CN103899644A - 阶梯式复合节流气浮导轨 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供阶梯式复合节流气浮导轨，包括气浮、导轨，气浮安装在导轨上，气浮的工作面商设置静压气浮供气点，以静压气浮供气点为中心设置阶梯状节流浅腔，从外部向静压气浮供气点方向阶梯状节流浅腔深度逐步增大，相邻静压气浮供气点的阶梯状节流浅腔不相通。本发明承载能力比传统气浮导轨提高3倍以上，刚度比传统气浮导轨提高3倍以上。与传统气浮导轨相比，气膜对导轨加工误差的均化效应得到进一步提高。

Description

阶梯式复合节流气浮导轨
技术领域
本发明涉及的是一种气浮导轨。
背景技术
目前，工程中使用的气浮导轨，仅仅利用外节流静压气浮原理来承受载荷并提供刚度，在实际应用当中常常遇到承载能力低、刚度小、抗干扰能力差的问题。这些种类的气浮导轨没有充分利用复合节流效应，从而不能提供大的承载能力和刚度，并且抗干扰能力差、导向精度难于提高。专利（US6164827A）提出了具有表面微沟槽的气浮板结构，这种结构只有在小气膜厚度下才起作用，对提高气浮导轨综合性能没有显著作用；专利（JP特开2009-209962A）提出了一种节流器出口改进的气浮导轨，但其改进区域面积仅占制成面积的6.25%，无法起到表面节流作用，其浅腔内部开槽的设计只适用于局部湍流的改进，而不能用于表面节流；专利(CN1651783A)公开了一种双特征表面节流圆锥轴承，基于传统腐蚀工艺采用了双特征等深模型，无法起到最佳表面节流作用。
发明内容
本发明的目的在于提供高刚度、高承载能力的阶梯式复合节流气浮导轨。
本发明的目的是这样实现的：
本发明阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：包括气浮、导轨，气浮安装在导轨上，气浮的工作面商设置静压气浮供气点，以静压气浮供气点为中心设置阶梯状节流浅腔，从外部向静压气浮供气点方向阶梯状节流浅腔深度逐步增大，相邻静压气浮供气点的阶梯状节流浅腔不相通。
本发明还可以包括：
1、静压气浮供气点成排布置，至少一排。
2、气浮板工作面上，加工有单条卸压槽或十字形卸压槽，卸压槽与环境大气相通。
3、阶梯状节流浅腔为圆形、矩形或圆形和矩形的组合。
4、静压气浮供气点为具有节流作用的孔、缝隙或/和带有毛细孔材料填充的孔。
本发明的优势在于：
（1）承载能力比传统气浮导轨提高3倍以上。
（2）刚度比传统气浮导轨提高3倍以上。
（3）与传统气浮导轨相比，气膜对导轨加工误差的均化效应得到进一步提高。
附图说明
图1是气浮导轨的三维示意图；
图2是加工有十字形卸压槽，以静压气浮供气点为中心，加工有阶梯状节流浅腔的示意图；
图3是加工有单条卸压槽，以静压气浮供气点为中心，加工有阶梯状节流浅腔的示意图；
图4是加工有单条卸压槽，将4个静压气浮供气点分成两组，以静压气浮供气点为中心，加工有阶梯状节流浅腔的示意图；
图5是加工有十字形卸压槽，将8个静压气浮供气点分成4组，以静压气浮供气点为中心，加工有阶梯状节流浅腔的示意图；
图6是加工有单条卸压槽，将8个静压气浮供气点分成两组，以静压气浮供气点为中心，加工有阶梯状节流浅腔的示意图；
图7是加工有十字形卸压槽，将16个静压气浮供气点分成4组，以静压气浮供气点为中心，加工有阶梯状节流浅腔的示意图；
图8是以静压气浮供气点为中心，加工有矩形-矩形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；
图9是以静压气浮供气点为中心，加工有圆形-圆形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；
图10是以静压气浮供气点为中心，加工有矩形-圆形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；
图11是以静压气浮供气点为中心，加工有矩形-矩形-矩形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；
图12是以静压气浮供气点为中心，加工有圆形-圆形-圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；
图13是以静压气浮供气点为中心，加工有矩形-圆形-圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；
图14是以静压气浮供气点为中心，加工有矩形-矩形-圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；
图15是以静压气浮供气点为中心加工有两级阶梯状节流浅腔的示意图；
图16是以静压气浮供气点为中心加工有3级阶梯状节流浅腔的示意图；
图17是静压气浮供气点为具有节流作用的孔的示意图；
图18是静压气浮供气点为缝隙的示意图；
图19是静压气浮供气点为带有毛细孔材料填充的孔的示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
在气浮板2工作面3上，以静压气浮供气点为中心加工有阶梯状节流浅腔4，从外部向静压气浮供气点5方向阶梯状节流浅腔4深度逐步增大，相邻静压气浮供气点5的阶梯状节流浅腔4不相通。
所述的静压气浮供气点5单排布置或多排布置。
所述的气浮板2工作面3上，加工有单条卸压槽7或十字形卸压槽6，卸压槽6、7与环境大气相通。
所述的阶梯状节流浅腔4为圆形9、13、矩形8、12或圆形和矩形的组合10、14、15。
所述的静压气浮供气点19是具有节流作用的孔20。
所述的静压气浮供气点是缝隙21。
所述的静压气浮供气点22是用带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例1：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，气浮板2的工作面3如图2所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例2：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，气浮板2的工作面3如图4所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例3：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，气浮板2的工作面3如图5所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例4：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，气浮板2的工作面3如图7所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例5：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，两个气浮板2的工作面3如图2所示，两个气浮板2的工作面3如图3所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例6：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，两个气浮板2的工作面3如图3所示，两个气浮板2的工作面3如图4所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例7：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，两个气浮板2的工作面3如图4所示，两个气浮板2的工作面3如图5所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例8：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，两个气浮板2的工作面3如图5所示，两个气浮板2的工作面3如图6所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例9：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，两个气浮板2的工作面3如图5所示，两个气浮板2的工作面3如图7所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
实施例10：
如附图1所示，气浮导轨由导轨1和气浮板2组成，两个气浮板2的工作面3如图6所示，两个气浮板2的工作面3如图7所示，阶梯状节流浅腔4采用两级式8、9、10或采用三级式12、13、14、15，静压气浮供气点5为具有节流作用的孔20、缝隙21或带有毛细孔材料23填充的孔。
具有节流作用的孔20主要指直径小于0.3毫米的节流小孔；当小孔直径大于0.3毫米时，外节流作用显著减弱；当小孔直径大于0.5毫米时，外节流作用基本消失。
阶梯状节流浅腔的加工可采用机械加工法、研磨法或腐蚀法。
工作面内静压气浮供气点可以根据实际需要进行位置和数量的调整。气浮板的组合也可以根据实际需要而调整，比如组合成开放式导轨等。

