專利名稱：一種空氣靜壓止推軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣靜壓止推軸承，主要用于光刻機(jī)、三坐標(biāo)測量機(jī)等設(shè)備中運(yùn) 動部件的設(shè)計，屬于超精密運(yùn)動、超精密測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空氣靜壓止推軸承具有無磨損、摩擦小、低速無爬行、運(yùn)動精度高等一系列優(yōu)點， 故廣泛應(yīng)用于超精密運(yùn)動、精密測量領(lǐng)域，但同時也存在剛度低、承載能力小、穩(wěn)定性差的 缺點。增大供氣壓力、改變氣腔形狀、添加真空或電磁預(yù)載等手段可以有效提高空氣軸 承的承載能力和剛度，但對軸承穩(wěn)定性的提高作用并不明顯。這是因為現(xiàn)有空氣靜壓止推 軸承結(jié)構(gòu)中，高壓氣體經(jīng)小孔節(jié)流器進(jìn)入氣腔，再由氣腔邊緣進(jìn)入軸承間隙；氣腔內(nèi)壓力沿 軸承間隙逐漸減小，至軸承邊緣處壓力降為環(huán)境壓力，而系統(tǒng)阻尼主要來自于節(jié)流孔和軸 承工作間隙處氣體分子受到的粘性摩擦，其阻尼值很小。當(dāng)軸承受到振動或沖擊時，阻尼小 就導(dǎo)致衰減時間過長，系統(tǒng)難以穩(wěn)定；此外，氣源供氣的不穩(wěn)定也會造成軸承的微振動，影 響軸承的靜態(tài)和動態(tài)性能。隨著超精密運(yùn)動、超精密測量技術(shù)的發(fā)展，其系統(tǒng)精度已達(dá)到納米乃至亞納米級， 此時系統(tǒng)的微小振動都會對定位、測量結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響；空氣軸承系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于超精 密運(yùn)動、超精密測量領(lǐng)域，故提高其穩(wěn)定性具有重大現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有空氣靜壓止推軸承阻尼小，穩(wěn)定性差的缺點，本發(fā)明的目的是提高 空氣靜壓止推軸承的阻尼能力，。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供空氣靜壓止推軸承解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案 如下含有被支撐件、軸承本體和光滑平面；在軸承本體上含有進(jìn)氣口、環(huán)槽、多個節(jié)流孔、 多個氣腔、儲氣腔、多個阻尼孔和軸承工作面；軸承本體還具有一上平面；沿軸承本體的外 緣和徑向設(shè)置進(jìn)氣口 ；在軸承本體的平面垂直向內(nèi)部的位置及在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)端的位置設(shè)有 環(huán)槽，在環(huán)槽的一側(cè)壁上具有一透孔，所述透孔與進(jìn)氣口的內(nèi)側(cè)端之間緊密連接且相通；軸 承本體位于被支撐件和光滑平面之間，軸承本體的上平面和軸承工作面分別與被支撐件的 內(nèi)平面和光滑平面相互平行；在軸承本體的軸承工作面垂直向軸承本體內(nèi)部的位置分別設(shè) 置多個節(jié)流孔、多個氣腔和多個阻尼孔，每個節(jié)流孔的兩端分別與環(huán)槽和每個氣腔連接并 相通，每個阻尼孔的進(jìn)流端口位于儲氣腔的下面；每個氣腔和每個阻尼孔的出流端口都位 于軸承工作面上；壓縮空氣由進(jìn)氣口進(jìn)入環(huán)槽，再經(jīng)節(jié)流孔進(jìn)入氣腔；在軸承本體的上部 中央位置設(shè)有儲氣腔，儲氣腔經(jīng)阻尼孔與軸承工作面相通。本發(fā)明的有益效果是軸承上設(shè)有體積盡可能大的儲氣腔和多個阻尼孔，當(dāng)空氣 靜壓止推軸承受到?jīng)_擊或因氣源不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動時，軸承工作間隙內(nèi)氣體通過阻尼孔進(jìn) 入儲氣腔，此時儲氣腔內(nèi)氣體的擠壓膜效應(yīng)起到了空氣彈簧的作用可以減震，再加上多個阻尼孔的摩擦阻尼，有效提升了空氣靜壓止推軸承的阻尼能力，使空氣靜壓止推軸承能夠 迅速穩(wěn)定，克服了傳統(tǒng)空氣靜壓止推軸承對振動或沖擊衰減時間長，系統(tǒng)難以穩(wěn)定的缺點。 阻尼孔取0. 1-0. 3mm,太大則失去對氣體的摩擦阻尼，太小則加工困難且易發(fā)生阻尼孔堵 塞，其加工可采用與節(jié)流孔相同加工工藝。


