一种均压槽复合节流空气静压止推轴承的制作方法

本实用新型涉及一种均压槽复合节流空气静压止推轴承，属于精密测量设备技术领域。

背景技术：

空气静压止推轴承具有摩擦功耗低、运动精度高、低速时不出现爬行和蠕动、运动平稳、寿命长、无污染等一系列优点，广泛应用于三坐标测量机、超精密机床、电子加工、医疗器械领域。目前，就润滑技术与支承形式的总体分析来看，空气静压止推轴承在四个领域里占有绝对的应用优势，即高速支承、低摩擦低功耗支承、高精密支承和特殊工况下的支承。近年在计算机领域用于支承高速磁头和磁盘的气膜润滑问题，是一项超薄膜润滑技术，是润滑技术向微观世界发展、向“分子润滑”技术迈进。所谓“分子润滑理论”，就是研究接近于分子活动范围的润滑现象的理论。气体超薄膜润滑技术的出现，意味着润滑技术又向新的高度跃进。综上所述可以看出，气体润滑技术的开发潜力很大，空气静压空气静压止推轴承的应用前景十分可观。

目前，如何提高空气静压止推轴承的制造精度，是我们研究的一个重要内容，而其中最重要的一点就是提高空气静力轴承的承载性能，减小能量损失。由于在整个精密实验工作台中，空气静压轴承的节流形式不同对超精密空气静压止推轴承的节流效果及相应的承载特性都带来不同程度的影响。所以，节流器类型对空气静压止推轴承承载性能的影响在很大程度上决定着整个工作台的精密程度及承载性能。目前应用的节流形式主要有：小孔节流；环面节流；毛细管节流；多孔质节流；环面浅腔节流；表面节流等。其中小孔节流的优点是：承载力和刚度较大，缺点是：缺点是稳定性差，且制造比较困难。环面节流的主要优点是：稳定性较好；缺点是承载刚度小，制造比较困难。毛细管节流的优点是：稳定性比较好；缺点是：节流面积难以计算且制造困难，这种类型目前已用较少。多孔质节流的优点是：承载力和承载刚度大，稳定性好；缺点是：节流面积难以计算且制造困难。环面浅腔节流的特点是：稳定性非常好且容易加工，承载力和刚度适中，目前这种节流类型的研究和使用正处于起步阶段。表面节流的特点是：稳定性较好，制造比较容易，但是节流面积，承载力和刚度难以确定。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种均压槽复合节流空气静压止推轴承装置，该装置能够实现高承载力和高刚度的目标，实用性较强。

本实用新型采用的技术方案是：一种均压槽复合节流空气静压止推轴承，包括包括设置在轴承表面的第一环形均压槽1、第二环形均压槽3、三个圆弧形均压槽，第一环形均压槽1的直径小于第二环形均压槽3的直径，第一环形均压槽1上设有呈120°均匀分布的三个供气孔2，三个圆弧形均压槽一端分别与供气孔2连通，另一端分别与第二环形均压槽3连通，三个圆弧形均压槽均为轴承外圆弧长的十二分之一圆弧。

本实用新型的工作原理为：由于在向空气静压止推轴承通入气体时，气体会逐渐充满整个空气静压止推轴承间隙，形成一个稳定的气膜，由于气体的粘性作用和分子间力的作用，从而对与气膜接触的壁面产生粘性摩擦力，并通过气体的均化作用按一定规律均匀分布于整个空气静压止推轴承支承面上，使得在压力气膜的作用下空气静压止推轴承能够浮于工作台面之上。由于工作台和空气静压止推轴承之间存在间隙，所以气体会向外界扩散，气体在扩散的过程中部分动会转化为热能，所以气体在向外扩散的过程中动能会逐渐减小，相应的压力逐渐减小，当气体到达空气静压止推轴承的边界时，压强将和周围大气压相等，此时气体的承载力为零,所以空气静压止推轴承的内部气体压强起着承载重力的作用。

本实用新型中,三个供气孔2呈120°均匀分布在第一环形均压槽1的结构形式，能够在三个供气孔2所形成的区域内形成一个相对稳定的气膜高压区,另外这种复合节流轴承，使得从气源来的更多的高压气体进入气膜中，减少了气体分子压力能的损失，保证气膜不会出现断层，提高了轴承的承载能力和刚度。可以使更多的高压分子进入气膜的高压区域，使逸出外界的气体减少，气体的动能损失量减小，可以使气膜的压力增大，承载力和刚度都增加。

本实用新型的有益效果是：

（1）便于加工，降低了制造空气静压止推轴承的成本和制造过程中对工人的技术要求；

（2）三个供气孔2呈120°均匀分布在第一环形均压槽1的形式，结构稳定，使得在操作过程中便于控制，确保生产过程的顺利进行；

（3）静压止推轴承表面的节流器采用均压槽节流，提高了气浮垫的静承载力和静刚度；

（4）由于位于高压区的节流面积大，所以能够承载较大的重量，对空气静压止推轴承的质量要求降低；同时气体压力损失小，在承载的重量一定的条件下，对气体的利用率较高；

（5）操作简便易行，减少了培训时间和培训费用。

附图说明

图1是本实用新型的平面结构原理图；

图2是本实用新型的三维结构示意图。

图中各标号为：1-第一环形均压槽，2-供气孔，3-第二环形均压槽。

具体实施方式

下面通过实施方式和附图对本实用新型做进一步说明。

实施例1：如图1、2所示，一种均压槽复合节流空气静压止推轴承，包括包括设置在轴承表面的第一环形均压槽1、第二环形均压槽3、三个圆弧形均压槽，第一环形均压槽1的直径小于第二环形均压槽3的直径，第一环形均压槽1上设有呈120°均匀分布的三个供气孔2，三个圆弧形均压槽一端分别与供气孔2连通，另一端分别与第二环形均压槽3连通，三个圆弧形均压槽均为轴承外圆弧长的十二分之一圆弧。

第一环形均压槽1、第二环形均压槽3、三个圆弧形均压槽和三个供气孔2共同组成复合节流器，在保证轴承稳定工作的前提下，能够提供更大的静承载力和静刚度，并在一定程度上减小耗气量的损失，同时该结构属于中心对称，这种分布方式能够保证整个空气静压止推轴承的平稳性，使空气静压止推轴承的运动精度和重复精度得到保证，便于自动化控制。

轴承上每个供气孔2附近的均压槽从几何形态上由第一环形均压槽1、第二环形均压槽3、三个圆弧形均压槽拼接而成，三个供气孔呈120°均匀分布在第一环形均压槽1上，这种设计方法简化了设计计算过程，同时工艺性较好。

第一环形均压槽1、第二环形均压槽3之间由三个相同的三个圆弧形均压槽均为轴承外圆弧长的十二分之一圆弧。槽连接相通，使槽中的压力均匀化，有效的抑制了远离节流孔位置的压力衰减，同时加强气浮垫表面节流效应，提高气浮垫的静承载力和静刚度。

本实用新型具有结构简单、制造容易和便于推广等优点，相比简单的小孔节流，增加均压槽提高了气浮的静承载力和静刚度；在高精度、低摩擦和无污染等场合的优势更是常规滚动轴承和油润滑轴承无法替代的；因此，可以广泛应用于三坐标测量机、专用高精度测量装置、集成电路生产设备、纺织机械和高效高精度金刚石刀具加工等领域，成为精密加工、微电子技术和航空航天领域的重要部件之一。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。