非接触式平面气浮轴承试验台加载机构制造技术

本发明专利技术公开了一种非接触式平面气浮轴承试验台加载机构，该试验台加载机构主要由上部压力头和下部装在被测平面气浮轴承上端面的正压加载模块构成，二者由球头轴承连接。压力头包括加载螺栓、安装在加载螺栓上的手轮、固定框架；正压加载模块包括正压进气口、正压腔体、弹性箔片；正压加载模块通过正压进气口通入高压气体，对被测平面气浮轴承进行加载；测试时，正压加载模块与平面气浮轴承上表面间形成气膜，通过气膜对被测平面气浮轴承施加加载力，两相对活动面之间具有一定间隙，是非直接接触加载的。本发明专利技术的试验台加载机构进行加载时与被测平面气浮轴承无接触、动态检测、操作方便。方便。方便。

【技术实现步骤摘要】
非接触式平面气浮轴承试验台加载机构


[0001]本专利技术涉及平面气浮轴承性能测试领域，尤其涉及非接触式平面气浮轴承试验台加载机构。

技术介绍

[0002]超精密气浮运动平台采用平面气浮轴承消除运动摩擦副之间的摩擦力和机械爬行现象，实现零件、试样等对象的超精密定位，广泛应用于光刻技术、数控加工、生物技术、微观测量等领域。平面气浮轴承将高压气体引入相对运动的物体间隙内形成气膜，通过气膜压力提供承载力，消除运动副之间的直接接触摩擦，实现支承和润滑的功能。
[0003]平面气浮轴承的性能测试具有较高的精度要求，一般要求加载精度高、不产生附加力矩、不影响气浮轴承运动等。传统的加载机构往往有一定的刚度，当被测轴承的气膜厚度变化时，加载面沿加载方向产生微小的位移，导致加载力大幅变化。另外，传统的加载机构也难以在一般的加工精度下提供可控、高精度的加载力。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术无法实现平面气浮轴承的加载以及加载不平衡等问题，本专利技术提出了一种非接触式平面气浮轴承试验台加载机构，可以检测平面气浮轴承在不同供气压力和不同载荷下，平面气浮轴承的承载能力和气膜厚度，对平面气浮轴承结构参数的优化设计、理论分析以及提高平面气浮轴承的性能等都具有重要的意义。
[0005]本专利技术解决加载问题所采用的技术方案是：一种非接触式平面气浮轴承试验台加载机构，其中，平面气浮轴承试验台主要由大理石台面10、加载机构、设备台架、万分表、调压阀和空气压缩机构成。该试验台加载机构主要由上部压力头和下部装在被测平面气浮轴承上端面的正压加载模块构成，二者由球头轴承连接。压力头包括加载螺栓、安装在加载螺栓的加载手轮、固定框架；正压加载模块包括正压进气口、正压腔体、弹性箔片。被测平面气浮轴承通过高压供气口通入高压气体，正压加载模块通过正压进气口通入高压气体，对被测平面气浮轴承进行加载。
[0006]通过旋转加载手轮控制正压加载模块向上或向下移动，加载螺栓采用细牙螺纹，使得控制正压加载模块移动量精度更高。
[0007]测试时，正压加载模块与被测平面气浮轴承之间产生气膜，通过气膜对被测平面气浮轴承施加加载力，两相对活动面之间具有一定间隙，是非直接接触的。
[0008]加载力通过气膜被施加到被测平面气浮轴承上，因此所施加的力是均匀的，对被测平面气浮轴承不会产生偏心和倾斜的力矩。
[0009]加载机构在各零件进行加工、装配的过程中不免出现微小误差，加载力通过气膜被施加到被测平面气浮轴承上，是非直接接触式加载，加载力的大小由供气压力决定，保证测试时不会因为零件的加工、装配的误差影响到加载精度。
[0010]正压腔体下方安装了4片弹性箔片，与正压腔体采用激光点焊连接夹角为30
°
。在
加载过程中，正压腔体与被测平面气浮轴承之间的活动面间隙为0.1～0.5mm，通过弹性箔片实现非接触密封，弹性箔片在压力作用下产生弹性变形，与被测平面气浮轴承上表面的间隙为微米级。
[0011]正压腔体下表面与被测平面气浮轴承之间形成一个用于储存高压气体的腔室，通过气体压力向被测平面气浮轴承提供加载力。
[0012]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0013]1.正压加载模块与被测平面气浮轴承之间通过气膜进行加载，具有一定间隙，是非直接接触的，保证测试时被测平面气浮轴承不受任何附加力，加载力更均匀，使得加载精度更高，解决了现有加载机构中加载范围小，误差大等问题。
