所述皮下注射管网络的一个或多个端部终止于气体配件，且该管的内部容积连接在一起以流体连通。
[0025]本专利技术的另一目的是提供一种超低轮廓空气静压轴承，其中所述加压气源是一种能够向空气静压轴承供应压缩空气的压缩机。
[0026]本专利技术的另一目的是提供一种制造超低轮廓空气静压轴承的方法，其中所述孔口的直径范围为1至300微米，所述皮下注射管的外径范围为0.1至3毫米。
[0027]本专利技术的另一目的是提供一种制造超低轮廓空气静压轴承的方法，其中所述皮下注射管的壁厚为0.01至0.5毫米的范围内，优选地在0.01至0.1毫米的范围内，所述包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造超低轮廓空气静压轴承的方法，其特征在于，包括以下步骤:i.准备基底(10)，作为空气静压轴承的壳体；ii.准备皮下注射管并将所述皮下注射管弯曲成基于空气静压轴承设计的形状；iii.将步骤(ii)的所述皮下注射管(20)安装到所述基底(10)上，并将所述皮下注射管(20)对准所述基底(10)；iv.参照具有精确几何形状的模制母版放置与所述皮下注射管(20)粘合的所述基底(10)；v.在所述基底(10)和所述模制母版之间注入封装物质；vi.所述封装物质一固化，则将所述基底(10)从所述模制母版脱模，且所述固化的封装物质在所述基底(10)上形成固体层作为封装层(70)；vii.在所述皮下注射管(22)上加工出多个孔口(22)，从而获得超低轮廓空气静压轴承。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述皮下注射管(20)具有固定在所述基底(10)表面的内部容积，形成供应外部加压气体的气体分配系统。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，加压气源(80)向所述皮下注射管(20)提供加压气体。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述皮下注射管(20)终止于气体配件(72)，且所述皮下注射管(20)的内部容积连接在一起以流体连通。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔口(22)的位置是相对于所述空气静压轴承设计的。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述孔口(22)的尺寸是根据所述空气静压轴承设计的。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述孔口(22)的直径为1
‑
300微米。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述皮下注射管(20)的外径为0.1
‑
3毫米。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述皮下注射管(20)的壁厚为0.01
‑
0.5毫米，优选范围为0.01
‑
0.1毫米。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封装物质的总厚度在0.1
‑
5毫米之间。11.根据权利要求1或10所述的方法，其特征在于，所述封装物质的优选总厚度在0.25
‑
0.5毫米之间。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封装物质的覆盖厚度为0
‑
1毫米，所述覆盖厚度是从所述皮下注射管(20)的最高点测量至所述固化的封装物质层表面的。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用粘合剂将所述皮下注射管(20)与所述基底(10)粘合。14.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李旋杨，
申请(专利权)人：雅科贝思私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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