CN211501345U - 一种气体静压气浮垫及气浮导轨 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体静压气浮垫及气浮导轨，所述气浮垫包括：壳体、固定在壳体内的支撑块、固定在支撑块下端面上的多孔质材料层，所述支撑块内开设有进气通道、和与所述进气通道相贯通的节流通道，所述节流通道上等间距安装有若干个延伸至支撑块下端面的小孔节流器，所述支撑块的下端面上开设有凹槽以使所述支撑块与多孔质材料层的上表面之间形成气腔。通过上述方式，本实用新型采用小孔节流、多孔质材料节流相组合的节流方式，能够使气浮垫达到国际上微孔节流型气浮垫的性能指标，并且本实用新型气浮垫结构简单，制造成本低；同时本实用新型气浮垫可以应用在导轨平台上，制成气浮导轨。

Description

一种气体静压气浮垫及气浮导轨

技术领域

本实用新型涉及气体静压技术领域，特别是涉及一种气体静压气浮垫及气浮导轨。

背景技术

气浮垫是利用气体静压轴承技术标准化的一类气浮轴承产品。气浮垫的性能取决于节流技术，如图1所示，根据节流技术来分，现有的气浮垫主要有多孔质材料节流型和微孔节流型。

其中，多孔质材料节流型气浮垫，是由多孔质材料81制成的，压缩空气通过多孔质材料孔隙进行节流；多孔质材料81节流方式由于其多孔的特性，在承载面82可以近似的看作无数微孔进行节流，与传统的小孔节流相比，使得承载压力分布更均匀，从而获得更大的承载能力，并且能减小气锤、气震等现象；

但是多孔质材料81由于其材料成型方式多为颗粒烧结形式，会有内部气流路径复杂，内部气体模型不好控制，稳定性、一致性较差等缺陷；且由于其外部孔隙大小依赖于材料颗粒与成型工艺，微孔直径一致性较差，可能会引起气体压力不均匀，从而会降低气浮垫的承载能力。

微孔节流型气浮垫是采用机械加工的方法，在材料表面83加工一系列微型喷嘴84，微型喷嘴84的数量、形状、直径和布置方式经过精确的计算，阻尼明显高于多孔质材料节流型气浮垫，自激振动极小，并可以分析控制，因此可以获得较高的负载和刚性，但是由于微型喷嘴84制备难度太大，对加工工艺要求极高，因此制造成本较高。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种气体静压气浮垫及气浮导轨，利用小孔节流、多孔质材料节流相组合的方式，使气浮垫能够达到微孔节流型气浮垫的承载能力和刚性，并且加工工艺简单，制造成本低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种气体静压气浮垫，包括：壳体、固定在壳体内的支撑块、固定在支撑块下端面上的多孔质材料层，所述支撑块内开设有进气通道、和与所述进气通道相贯通的节流通道，所述节流通道上等间距安装有若干个延伸至支撑块下端面的小孔节流器，所述支撑块的下端面上开设有凹槽以使所述支撑块与多孔质材料层的上表面之间形成气腔。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述多孔质材料层的下表面上还开设有均压槽。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述小孔节流器上的节流孔的孔径为35 μm。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述凹槽的深度为10μm。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述多孔质材料层为石墨材料层。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述石墨材料层的厚度为1.5～2mm。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述均压槽由分布在所述多孔质材料层下表面上的多条细长槽组成。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述细长槽的槽宽、槽深均为 0.05～0.1mm。

本实用新型还提供了一种气浮导轨，包括导轨及溜板，在所述导轨与溜板之间设有气体静压气浮垫。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用小孔节流、多孔质材料节流相组合的节流方式，同时在支撑块与多孔质材料层之间形成有气腔，能够保证多孔质材料层上表面受气均匀，且压力一致，并且在多孔质材料层下表面开设均压槽，能够进一步均匀化多孔质材料层下表面出气口的压力分布，以进一步提高气浮垫的承载力和刚度，使本实用新型气浮垫能够达到国际上微孔节流型气浮垫的性能指标，同时本实用新型气浮垫结构简单，制造成本低。

附图说明

图1是现有气浮垫的结构示意图；

图2是本实用新型一种气体静压气浮垫的剖视图；

图3是应用于矩形气浮垫的矩形多孔质材料层上的均压槽分布示意图；

图4是应用于圆形气浮垫的圆形多孔质材料层上的均压槽分布示意图；

图5是本实用新型一种气体静压气浮垫应用在气浮导轨上的使用状态示意图；

附图中各部件的标记如下：1、壳体，2、支撑块，21、进气通道，22、节流通道，23、凹槽，3、多孔质材料层，31、均压槽，4、小孔节流器，5、溜板，6、导轨，7、进气接头，81、多孔质材料，82、承载面，83、材料表面，84、微型喷嘴，9、压力表，10、调压阀，11、压缩空气。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参考图2，本实用新型包括：