圖1為本發(fā)明提供的空氣靜壓止推軸承的主剖視圖。圖2為圖1中止推軸承的仰視圖(單排孔均布)。圖3為圖1中止推軸承的仰視圖(多排孔徑向均布)。圖4為圖1中止推軸承的仰視圖(多排孔徑向交錯均布)圖5為圖1中空氣靜壓止推軸承的具體實施例。圖中部件說明，
1 一被支撐件； 3—光滑平面；
5—環(huán)槽； 7—?dú)馇唬?9 一阻尼孔； 11—透孔；
2—軸承本體； 4一進(jìn)氣口 ；
6—節(jié)流孔；
8—儲氣腔； 10—軸承工作面; 12—上平面。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作原理、結(jié)構(gòu)及具體實施方式
進(jìn)一步說明。如圖1、圖2和圖5示出本發(fā)明提供的空氣靜壓止推軸承的結(jié)構(gòu)，該軸承含有被支 撐件1、軸承本體2、光滑平面3。在軸承本體2上含有進(jìn)氣口 4、環(huán)槽5、多個節(jié)流孔6、多個 氣腔7、儲氣腔8、多個阻尼孔9、軸承工作面10 ；軸承本體2還具有一上平面12 ；沿軸承本 體2的外緣和徑向設(shè)置進(jìn)氣口 4 ；在軸承本體2的上平面垂直向內(nèi)部的位置及在進(jìn)氣口 4 內(nèi)側(cè)端的位置設(shè)有環(huán)槽5，在環(huán)槽5的一側(cè)壁上具有一透孔11，所述透孔11與進(jìn)氣口 4的 內(nèi)側(cè)端之間緊密連接且相通；軸承本體2位于被支撐件1和光滑平面3之間，軸承本體2的 上平面12和軸承工作面10分別與被支撐件1的內(nèi)平面和光滑平面3相互平行；在軸承本 體2的軸承工作面10垂直向軸承本體2內(nèi)部的位置分別設(shè)置多個氣腔7、多個節(jié)流孔6和 多個阻尼孔9，每個節(jié)流孔6的兩端分別與環(huán)槽5和每個氣腔7連接并相通，每個阻尼孔9 的進(jìn)流端口位于儲氣腔8的下面；每個氣腔7和阻尼孔9的出流端口都位于軸承工作面10 上；壓縮空氣由進(jìn)氣口 4進(jìn)入環(huán)槽5，再經(jīng)節(jié)流孔6進(jìn)入氣腔7 ；在軸承本體2的上平面12 中央位置設(shè)有儲氣腔8，儲氣腔8經(jīng)阻尼孔9與軸承工作面10相通。所述環(huán)槽5、節(jié)流孔6 和氣腔7之間為中心對稱安置。所述多個節(jié)流孔6沿軸承本體2的徑向?qū)ΨQ分布；所述阻 尼孔9直徑取0. lmm-0. 3mm ；所述被支撐件1與軸承本體2之間采用0型圈密封，并通過螺釘緊固。如圖2和圖3示出，所述多個阻尼孔9在軸承工作面10上沿徑向均勻分布；如圖 4示出，所述阻尼孔9在軸承工作面10上單排或多排排列，并沿軸承本體2徑向并列或交錯 分布。當(dāng)本發(fā)明的空氣靜壓止推軸承通入加壓氣體時，加壓氣體經(jīng)進(jìn)氣口 4進(jìn)入環(huán)槽5， 再經(jīng)節(jié)流孔6進(jìn)入氣腔7，并沿空氣靜壓止推軸承徑向減小，利用軸承工作面10和光滑面 3之間的工作氣體與周圍大氣的壓力差支撐起空氣靜壓止推軸承；一部分氣體通過阻尼孔 9進(jìn)入儲氣腔，當(dāng)空氣靜壓止推軸承受到?jīng)_擊或因氣源不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動時，空氣靜壓止推 軸承工作間隙內(nèi)氣體通過阻尼孔9進(jìn)入儲氣腔8，此時儲氣腔8內(nèi)氣體的擠壓膜效應(yīng)起到了 空氣彈簧的作用，再加上多個阻尼孔9的摩擦阻尼，有效提升了空氣靜壓止推軸承的阻尼 能力，即儲氣腔8的空氣彈簧作用與阻尼孔9的摩擦阻尼共同作用克服了傳統(tǒng)空氣靜壓止 推軸承對振動或沖擊衰減時間長，系統(tǒng)振動難以穩(wěn)定的缺點。