CN110645271B - 阻尼吸振的气体静压轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阻尼吸振的气体静压轴承，包括：覆板(1)、轴承主体(2)、第一节流塞(501)、第二节流塞(502)、第一空气通道(701)、第二空气通道(702)以及减震体(8)；所述第一空气通道(701)、第二空气通道(702)设置在轴承主体(2)上；所述第一节流塞(501)、第二节流塞(502)分别设置在第一空气通道(701)、第二空气通道(702)的内部；所述轴承主体(2)的上部设置有容纳空间(9)；所述覆板(1)能够盖合容纳空间(9)；所述减震体(8)设置在容纳空间(9)的内部；所述减震体(8)能够耗散轴承主体(2)振动产生的能量。本发明结构合理，操作方便，具有高稳定性。

Description

阻尼吸振的气体静压轴承
技术领域
本发明涉及航天器物理仿真领域，具体地，涉及一种阻尼吸振的气体静压轴承，尤其是一种基于粘弹阻尼吸振的高稳定性气体静压轴承。
背景技术
气体静压轴承，以其高运动精度，高运动速度和非接触工作特点，而广泛应用于航天器微低重力环境模拟、超精密加工及测量设备、医疗检测设备等领域。随着精密超精密设备对运动精度和运动速度要求的不断提升，高运动速度带来气体湍流的运动特性更为复杂，导致气体静压轴承极易发生气锤失稳与半涡振动失稳。
如专利文献CN104024668B所公开的一种静压气体轴承装置，包括：多个静压气体轴承，所述多个静压气体轴承中的每一个静压气体轴承具有：支撑表面，所述支撑表面用来以无接触方式支撑所述待支撑物体；气体通道，所述气体通道用于引导从气体供应开口提供至所述支撑表面的气体；外壳，所述外壳具有用于保持所述多个静压气体轴承的内表面；所述外壳具有穿过所述外壳的内表面的多个螺纹孔；并且所述多个螺栓通过所述外壳的所述多个螺纹孔拧入所述静压气体轴承的螺纹孔中，以便将所述静压气体轴承固定至所述外壳。
但是传统的气体静压轴承稳定性差。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种阻尼吸振的气体静压轴承。
根据本发明提供的一种阻尼吸振的气体静压轴承，包括：覆板1、轴承主体2、第一节流塞501、第二节流塞502、第一空气通道701、第二空气通道702以及减震体8；
所述第一空气通道701、第二空气通道702设置在轴承主体2上；
所述第一节流塞501、第二节流塞502分别设置在第一空气通道701、第二空气通道702的内部；
所述轴承主体2的上部设置有容纳空间9；
所述覆板1能够盖合容纳空间9；
所述减震体8设置在容纳空间9的内部；
所述减震体8与容纳空间9的底部以及覆板1的底面接触；
所述容纳空间9的底部以及覆板1的底面能够压缩减震体8；
所述减震体8能够耗散轴承主体2振动产生的能量。
优选地，所述减震体8包括：粘弹性材料3与密闭包覆层4；
所述粘弹性材料3设置在密闭包覆层4的内部；
所述密闭包覆层4能够包裹粘弹性材料3。
优选地，所述轴承主体2为圆柱体形状；所述第一空气通道701、第二空气通道702在轴承主体2上沿周向分布。
优选地，所述粘弹性材料3为润滑液。
优选地，所述粘弹性材料3为柔性橡胶。
优选地，所述粘弹性材料3为致密蜂窝板。
优选地，所述密闭包覆层4采用柔性塑料制成。
优选地，所述密闭包覆层4采用橡胶材料制成。
优选地，所述密闭包覆层4采用聚乙烯纤维材料制成。
优选地，所述减震体8的压缩量可调节。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明结构合理，操作方便。
2、具有高稳定性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的阻尼吸振的气体静压轴承总体结构示意图。
图中示出：
Figure BDA0002207744360000021
Figure BDA0002207744360000031
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种阻尼吸振的气体静压轴承，包括：覆板1、轴承主体2、第一节流塞501、第二节流塞502、第一空气通道701、第二空气通道702以及减震体8；所述第一空气通道701、第二空气通道702设置在轴承主体2上；所述第一节流塞501、第二节流塞502分别设置在第一空气通道701、第二空气通道702的内部；所述轴承主体2的上部设置有容纳空间9；所述覆板1能够盖合容纳空间9；所述减震体8设置在容纳空间9的内部；所述减震体8与容纳空间9的底部以及覆板1的底面接触；所述容纳空间9的底部以及覆板1的底面能够压缩减震体8；所述减震体8能够耗散轴承主体2振动产生的能量；所述减震体8包括：粘弹性材料3与密闭包覆层4；所述粘弹性材料3设置在密闭包覆层4的内部；所述密闭包覆层4能够包裹粘弹性材料3。