專利名稱：一種空氣靜壓軸承及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑動軸承領(lǐng)域，特別是一種空氣靜壓軸承及其應(yīng)用。
技術(shù)背景
眾所周知，空氣靜壓軸承由于結(jié)構(gòu)簡單，運行成本低，精度高，被廣泛用于機械傳動和導(dǎo)向技術(shù)領(lǐng)域。這種在相對運動的支撐面和被支撐面之間依靠氣膜把兩者隔離開，因此氣膜的形成、保持和泄壓技術(shù)都是應(yīng)該進行不斷探索的。例如中國專利C擬670900Y涉及的是一種坐標(biāo)測量機用鑲嵌式靜壓止推氣浮軸承，其組成包括寶石軸承，其特征是所述的寶石軸承上加工有節(jié)流孔，所述的寶石軸承壓入金屬主體內(nèi)并與端面平齊，所述的金屬主體粘壓入空氣靜壓止推軸承上并低于端面。依靠寶石軸承提高節(jié)流孔的制造精度，來減小氣膜厚度，進而提高氣膜剛度。這種在滑塊上嵌入節(jié)流孔件的手段，主要是降低節(jié)流孔的加工難度，在各種空氣靜壓軸承中是普遍采用的技術(shù)。
如中國CN101235849A發(fā)明專利涉及機械傳動和導(dǎo)向技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣軸承及其加工工藝。這個發(fā)明主要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的節(jié)流孔易堵塞、對壓縮空氣要求較高、起動力不穩(wěn)定和處理工藝復(fù)雜的問題。其技術(shù)解決方案是一種空氣軸承，包括滑塊本體，滑塊本體內(nèi)設(shè)置有氣腔，該氣腔與滑塊本體上的進氣口連通，滑塊本體的工作面上設(shè)置有與氣腔連通的節(jié)流孔，其特征在于所述的工作面為凹球面，凹球面的外邊緣處為環(huán)狀平面。它是在節(jié)流孔周圍先形成壓力氣腔，氣腔的外圍形成浮力氣膜，氣體泄漏距離過短，承載力不高，很容易造成滑塊傾斜，軸承剛度差。
還有中國專利CN100360824C公開的是一種空氣軸承結(jié)構(gòu)及使用空氣軸承結(jié)構(gòu)的直線驅(qū)動裝置，直線移動的可動部側(cè)的軸承面的長度比固定部側(cè)的軸承面的長度長出移動行程長度或長出移動行程長度以上。以此，使固定部側(cè)的軸承面總是面對可動部側(cè)的軸承面。在固定部上連接空氣供給源并且在固定部的軸承面上設(shè)置多個噴射空氣的空氣排出口從而構(gòu)成空氣軸承?？蓜硬恐辉诠潭ú坎迦雮?cè)開口。在固定側(cè)配置線圈、在可動側(cè)配置磁鐵從而形成直線馬達且成為直線驅(qū)動裝置。由于供給壓縮空氣和電力的纜線等與固定部連接而不與可動部連接，所以從纜線等的對可動部不施加外力，從而能夠獲得高精度的運動。 這種空氣軸承的承載力高，但是在運行過程中，多個空氣噴射孔之間的氣流會相互干擾，形成紊流引起滑塊的振動。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決單個空氣軸承承載力不夠大、組合空氣軸承氣流相互干擾的技術(shù)問題，提供一種帶有泄壓槽的分區(qū)組合空氣軸承。
本發(fā)明還要解決長距離空氣軸承導(dǎo)軌拼接的技術(shù)問題，提供一種帶有泄壓槽的分區(qū)組合空氣軸承應(yīng)用于長距離靜壓軸承導(dǎo)軌的方法，降低導(dǎo)軌拼接的難度。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種空氣靜壓軸承，包括導(dǎo)軌、 滑塊，滑塊上有進氣通道，進氣通道連接有節(jié)流孔，節(jié)流孔與滑塊的工作面連通，其特征在于所述工作面上各個節(jié)流孔之間設(shè)有泄壓槽，泄壓槽與滑塊工作面的端面相通。工作面上的每一個節(jié)流孔，工作時都有氣體噴出，在滑塊工作面和導(dǎo)軌之間形成氣膜，使得滑塊和導(dǎo)軌之間的運動為非接觸運動，這種氣膜是一種動態(tài)的，一方面節(jié)流孔不斷地補充空氣，一方面周圍開放式的氣膜在不斷地泄漏空氣，加上滑塊和導(dǎo)軌的運動，形成了一個中心壓力高的放射性的氣膜區(qū)，假如僅僅一個節(jié)流孔，形成的氣膜隨氣壓的增大而增大，但是其承載力還是有限的；若多個節(jié)流孔，離得近氣膜會相通，氣膜交匯處因為壓力的區(qū)別，就會產(chǎn)生紊流，引起氣振，影響滑塊的平穩(wěn)運行。因此本發(fā)明在一個工作面上設(shè)有多個節(jié)流孔，在各個節(jié)流孔之間設(shè)有泄壓槽，就是要保證各個氣膜的獨立穩(wěn)定性，進而保證滑塊能夠平穩(wěn)運行。