一种气体静压气浮垫，包括：壳体1、通过螺栓固定在壳体1内的支撑块2、粘结在支撑块2下端面上的多孔质材料层3，所述支撑块2内开设有进气通道 21、和与所述进气通道21相贯通的节流通道22，所述节流通道22上等间距安装有若干个延伸至支撑块2下端面的小孔节流器4；

所述小孔节流器4与多孔质材料层3上表面之间进行一次节流，为了保证多孔质材料层3上表面受气均匀、压力一致，在支撑块2的下端面上开设有凹槽23，多孔质材料层3上表面与凹槽23的槽底不接触，相互构成的间隙空腔形成气腔，使从小孔节流器4逸散的压缩空气11先到达气腔，在气腔内分散均匀，然后再从气腔进入多孔质材料层3。

本实施例中，所述小孔节流器4上的节流孔的孔径为35μm；

所述凹槽23的深度为10μm。

进一步地，所述多孔质材料层3为石墨材料层，由于小孔节流器4与多孔质材料层3之间已进行了一次节流，因此本实施例中只要采用厚度为1.5～2mm 的石墨材料层进行二次节流就能获得与国际微孔节流型气浮垫的相当的承载力和刚度；也由于采用厚度只有1.5～2mm的石墨材料层，可以只利用石墨材料表层形成的密集的微孔结构，可以避免2mm以上厚度的石墨材料内部气路复杂而引起气体压力不均匀的缺陷；

为了进一步均化石墨材料层微孔结构的出气压力分布，本实施例中，在所述石墨材料层的下表面上开设有由多条细长槽组成的均压槽31。如图3、图4 所示，可以根据气浮垫形状，在与气浮垫形状相匹配的圆形或矩形多孔质材料层3(石墨材料层)上开设若干细长槽，组成均压槽31，相应地，细长槽的开设位置应当相对均匀地分布在多孔质材料层3(石墨材料层)下表面上，并且所述细长槽的槽宽、槽深一般均在0.05～0.1mm之间。

继续参考图5，将本实用新型气体静压气浮垫应用在导轨平台上形成气浮导轨，将壳体1上端与溜板5固定在一起，多孔质材料层3与导轨6间隙配合，进气通道21开设在支撑块2的侧壁上，进气通道21通过进气接头7与外部压缩空气11连接，使压缩空气11从进气通道21进入节流通道22，再从节流通道22通过小孔节流器4进入气腔，然后再从气腔通过多孔质材料层3(石墨材料层)，从多孔质材料层3(石墨材料层)上的微孔结构逸散在多孔质材料层3 (石墨材料层)与导轨6之间形成气膜，以支撑上部溜板5。

在进气接头7与外部压缩空气11连接的管路上还应当相应地安装调压阀 10和压力表9，可根据实际使用需求，通过调压阀10调节输入气浮垫内的压缩空气11的压力，所述压力表9用于监控输入气浮垫内的压缩空气11的压力。

综上所述，本实用新型采用小孔节流、多孔质材料节流、均压槽表面节流相组合的节流方式，能够使气浮垫达到国际上微孔节流型气浮垫的性能指标，并且本实用新型气浮垫结构简单，制造成本低；同时本实用新型气浮垫可以应用在导轨平台上，制成气浮导轨。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种气体静压气浮垫，包括：壳体(1)、固定在壳体(1)内的支撑块(2)、固定在支撑块(2)下端面上的多孔质材料层(3)，所述支撑块(2)内开设有进气通道(21)、和与所述进气通道(21)相贯通的节流通道(22)，其特征在于，所述节流通道(22)上等间距安装有若干个延伸至支撑块下端面的小孔节流器(4)，所述支撑块(2)的下端面上开设有凹槽(23)以使所述支撑块(2)与多孔质材料层(3)的上表面之间形成气腔。

2.根据权利要求1所述的气体静压气浮垫，其特征在于，所述多孔质材料层(3)的下表面上还开设有均压槽(31)。

3.根据权利要求1所述的气体静压气浮垫，其特征在于，所述小孔节流器(4)上的节流孔的孔径为35μm。

4.根据权利要求1所述的气体静压气浮垫，其特征在于，所述凹槽(23)的深度为10μm。

5.根据权利要求1所述的气体静压气浮垫，其特征在于，所述多孔质材料层(3)为石墨材料层。

6.根据权利要求5所述的气体静压气浮垫，其特征在于，所述石墨材料层的厚度为1.5～2mm。

7.根据权利要求2所述的气体静压气浮垫，其特征在于，所述均压槽(31)由分布在所述多孔质材料层下表面上的多条细长槽组成。

8.根据权利要求7所述的气体静压气浮垫，其特征在于，所述细长槽的槽宽、槽深均为0.05～0.1mm。

9.一种气浮导轨，包括导轨及溜板，其特征在于，在所述导轨(6)与溜板(5)之间设有如权利要求1～8任一一项所述的气体静压气浮垫。

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