CN103016529B - 不受气管扰动和高压气体影响的气浮组合装置 - Google Patents
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Abstract
一种不受高压气体和气管扰动影响的气浮组合装置，气浮轴通过支架固定在安装板上，气浮套至少有两个，气浮套套装在气浮轴上，贮气套均与气浮套密封连接，贮气套与气浮轴之间形成贮气腔，气浮轴的轴心开有进气通道，进气通道与压缩气体的进气管连接，进气通道与贮气腔连通，气浮套径向方向均布径向节流孔，从贮气腔一侧沿轴向方向在气浮套圆柱壁上打盲孔，盲孔为进气孔，进气孔在气浮套圆柱壁上均布，进气孔与径向节流孔相通；在靠近贮气腔的一端的气浮套内壁上设计有一圈凹槽，从凹槽上沿径向打通孔形成卸压槽，卸压槽与节流孔相互隔离，卸压槽与贮气套上的通孔连通。本发明有效避免高压气体对气膜产生影响、稳定性良好、提高承载能力。
Description
技术领域
本发明涉及气浮装置。
背景技术
气悬浮系统除了可应用在气浮轴转动领域，由于其两表面非接触无摩擦的特性，亦可很好的应用于气浮轴轴向移动领域，通过向气浮轴和气浮套之间注入压缩空气形成气膜，气膜就像润滑剂一样把相关运动的两个表面分离，从而使套在气浮套上的气浮轴悬浮，实现轴向无摩擦运动。
浮套与气浮轴之间的气隙要求为微米级，因此气浮轴的同轴度加工精度要求非常高，由于受到重力作用，对气浮轴材料的弯曲刚度要求也很高，因此气浮导轨常应用在短距离无摩擦运动装置中。另一方面，为保证气浮，必须有一定压力的压缩气体进入轴与轴套之间从而产生气膜。接入方式有两种，轴供气或轴套供气，但是不论以哪种方式接入，气管都不能对气浮轴或气浮套的运动带来附加力的影响，如专利申请号为201010165658.X的“不受气管扰动力影响的超长距离跟随吊点运动轨迹的气浮装置”、申请号为201010165973.2 的“用于长距离的无摩擦气浮导轨”就公布了一种采用气浮套供气，气浮套内侧气孔排出气体从而产生气膜，承导件固定在气浮轴上，并结合常规直线导轨技术主动跟随，从而实现一维长距离无摩擦运动。采用气浮套供气的方式连接方便，耗气量小，但是对于二维或者多维的气浮组合装置，难以满足多层供气不受气管扰动影响的设计要求。采用气浮轴供气的气浮装置，现有技术通常采用至少两个气浮套，气浮套外加贮气套密封，形成贮气腔，气浮轴内的气体进入贮气腔，再通过气管接到气浮套的进气口，通过气浮套在气浮轴与气浮套之间形成气膜。如专利申请号为201010165255.5的“不受气管扰动影响的超长距离跟随吊点一维运动轨迹的气浮装置”就公布了这种采用气浮轴供气，结合直线导轨实现超长无摩擦运动的气浮装置。申请号为201010165949.9 的“不受气管扰动影响的组合气浮装置”公布了一种可多层叠加的气浮组合装置，通过上层贮气套内的气体供给下层的气浮轴，气浮轴与贮气套之间无相对运动，因此不受气管扰动影响。实际上这种通过气浮轴供气的设计存在很大的缺陷，因为常规的气浮轴承，气浮套与气浮轴的间隙为低压区，高压气体通过气浮套进入到间隙内，由于存在压力差，气体沿着气浮套两端流出，形成气膜。而采用气浮轴供气，两个气浮套之间形成贮气腔，贮存高压气体，因而从气浮套流出的气体无法从靠近贮气腔一侧的间隙流出，且小部分的高压气体会流入间隙内，导致间隙内压强升高，直接影响气膜的形成，导致气膜厚度、压力分布不均匀，对气浮轴承的稳定性、精度、承载能力都造成了影响。
发明内容
为了克服已有气浮装置的高压气体对气膜产生影响、稳定性较差、承载能力受限的不足，本发明提供一种有效避免高压气体对气膜产生影响、稳定性良好、提高承载能力的不受气管扰动和高压气体影响的气浮组合装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种不受高压气体和气管扰动影响的气浮组合装置，包括气浮轴、气浮套、贮气套、安装板和支架，所述气浮轴通过支架固定在安装板上，所述气浮套至少有两个，所述气浮套套装在气浮轴上，所述贮气套均与气浮套密封连接，所述贮气套与气浮轴之间形成贮气腔，所述气浮轴的轴心开有进气通道，所述进气通道与压缩气体的进气管连接，所述进气通道与贮气腔连通，其特征在于：所述气浮套径向方向均布径向节流孔，从贮气腔一侧沿轴向方向在气浮套圆柱壁上打盲孔，所述盲孔为进气孔，所述进气孔在气浮套圆柱壁上均布，所述进气孔与径向节流孔相通；在靠近贮气腔的一端的气浮套内壁上设计有一圈凹槽，从凹槽上沿径向打通孔形成卸压槽，卸压槽与节流孔相互隔离，卸压槽与贮气套上的通孔连通。
进一步，所述气浮套设有至少两组径向方向均布的节流孔，所述两组节流孔之间的气浮套内壁上也设计有一圈凹槽。