作為優(yōu)選，在滑塊工作面上節(jié)流孔的周圍設(shè)有均壓槽，均壓槽的一端與節(jié)流孔連接。均壓槽的作用是為了改變氣膜形狀，增大氣膜面積，加大滑塊的承載力。
作為優(yōu)選，所述滑塊工作面上的均壓槽為以節(jié)流孔為中心的一字形、Y字形或十字形結(jié)構(gòu)。當(dāng)然除了這3種常見的結(jié)構(gòu)以外，可以做成5-8個放射條狀的，條數(shù)越多，加工越困難。
作為優(yōu)選，所述泄壓槽的橫截面積不小于均壓槽的橫截面積。均壓槽的橫截面大多為V形結(jié)構(gòu)，也是為了加工方便，同時盡量把槽與工作面之間的夾角加工成鈍角，減少劃傷導(dǎo)軌的機會。泄壓槽則為開放式的與外界相通，形狀可以有多種多樣的。
作為優(yōu)選，所述的節(jié)流孔為1-5排分布。主要看滑塊的承載力，及導(dǎo)軌的形狀，承載力大的，可以在一個滑塊上使用雙排或四排結(jié)構(gòu)；同理導(dǎo)軌為多面或弧面組成的，也盡可能使用多排結(jié)構(gòu)的滑塊。節(jié)流孔分部越密集，對于擁有泄壓槽的滑塊來說，承載力越大，運行也越平穩(wěn)。
作為優(yōu)選，所述的節(jié)流孔相鄰的兩排為交錯分布。這種錯位分布，節(jié)流孔分布更為合理，尤其是在有縫隙的加長導(dǎo)軌方面，縫隙的影響會更小。
作為一種優(yōu)選，本發(fā)明公開的上述空氣軸承，應(yīng)用于長距離導(dǎo)軌上，容許長距離導(dǎo)軌的拼接點存在細(xì)小的縫隙，因為一個滑塊擁有多個節(jié)流孔，也就意味著擁有多個獨立的空氣軸承在并聯(lián)使用，在運行的過程中，即使其中一個或幾個空氣軸承越過導(dǎo)軌的拼接縫泄壓，其余有效的空氣軸承仍然具有足夠的承載力和剛度，這樣滑塊的運行質(zhì)量就不會受到影響。傳統(tǒng)的應(yīng)用于空氣軸承的長距離導(dǎo)軌，是由兩段以上拼接的，既不容許有接縫，導(dǎo)軌面平行度方面的誤差也要在很小的范圍內(nèi)，加工困難，而采用本發(fā)明的空氣軸承就可以降低傳統(tǒng)長距離導(dǎo)軌的制造精度要求。所述的細(xì)小的縫隙通常指1毫米以下的縫隙。
本發(fā)明帶來的有益效果是在滑塊的節(jié)流孔之間設(shè)有泄壓槽，相當(dāng)于在一個滑塊上設(shè)立了多個并列的空氣軸承，解決了節(jié)流孔多的滑塊存在的氣振問題；同時這種多節(jié)流孔的滑塊可以應(yīng)用于長距離拼接導(dǎo)軌，容許拼接處有細(xì)小的縫隙，降低了傳統(tǒng)長距離導(dǎo)軌的制造精度要求。


圖1為本發(fā)明一種滑塊的局部剖視圖；圖2為本發(fā)明一種單排節(jié)流孔方滑塊的工作面視圖； 圖3為本發(fā)明一種雙排節(jié)流孔方滑塊的工作面視圖；圖4為本發(fā)明一種雙排交錯節(jié)流孔方滑塊的工作面視圖； 圖5為本發(fā)明一種單排節(jié)流孔園滑塊的工作面視圖； 圖6為本發(fā)明一種四排節(jié)流孔多面滑塊的立體圖； 圖7為本發(fā)明一種長距離導(dǎo)軌的拼接示意圖； _具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
實施例1一種空氣靜壓軸承，具有長方形單排節(jié)流孔滑塊，貫穿滑塊中部有一個進氣通道01，滑塊下部為研磨過的工作面00，滑塊工作面00上有6個與進氣通道01垂直連通的Φ0. 4的節(jié)流孔10，每個節(jié)流孔10的兩側(cè)分別有0. 2毫米寬的V形均壓槽20，每兩個節(jié)流孔10中間設(shè)有寬0. 4毫米的方形泄壓槽30，參見附圖1、2。
工作時，作為移動承載體的滑塊，工作面00在導(dǎo)軌上，高壓空氣通過進氣通道01 進入節(jié)流孔10，在節(jié)流孔10兩側(cè)均壓槽20的周圍形成氣膜，支撐滑塊浮動，由于氣膜外圍是開放式的，導(dǎo)軌面通常要遠遠大于滑塊的工作面，因此氣流沿滑塊的工作面00向外部擴散，由于在相鄰的節(jié)流孔10之間設(shè)有泄壓槽30，這樣就可以保證每個節(jié)流孔10和均壓槽 20周圍所形成的氣膜與其它的完全獨立，不會產(chǎn)生干涉引起氣振。
實施例2一種空氣靜壓軸承，具有帶有雙排節(jié)流孔10的滑塊，每個節(jié)流孔10周圍均布有“十”字形的均壓槽20，每個節(jié)流孔10的工作面00為圓形結(jié)構(gòu)，周邊為深1毫米的泄壓槽30，參見附圖3。