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在 本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空氣靜壓止推軸承，其特征在于所述空氣靜壓止推軸承含有被支撐件(1)、軸 承本體( 和光滑平面(3)；在軸承本體( 上含有進(jìn)氣口(4)、環(huán)槽( 、多個節(jié)流孔(6)、 多個氣腔(7)、儲氣腔(8)、多個阻尼孔(9)和軸承工作面(10)；軸承本體( 還具有一上 平面(1 ；沿軸承本體( 的外緣和徑向設(shè)置進(jìn)氣口 ；在軸承本體( 的平面垂直向內(nèi) 部的位置及在進(jìn)氣口 內(nèi)側(cè)端的位置設(shè)有環(huán)槽(5)，在環(huán)槽(5)的一側(cè)壁上具有一透孔 (11)，所述透孔(11)與進(jìn)氣口⑷的內(nèi)側(cè)端之間緊密連接且相通；軸承本體⑵位于被支 撐件(1)和光滑平面C3)之間，軸承本體O)的上平面(1 和軸承工作面(10)分別與被 支撐件(1)的內(nèi)平面和光滑平面( 相互平行；在軸承本體( 的軸承工作面(10)垂直向 軸承本體O)內(nèi)部的位置分別設(shè)置多個節(jié)流孔(6)、多個氣腔(7)和多個阻尼孔(9)，每個 節(jié)流孔(6)的兩端分別與環(huán)槽(5)和每個氣腔(7)連接并相通，每個阻尼孔(9)的進(jìn)流端 口位于儲氣腔(8)的下面；每個氣腔(7)和每個阻尼孔(9)的出流端口都位于軸承工作面 (10)上；壓縮空氣由進(jìn)氣口⑷進(jìn)入環(huán)槽(5)，再經(jīng)節(jié)流孔(6)進(jìn)入氣腔(7)；在軸承本體 (2)的上部中央位置設(shè)有儲氣腔(8)，儲氣腔(8)經(jīng)阻尼孔(9)與軸承工作面(10)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣靜壓止推軸承，其特征在于，所述環(huán)槽(5)、節(jié)流孔(6) 和氣腔(7)之間為中心對稱安置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣靜壓止推軸承，其特征在于，多個節(jié)流孔(6)沿軸承本體 (2)的徑向?qū)ΨQ分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣靜壓止推軸承，其特征在于多個阻尼孔(9)沿軸承本 體⑵的徑向?qū)ΨQ分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣靜壓止推軸承，其特征在于所述阻尼孔(9)直徑取 0. lmm-0. 3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣靜壓止推軸承，其特征在于，被支撐件(1)與軸承本體 (2)之間采用0型圈密封，并通過螺釘緊固。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣靜壓止推軸承，其特征在于所述阻尼孔(9)在軸承工 作面(10)上單排或多排排列，并沿軸承本體(2)徑向并列或交錯分布。
全文摘要
本發(fā)明一種空氣靜壓止推軸承，在軸承本體上有進(jìn)氣口、環(huán)槽、多個節(jié)流孔、多個氣腔、儲氣腔、多個阻尼孔、軸承工作面和上平面；在軸承本體的上平面垂直向內(nèi)部的位置及在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)端的位置設(shè)有環(huán)槽，在環(huán)槽的一側(cè)壁上具有一透孔，所述透孔與進(jìn)氣口的內(nèi)側(cè)端之間連接且相通；軸承本體位于被支撐件和光滑平面之間，軸承本體的上平面、軸承工作面分別與被支撐件的內(nèi)平面、光滑平面相互平行；在軸承工作面垂直向軸承本體內(nèi)部分別設(shè)置節(jié)流孔、氣腔和阻尼孔，節(jié)流孔的兩端口分別與環(huán)槽和氣腔連接并相通，每個阻尼孔的進(jìn)流端口位于儲氣腔下面；氣腔和阻尼孔的出流端口位于軸承工作面上；在軸承本體中央位置設(shè)有儲氣腔，儲氣腔經(jīng)阻尼孔與軸承工作面相通。
文檔編號F16C32/06GK102128206SQ20111006497
公開日2011年7月20日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者徐峰, 李蘭蘭, 李金龍, 盛壯, 胡松, 趙立新 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所