CN102518667A - 锥形气浮轴系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锥形气浮轴系，包括气浮主轴、设置在气浮主轴外侧且与气浮主轴配合的气浮内轴套、设置在气浮内轴套外侧且与气浮内轴套配合的气浮外轴套以及设置在气浮主轴两端的定位板，定位板与气浮主轴固定连接，气浮外轴套的两端设置有止推板，止推板和定位板固定连接。本发明解决了现有的气浮轴系定位精度不高、容易发生干摩擦的技术问题，提供了一种锥形气浮轴系，锥形气浮轴系不但集成了气浮主轴的优点，而且其气浮主轴和气浮轴套的锥形配合能有效的提高轴系的刚度，同时由于采用锥面配合其定心精度高，能保证该气浮轴系在离轴端面较高时仍有较高精度。

Description

锥形气浮轴系
技术领域
本发明涉及一种气浮轴系，尤其涉及一种锥形气浮轴系。
背景技术
周转基准是精密/超精密测量仪器、实验装备与制造装备中的核心技术之一。气浮轴系由于具有回转运动精度高、位移灵敏度高以及摩擦耗损极小等优势，作为高精度回转基准已越来越多的应用于上述设备上。
目前常用的气浮轴系基本结构主要由气浮主轴和气浮轴套两部分组成，当在轴向和径向构建气膜间隙已形成气体支撑和润滑后，气浮主轴可带动负载在气浮轴套内回转运动。然而现有的气浮主轴为圆柱形，在实际应用中存在如下问题：一、因为气浮主轴的上端和下端对称，当承载的负载不均一时，压力不均一，就会出现重的一侧气厚度急剧减小，引起主轴和轴套直接接触，发生干摩擦现象，严重破坏轴系精度；二、当存在外界干扰，很容易就破坏了系统的动态特征，气浮主轴重复性较差；三、定位精度不高，当承载的负载超大时，轴向支撑刚度较小、承载能力较差，很容易破坏气膜，而且气浮主轴很容易发生漂移。
发明内容
为了解决现有的气浮轴系定位精度不高、容易发生干摩擦的技术问题，本发明提供了一种锥形气浮轴系，锥形气浮轴系不但集成了气浮主轴的优点，而且其气浮主轴和气浮轴套的锥形配合能有效的提高轴系的刚度，同时由于采用锥面配合其定心精度高，能保证该气浮轴系在离轴端面较高时仍有较高精度。
本发明所要解决的技术方案：
锥形气浮轴系，其特殊之处在于：
包括气浮主轴、设置在气浮主轴外侧且与气浮主轴配合的气浮内轴套、设置在气浮内轴套外侧且与气浮内轴套配合的气浮外轴套以及设置在气浮主轴两端的定位板，所述定位板与气浮主轴固定连接，所述气浮外轴套的两端设置有止推板，所述止推板和定位板固定连接，
所述气浮外轴套包括内壁和外壁，所述内壁和外壁间设置有气腔，所述外壁上开有多个与外部气源连通的外接喷嘴，所述内壁上开有多个与气腔连通的出气口，所述气腔的两端头设置有长堵头，
所述气浮内轴套上设置有与内壁气体通道连通的气体通道、与气体通道连通且开口朝向止推板的端面喷嘴、与气体通道连通且开口朝向气浮主轴的径向喷嘴，
所述气浮主轴为大端在上的锥形结构，所述气浮内轴套为小端在上的锥形结构，所述气浮外轴套为大端在上的锥形结构。
上述外壁上与出气口相对的地方设置有短堵头。
本发明所具有的优点：
1、本发明轴系不但集成了气浮主轴的优点，而且其气浮主轴和气浮内轴套的锥形配合能有效的提高轴系的刚度，同时由于采用锥面配合其定心精度高，能保证该轴系在离轴端面较高时仍有较高精度。
2、本发明气浮主轴与定位板和止推板相连接，其气浮外轴套与内气浮内轴套相配合，气浮主轴与气浮内轴套通过锥面紧密配合，其内部的静压空气，起到均化作用，保证了轴系的回转精度，共锥形结果则保证了整个轴系的良好刚度。
3、本发明改变了传统气浮轴系采用圆柱孔轴套和圆周主轴配合的设计方案，采用新型的锥形气浮结构，其气浮主轴和气浮内轴套采用锥形配合。
附图说明
图1为本发明的锥形气浮轴系的结构示意图；
其中附图标记为：1-气浮主轴，2-气体通道，3-定位板，4-止推板，5-长堵头，6-气腔，8-出气口，9-短堵头，10-气浮外轴套，11-径向喷嘴，12-外接喷嘴，13-气浮内轴套，14-端面喷嘴。
具体实施方式
如图1所示，锥形气浮轴系，包括气浮主轴1、与气浮主轴配合设置在气浮主轴外侧的气浮内轴套13、与气浮内轴套13配合设置在气浮内轴套外侧的气浮外轴套10以及设置在气浮主轴1两端的定位板3，定位板3与气浮主轴1固定连接，气浮外轴套13的两端设置有止推板4，止推板4和定位板3固定连接，
气浮外轴套上设置有气腔6，气腔6将气浮外轴套分为外壁和内壁，远离气浮内轴套的为外壁，外壁上让圆周均布有多个提供气体的外接喷嘴12，内壁上设置有与气腔6连通的出气口8，气腔的两端头设置有长堵头5，
气浮内轴套上临近气浮外轴套的一侧设置有气体通道2，气体通道2设置在气浮内轴套的两端，出气口与气体通道连通，气浮内轴套还设置有径向喷嘴11和端面喷嘴14，径向喷嘴的入口与气体通道连通，径向喷嘴的出口开向气浮内轴套和气浮主轴之间，端面喷嘴的入口与气体通道连通，所述端面喷嘴的出口开向气浮内轴套和止推板之间，气浮主轴为锥形，气浮内轴套为锥形，气浮外轴套为锥形。

Claims (2)

1.锥形气浮轴系，其特征在于：
包括气浮主轴、设置在气浮主轴外侧且与气浮主轴配合的气浮内轴套、设置在气浮内轴套外侧且与气浮内轴套配合的气浮外轴套以及设置在气浮主轴两端的定位板，所述定位板与气浮主轴固定连接，所述气浮外轴套的两端设置有止推板，所述止推板和定位板固定连接，
所述气浮外轴套包括内壁和外壁，所述内壁和外壁间设置有气腔，所述外壁上开有多个与外部气源连通的外接喷嘴，所述内壁上开有多个与气腔连通的出气口，所述气腔的两端头设置有长堵头，
所述气浮内轴套上设置有与内壁气体通道连通的气体通道、与气体通道连通且开口朝向止推板的端面喷嘴、与气体通道连通且开口朝向气浮主轴的径向喷嘴，
所述气浮主轴为大端在上的锥形结构，所述气浮内轴套为小端在上的锥形结构，所述气浮外轴套为大端在上的锥形结构。
2.根据权利要求1所述的锥形气浮轴系，其特征在于：所述外壁上与出气口相对的地方设置有短堵头。
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