CN203161836U - 一种大承载高刚度静压气体轴承 - Google Patents

一种大承载高刚度静压气体轴承 Download PDF

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朱红霞
赵静一
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Abstract

一种大承载高刚度静压气体轴承，由轴承体(1)、供气孔(2)、节流槽(3)和均压槽(4)组成，其特征在于：所述轴承体(1)表面设有扇形节流槽(3)和均压槽(4)。轴承工作时，轴承体(1)和止推板(6)之间形成气膜(5)，供气孔(2)与节流槽(3)和均压槽(4)相连通，供气孔(2)与节流槽(3)交界处形成节流面(F11)，以供气孔(2)直径为底圆，气膜(5)厚度为高的圆柱面形成节流面(F12)，气体流动过程中在节流面(F11)和(F12)处发生第一次节流作用，节流槽(3)和均压槽(4)相连通，以均压槽(4)外径为底圆，气膜(5)厚度为高的圆柱面形成节流面(F2)，气体流动过程中在节流面(F2)处发生第二次节流作用。

Description

一种大承载高刚度静压气体轴承
技术领域：
本发明涉及一种大承载高刚度静压气体轴承，尤其是增大气体轴承的承载能力和刚度的超精密静压气体润滑技术领域。 
背景技术：
静压气体轴承因具有极低摩擦、超高精度、不发热、耐温性强，可实现高速和超低速运动等诸多优点而广泛应用于精密制造和超精密测量装备。 
目前，对应用最普遍、结构简单的小孔节流静压气体轴承研究最为活跃和深入，在实际应用过程中，一般在节流孔出口处增设气腔以提高承载能力，但却容易引起轴承产生宽频微幅自激振动。为进一步改善轴承性能，近年来一些学者设计了节流孔直径30～50μm的微孔节流方式，使轴承运动更加平稳，同时具有较高承载能力和刚度。然而，节流孔直径越小，节流孔长度对轴承性能的影响越明显，对润滑气体的清洁度要求更高，给实际应用带来困难。 
相对小孔节流方式，表面节流使静压气体轴承具有承载力更大、刚度更高、并具有动压效应等优点。 
针对上述问题，本发明提出一种大承载高刚度静压气体轴承，同时具有动压效应等优点。 
发明内容：
本发明之目的是：提出一种大承载高刚度静压气体轴承，有效增大静压气体轴承的承载能力和刚度。 
为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案： 
本发明由轴承体、供气孔、节流槽和均压槽组成，其特征在于：所述轴承体表面设有扇形节流槽和均压槽。轴承工作时，轴承体和止推板之间形成气膜，供气孔与节流槽和均压槽相连通，供气孔与节流槽交界处形成节流面F11，以供气孔直径为底圆，气膜厚度为高的圆柱面形成节流面F12，气体流动过程中在节流面F11和F12处发生第一次节流作用，以均压槽外径为底圆，气膜厚度为高的圆柱面形成节流面F2，气体流动过程中在节流面F2处发生第二次节流作用。 
本发明与现有技术比较的特点： 
通过在轴承表面设置扇形节流槽和环状均压槽，使气体在轴承内流动过程中产生两次节流效果，有效地增大了静压气体轴承的承载能力和刚度。本发明结构简单，易于实现。 
附图说明：
图1：示意了本发明剖视图。 
图2：示意了本发明俯视图。 
图3：示意了本发明实体半剖视图。 
图中：1、轴承体；2、供气孔；3、节流槽；4、均压槽；5、气膜；6、止推板；Ps、高压气体进气方向；F11、第一次节流作用时供气孔与节流槽交界处的节流面；F12、第一次节流作用时以供气孔直径为底圆，气膜厚度为高的圆柱节流面；F2、第二次节流作用时以均压槽直径为底圆，气膜厚度为高的圆柱节流面。 
具体实施方式：
本发明的大承载高刚度静压气体轴承由轴承体1，供气孔2，节流槽3和均压槽4组成。静压气体轴承工作时，高压气体Ps由供气孔2进入轴承体1内部，在轴承表面与止推板间形成具有一定承载能力的气膜5，从而使轴承悬浮起来，实现气体润滑，其中供气孔2与节流槽3和均压槽4相连通，气流通道面积减小，供气孔2与节流槽3交界处形成节流面F11，以供气孔2直径为底圆，气膜5厚度为高的圆柱面形成节流面F12，气体流动过程中在节流面F11和F12处发生第一次节流作用，气体沿径向方向继续向外流动过程中，气流通道面积逐渐增大，到达均压槽4外边缘时，气流通道面积再一次减小，以均压槽4外径为底圆，气膜5厚度为高的圆柱面形成节流面F2，节流面F2处发生第二次节流作用。其中第一次节流起主导作用，有效地增大了气体轴承的承载能力和刚度，使轴承性能得到优化。 

Claims (1)

1.一种大承载高刚度静压气体轴承，由轴承体(1)、供气孔(2)、节流槽(3)和均压槽(4)组成，其特征在于：所述轴承体(1)表面设有扇形节流槽(3)和均压槽(4)，轴承工作时，轴承体(1)和止推板(6)之间形成气膜(5)，供气孔(2)与节流槽(3)和均压槽(4)相连通，供气孔(2)与节流槽(3)交界处形成节流面(F11)，以供气孔(2)直径为底圆，气膜(5)厚度为高的圆柱面形成节流面(F12)，气体流动过程中在节流面(F11)和(F12)处发生第一次节流作用，以均压槽(4)外径为底圆，气膜(5)厚度为高的圆柱面形成节流面(F2)，气体流动过程中在节流面(F2)处发生第二次节流作用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103256304A (zh) * 2013-04-10 2013-08-21 中国计量学院 一种大承载高刚度静压气体轴承
CN104295606A (zh) * 2014-09-23 2015-01-21 哈尔滨工程大学 环带复合节流静压气体止推轴承

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