其它參數(shù)和工作原理與實施例1相同，這里不再贅述。
實施例3一種空氣靜壓軸承，具有帶有雙排交錯節(jié)流孔10的滑塊，每個節(jié)流孔10周圍均布有 “一”字形的均壓槽20，節(jié)流孔10之間均勻分布有1. 2毫米深的泄壓槽30，參見附圖4。
其它參數(shù)和工作原理與實施例1相同，這里不再贅述。
實施例4一種空氣靜壓軸承，具有圓形的滑塊，環(huán)形分布的8個節(jié)流孔10，每個節(jié)流孔10周圍均布有“Y”字形的均壓槽20，每兩個節(jié)流孔10中間由滑塊中心放射狀分布有寬0. 5毫米的泄壓槽30，參見附圖5。
其它參數(shù)和工作原理與實施例1相同，這里不再贅述。
實施例4一種空氣靜壓軸承，具有W形工作面00的滑塊，每個工作面00上均布有4個節(jié)流孔 10，每個工作面00和節(jié)流孔10之間均布有寬度0. 6毫米的泄壓槽30，參見附圖6。
其它參數(shù)和工作原理與實施例1相同，這里不再贅述。
實施例5一種拼接的長距離導(dǎo)軌，分別有兩段長2米的導(dǎo)軌88和長2. 2米的導(dǎo)軌66組成，它們的連接處有0.4毫米的接縫。參見附圖6、7。
采用實施例4中描述的滑塊，在這種拼接的長距離導(dǎo)軌上運行，即使其中一個或幾個空氣軸承越過導(dǎo)軌的拼接縫泄壓，其余有效的空氣軸承仍然具有足夠的承載力和剛度的話，這樣滑塊的運行質(zhì)量就不會受到影響。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的節(jié)流孔、均壓槽和泄壓槽做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代及組合，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種空氣靜壓軸承，包括導(dǎo)軌、滑塊，滑塊上有進氣通道，進氣通道連接有節(jié)流孔， 節(jié)流孔與滑塊的工作面連通，其特征在于所述工作面上節(jié)流孔之間設(shè)有泄壓槽，泄壓槽與滑塊工作面的端面相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣靜壓軸承，其特征在于在滑塊工作面上節(jié)流孔的周圍設(shè)有均壓槽，均壓槽的一端與節(jié)流孔連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣靜壓軸承，其特征在于所述滑塊工作面上的均壓槽為以節(jié)流孔為中心的“一”字形、“Y”字形或“十”字形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣靜壓軸承，其特征在于所述泄壓槽的橫截面積不小于均壓槽的橫截面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種空氣靜壓軸承，其特征在于所述滑塊上的節(jié)流孔為1-5排分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種空氣靜壓軸承，其特征在于所述的節(jié)流孔相鄰的兩排為交錯分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣靜壓軸承的一種應(yīng)用，其特征在于所述的導(dǎo)軌為具有細(xì)小接縫的拼接導(dǎo)軌。全文摘要
本發(fā)明涉及提供一種空氣靜壓軸承及其應(yīng)用，空氣軸承包括導(dǎo)軌、滑塊，滑塊上有進氣通道，進氣通道連接有節(jié)流孔，節(jié)流孔與滑塊的工作面連通，其特征在于所述工作面上各個節(jié)流孔之間設(shè)有泄壓槽，泄壓槽與滑塊工作面的端面相通。同時介紹了一種將本發(fā)明的空氣軸承應(yīng)用于長距離導(dǎo)軌的方法。其有益效果是在滑塊的節(jié)流孔之間設(shè)有泄壓槽，相當(dāng)于在一個滑塊上設(shè)立了多個并列的空氣軸承，解決了節(jié)流孔多的滑塊存在的氣振問題；同時這種多節(jié)流孔的滑塊可以應(yīng)用于長距離拼接導(dǎo)軌，容許拼接處有細(xì)小的縫隙，降低了傳統(tǒng)長距離導(dǎo)軌的制造精度要求。
文檔編號F16C32/06GK102478065SQ20101055567
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者張建軍 申請人:張建軍