更进一步，气浮套上有密封槽，与贮气套之间采用O型密封圈密封。
节流塞套装在气浮套内的节流孔内。
本发明的有益效果主要表现在：采用了泄气槽的设计，避免了高压气体对气膜产生的影响，平衡了气浮轴与气浮套间隙内的压强，加强了气膜的稳定性，提高了承载能力。
附图说明
图1是不受气管扰动和高压气体影响的气浮组合装置的示意图。
图2是气浮套的结构图。
图3是图2的A-A截面图。
图4是图2的B-B截面图。
图5是气体流向原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图5，一种不受高压气体和气管扰动影响的气浮组合装置，包括气浮轴2、气浮套8、贮气套6、安装板4和支架3等。所述气浮轴2通过支架3固定在安装板4上，所述气浮套8至少有两个，所述气浮套8套装在气浮轴2上，所述节流塞9套装在气浮套8内的节流孔内，所述贮气套6均与气浮套8密封连接，所述贮气套6与气浮轴2之间形成贮气腔。所述气浮轴的轴心开有进气通道，所述进气通道与压缩气体的进气管连接，所述进气通道与贮气腔连通。
所述气浮轴的一端设有第一堵头1，另一端安装第二堵头10和密封圈11，所述，所述贮气套6的两端安装端盖5，所述贮气套6均与气浮套8通过O型密封圈密封连接。
所述气浮套结构如图2~图4所示，沿气浮套径向方向均布径向节流孔15，径向节流孔15的数量可布置一组或多组，在节流孔出口位置的气浮套内壁上设计有一圈锥形凹槽，从贮气腔一侧沿轴向方向在气浮套圆柱壁上打盲孔，为气浮套进气孔13，进气孔13在气浮套圆柱壁上均布，与径向节流孔15相通。贮气腔内的高压气体通过进气口进入贮气套内再通过节流孔进入气浮套与气浮轴的间隙。在靠近贮气腔的一端和两组节流孔之间的气浮套内壁上均设计有一圈凹槽，从凹槽上沿径向打通孔形成卸压槽12，卸压槽12与节流孔15之间不相通，卸压槽12内的气体可通过贮气套上的通孔排出；卸压槽12也可以开成其他的形式和其他位置，能方便导出气流即可。卸压槽不可太靠近贮气腔，起到密封保护作用，避免大量的高压气体从泄气槽内流出。气浮套上有密封槽14，与贮气套6之间采用O型密封圈密封。
一维气浮导轨内气体流向的运动原理如图1-3所示，高压气体通过气浮轴进气通道进入贮气腔，贮气腔内的气体从气浮套进气孔直接流入到气浮套内，再经节流孔进入气浮套与气浮轴间隙。进入间隙内的气体，一部分往气浮套常压的一测流出，另一部分通过泄气槽导出。
泄气槽的设计，保证了气浮轴与气浮套间隙内低压区的形成，避免了贮气腔内的高压气体对气膜形成的影响。
二维气浮组件与一维气浮组件结构原理相同，二维气浮组件可以采用轴供气或气浮套供气两种方式，若采用气浮轴供气，二维气浮组件的气浮轴与一维气浮组件的贮气套成90°固定，通过气管将贮气套内的气体引入到二维气浮组件的气浮轴轴心供气，二维气浮组件的气浮套可在气浮轴上无摩擦运动，与一维气浮组件配合和实现短行程内的无摩擦平面运动。若采用气浮套供气，一维气浮组件的贮气套与二维气浮组件的贮气套成90°固定且直接接通或通过气管接通，高压气体引入到二维气浮组件的贮气腔内，通过气浮套形成气膜，二维气浮组件的气浮轴可在气浮套内无摩擦运动，与一维气浮组件配合和实现短行程内的无摩擦平面运动。
Claims (4)
1.一种不受高压气体和气管扰动影响的气浮组合装置，包括气浮轴、气浮套、贮气套、安装板和支架，所述气浮轴通过支架固定在安装板上，所述气浮套至少有两个，所述气浮套套装在气浮轴上，所述贮气套均与气浮套密封连接，所述贮气套与气浮轴之间形成贮气腔，所述气浮轴的轴心开有进气通道，所述进气通道与压缩气体的进气管连接，所述进气通道与贮气腔连通，其特征在于：所述气浮套径向方向均布径向节流孔，从贮气腔一侧沿轴向方向在气浮套圆柱壁上打盲孔，所述盲孔为进气孔，所述进气孔在气浮套圆柱壁上均布，所述进气孔与径向节流孔相通；在靠近贮气腔的一端的气浮套内壁上设计有一圈凹槽，从凹槽上沿径向打通孔形成卸压槽，卸压槽与节流孔相互隔离，卸压槽与贮气套上的通孔连通。
2.如权利要求1所述的不受高压气体和气管扰动影响的气浮组合装置，其特征在于：所述气浮套设有至少两组径向方向均布的节流孔，所述两组节流孔之间的气浮套内壁上也设计有一圈凹槽。
3.如权利要求1或2所述的不受高压气体和气管扰动影响的气浮组合装置，其特征在于：气浮套上有密封槽，与贮气套之间采用O型密封圈密封。
4.如权利要求1或2所述的不受高压气体和气管扰动影响的气浮组合装置，其特征在于：节流塞套装在气浮套内的节流孔内。
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