Claims (9)

1.阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：包括气浮、导轨，气浮安装在导轨上，气浮的工作面商设置静压气浮供气点，以静压气浮供气点为中心设置阶梯状节流浅腔，从外部向静压气浮供气点方向阶梯状节流浅腔深度逐步增大，相邻静压气浮供气点的阶梯状节流浅腔不相通。
2.根据权利要求1所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：静压气浮供气点成排布置，至少一排。
3.根据权利要求1或2所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：气浮板工作面上，加工有单条卸压槽或十字形卸压槽，卸压槽与环境大气相通。
4.根据权利要求1或2所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：阶梯状节流浅腔为圆形、矩形或圆形和矩形的组合。
5.根据权利要求3所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：阶梯状节流浅腔为圆形、矩形或圆形和矩形的组合。
6.根据权利要求1或2所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：静压气浮供气点为具有节流作用的孔、缝隙或/和带有毛细孔材料填充的孔。
7.根据权利要求3所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：静压气浮供气点为具有节流作用的孔、缝隙或/和带有毛细孔材料填充的孔。
8.根据权利要求4所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：静压气浮供气点为具有节流作用的孔、缝隙或/和带有毛细孔材料填充的孔。
9.根据权利要求5所述的阶梯式复合节流气浮导轨，其特征是：静压气浮供气点为具有节流作用的孔、缝隙或/和带有毛细孔材料填充的孔。
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