在优选例中，压缩空气以P0压力通过设置在轴承主体2中的第一节流塞501、第二节流塞502，进入轴承主体2与轴承对应面6之间的间隙，并形成薄气膜，通过薄气膜实现轴承主体2的悬浮支撑；在轴承主体2上部容纳空间9设置有多个粘弹性材料3和密闭包覆层4，粘弹性材料3置于密闭包覆层4内部，并被密闭包覆层4包裹，密闭包覆层4与轴承主体2上部容纳空间9底部以及覆板1接触，并处于压缩状态；当气体静压轴承发生垂向振动时，轴承主体2跟随气膜厚度的变化产生同幅值同频率振动，置于轴承主体2的容纳空间9的密闭包覆层4带动内部的粘弹性材料3，在轴承主体2的上部容纳空间9与覆板1之间产生滞后轴承主体2的不同幅值和不同频率的被动振动，轴承主体2振动产生的能量通过粘弹性材料3的被动振动和密闭包覆层4的弹性形变进行耗散，从而实现气体静压轴承的振动抑制，获得气体静压轴承的高稳定特性。
进一步地，所述轴承主体2为圆柱体形状；所述第一空气通道701、第二空气通道702在轴承主体2上沿周向分布；所述粘弹性材料3为润滑液；所述粘弹性材料3为柔性橡胶；所述粘弹性材料3为致密蜂窝板；所述密闭包覆层4采用柔性塑料制成；所述密闭包覆层4采用橡胶材料制成；所述密闭包覆层4采用聚乙烯纤维材料制成。在优选例中，粘弹性材料3包括但不限于上述形式，优选为高粘弹性材料，也可采用其他具有阻尼吸振特性的材料。在优选例中，密闭包覆层4采用的材料包括但不限于上述形式，也可采用其他类聚乙烯纤维材料或者具有阻尼吸振特性的材料制成。在优选例中，容纳空间9的位置设置与节流塞的位置设置为竖直方向上层叠布置，并均沿轴承主体2轴承的轴线分布。
更进一步地，所述减震体8的压缩量可调节。在优选例中，通过对粘弹性材料3以及密闭包覆层4的材料特性及密闭包覆层4的压缩量进行参数优化，可实现轴承主体2的固有频率，与由粘弹性材料3和密闭包覆层4组合的固有频率的错开，避免气体静压轴承发生谐振。在优选例中，气体静压轴承通过调节第一节流塞501、第二节流塞502与轴承主体2的相位安装位置，可以实现小孔节流气体静压轴承，或环形孔节流气体静压轴承；所述的气体静压轴承形式包括但不限于平面止推气浮轴承形式，也可以采用平面圆柱形气体静压轴承形式。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，包括：覆板(1)、轴承主体(2)、第一节流塞(501)、第二节流塞(502)、第一空气通道(701)、第二空气通道(702)以及减震体(8)；
所述第一空气通道(701)、第二空气通道(702)设置在轴承主体(2)上；
所述第一节流塞(501)、第二节流塞(502)分别设置在第一空气通道(701)、第二空气通道(702)的内部；
所述轴承主体(2)的上部设置有容纳空间(9)；
所述覆板(1)能够盖合容纳空间(9)；
所述减震体(8)设置在容纳空间(9)的内部；
所述减震体(8)与容纳空间(9)的底部以及覆板(1)的底面接触；
所述容纳空间(9)的底部以及覆板(1)的底面能够压缩减震体(8)；
所述减震体(8)能够耗散轴承主体(2)振动产生的能量；
所述减震体(8)包括：粘弹性材料(3)与密闭包覆层(4)；
所述粘弹性材料(3)设置在密闭包覆层(4)的内部；
所述密闭包覆层(4)能够包裹粘弹性材料(3)；
所述减震体(8)的压缩量可调节。
2.根据权利要求1所述的阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，所述轴承主体(2)为圆柱体形状；所述第一空气通道(701)、第二空气通道(702)在轴承主体(2)上沿周向分布。
3.根据权利要求1所述的阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，所述粘弹性材料(3)为润滑液。
4.根据权利要求1所述的阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，所述粘弹性材料(3)为柔性橡胶。
5.根据权利要求1所述的阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，所述粘弹性材料(3)为致密蜂窝板。
6.根据权利要求1所述的阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，所述密闭包覆层(4)采用柔性塑料制成。
7.根据权利要求1所述的阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，所述密闭包覆层(4)采用橡胶材料制成。
8.根据权利要求1所述的阻尼吸振的气体静压轴承，其特征在于，所述密闭包覆层(4)采用聚乙烯纤维材料制成。
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