[0014]2.本专利技术中，正压腔体下方安装了4片弹性箔片，与正压腔体采用激光点焊连接夹角为 30
°
，测试时弹性箔片会在压力的作用下产生形变，导致弹性箔片与被测平面气浮轴承的上表面之间形成微米级的间隙，加载精度更高。
[0015]3.由于弹性箔片处的气膜厚度为微米级，高压气体从气源到正压腔体内的流动损失远小于弹性箔片处附近的流动损失，正压腔体内的压力约等于供气压力。因此，加载力与供气压力成正比。当被测平面气浮轴承沿加载方向有微米级振动时，该加载机构可保持加载力恒定。
[0016]4.加载机构在加工、装配的过程中不免出现微小误差，由于被测平面气浮轴承的气膜厚度为微米级，即使很小的制造误差也将对气膜厚度产生很大的影响。本专利技术中加载螺栓与加载模块通过球头轴承连接，可以调整正压加载模块与被测平面气浮轴承的角度，保证测试时被测平面气浮轴承与加载模块保持相对平行，所施加的加载力对被测平面气浮轴承不会产生偏心和倾斜的力矩。
[0017]为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例中加载机构侧视图；
[0020]图2为本专利技术实施例中加载机构示意图；
[0021]图3(a)为本专利技术实施例中正压加载模块正视图；
[0022]图3(b)是图3(a)中A
‑
A处剖视图；
[0023]图3(c)为本专利技术实施例中正压加载模块的俯视图；
[0024]图3(d)为本专利技术实施例中正压加载模块的仰视图；
[0025]图4为本专利技术实施例中官路连接示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例中供气压力与加载力线性关系图。
[0027]以上附图的附图标记：1、加载手轮；2、加载螺栓；3、固定框架；4、球头轴承；5、正压腔体；6、正压进气口；7、弹性箔片；8、被测平面气浮轴承；9、高压供气口；10、大理石台面。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例一：参见图1
‑
3(d)所示，一种非接触式平面气浮轴承试验台加载机构，该试验台加载机构主要由上部压力头和下部装在被测平面气浮轴承8上端面的正压加载模块构成，二者由球头轴承4连接。压力头包括加载螺栓2、安装在加载螺栓2的加载手轮1、固定框架3；正压加载模块包括正压进气口6、正压腔体5、弹性箔片7。被测平面气浮轴承8通过高压供气口9通入高压气体，正压加载模块通过正压进气口6通入高压气体，对被测平面气浮轴承8进行加载。
[0030]通过旋转加载手轮1控制正压加载模块向上或向下移动，加载螺栓2采用细牙螺纹，使得控制正压加载模块移动量精度更高。
[0031]测试时，正压加载模块与被测平面气浮轴承8之间产生气膜，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式平面气浮轴承试验台加载机构，其特征在于：该试验台加载机构主要由上部的压力头和下部装在被测平面气浮轴承(8)上端面的正压加载模块构成，二者由球头轴承(4)连接；所述压力头包括加载螺栓(2)、加载手轮(1)、固定框架(3)；所述正压加载模块包括正压进气口(6)、正压腔体(5)、弹性箔片(7)；所述正压加载模块通过所述正压进气口(6)通入高压气体，对被测平面气浮轴承(8)进行加载。2.如权利要求1所述的一种非接触式平面气浮轴承试验台加载机构，其特征在于：测试时，所述正压加载模块与被测平面气浮轴承(8)的上表面间形成气膜，通过气膜对被测平面气浮轴承(8)施加加载力，两相对活动面之间具有一定间隙。3.如权利要求1所述的一种非接触式平面气浮轴承试验台加载机构，其特征在于：通气后，通过所述球头轴承(4)自动补偿所述正压腔体(5)和被测平面气浮轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，宁延强，张德胜，孙云洋，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：