本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于重型工件測(cè)量的高精度機(jī)械加工機(jī)床、高精密儀器測(cè)量系統(tǒng)的抗偏載大承載氣浮主軸。

背景技術(shù)：

目前，精密儀器上使用最多的利用流體力學(xué)作用而使被測(cè)工件（或測(cè)量用的傳感器類(lèi)）可動(dòng)，這種使測(cè)量得以完成的氣浮類(lèi)的可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，均是憑借氣體在兩平面間形成的氣膜浮力承載重量并保持旋轉(zhuǎn)時(shí)被測(cè)工件軸向的平穩(wěn)。近年來(lái)隨著科技技術(shù)及先進(jìn)生產(chǎn)工藝的應(yīng)用，相應(yīng)的問(wèn)題隨之而來(lái)，因?yàn)闇y(cè)量工件質(zhì)量越來(lái)越重、體積也隨之增大，導(dǎo)致氣浮支撐面支撐浮力不足從而引起不能測(cè)量重型工件、并且測(cè)量旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸向角剛度不足而引起不能平穩(wěn)承載測(cè)量的問(wèn)題，直接影響測(cè)量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種在精密儀器的測(cè)量系統(tǒng)中，精密儀器將在承載范圍內(nèi)，抗偏載能力增強(qiáng)，測(cè)量?jī)x器的可測(cè)（物重）范圍增加并且轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，儀器測(cè)量的可靠性有所提高的抗偏載大承載氣浮主軸。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種抗偏載大承載氣浮主軸，其特征是：包括：可轉(zhuǎn)動(dòng)軸體和不可轉(zhuǎn)動(dòng)軸套，可轉(zhuǎn)動(dòng)軸體由上端蓋板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、下端蓋板、壓板組成，上端蓋板與下端蓋板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)螺釘相聯(lián)結(jié)為一個(gè)整體；不可轉(zhuǎn)動(dòng)軸套由外套及內(nèi)套及嵌入內(nèi)套的噴咀組成；外套與內(nèi)套為過(guò)盈配合組成一個(gè)整體軸套；轉(zhuǎn)動(dòng)軸和內(nèi)套為間隙配合；噴咀固定于內(nèi)套中，通過(guò)外套中加工的氣路與內(nèi)套中加工的相通氣路，壓縮空氣在內(nèi)套內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間，內(nèi)套上下端面與上下蓋板和之間形成整體氣膜、小氣室及環(huán)形條狀氣槽。

所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的上下兩端連接有上端蓋板和下端蓋板；外套與內(nèi)套組成的整體軸套被套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，并且轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸套之間、上端蓋板和下端蓋板與軸套上下兩端面之間間隙配合，壓板將整體固定在工作測(cè)量臺(tái)面上；上端蓋板上方聯(lián)結(jié)載物平臺(tái)，與上端蓋板上表面固定連接；轉(zhuǎn)動(dòng)軸的下端與電機(jī)連接；在外套與內(nèi)套都有氣路相通，在外套氣路的進(jìn)氣口嵌裝有進(jìn)氣噴嘴。

在內(nèi)套兩端端面上各有環(huán)形均勻分布的噴咀。

所述的環(huán)形均勻分布的噴咀的噴氣口位于內(nèi)套表面，并且位于內(nèi)套兩端端面上的噴咀端面低于內(nèi)套的端面0.02mm，當(dāng)上端蓋板和下端蓋板與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接后，上端蓋板和下端蓋板與內(nèi)套配合，在各噴咀的下陷端面處形成了間隙，該間隙即為小氣室。

所述的小氣室同心圓處加工環(huán)形條狀斷續(xù)槽，槽寬0.4mm-0.6mm，槽長(zhǎng)15mm-20mm，槽深0.1mm-0.18mm，通氣后，氣流順著上述形成的小氣室充滿環(huán)形條狀斷續(xù)槽間隙中，形成環(huán)形氣槽。

本實(shí)用新型的工作原理是：氣浮主軸在增加了環(huán)形斷續(xù)氣槽后，使得應(yīng)用了此類(lèi)氣浮主軸的精密測(cè)量?jī)x器測(cè)量工作時(shí)，不因?yàn)槌休d量大、氣源的不穩(wěn)定，而不能承載且軸向上下晃動(dòng)的問(wèn)題得以解決。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過(guò)內(nèi)套與外套所組合成的整體軸套，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端由螺釘聯(lián)結(jié)上端蓋板、下端蓋板；氣流由整體軸套外套通過(guò)小孔進(jìn)入內(nèi)套，在內(nèi)套各處的小氣室處設(shè)計(jì)同心圓的斷續(xù)環(huán)形槽，因小氣室與環(huán)形槽聯(lián)通后的作用（形成環(huán)形條狀氣槽）從而在原來(lái)平面形成的氣膜中增加了氣浮支撐面，進(jìn)而增加整套結(jié)構(gòu)的承載量和軸向角剛度。

本實(shí)用新型的有益效果是：采用經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)并加工而成的主軸系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x，因有環(huán)形斷續(xù)氣槽的條形氣室效果形成的氣膜增加了氣浮主軸系統(tǒng)的承重量與抗偏載能力。在大型圓度儀上使用后，其承載量可達(dá)700Kg并且可平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，提高了儀器測(cè)量的可靠性。該抗偏載大承載氣浮主軸應(yīng)用于重型工件測(cè)量的高精度機(jī)械加工機(jī)床、高精密儀器測(cè)量系統(tǒng)，如大型齒輪測(cè)量中心、圓度-波紋度測(cè)量?jī)x、圓柱度測(cè)量?jī)x等的機(jī)械氣浮系統(tǒng)，是一種利用流體力學(xué)原理增強(qiáng)抗偏載能力的大承載氣浮主軸。

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為整套氣浮主軸的縱向剖視圖；

圖2為內(nèi)套端面小氣室環(huán)形條狀氣槽與上端面板的剖視圖；

圖3為環(huán)形條狀氣室的成形圖；

圖4為內(nèi)套端面縱向剖視圖；

圖5為內(nèi)套端面俯視圖；

圖中：1、上端蓋板，2、壓板，3、外套，4、轉(zhuǎn)動(dòng)軸，5、內(nèi)套，6、噴咀，7、下端蓋板，8、環(huán)形條狀氣槽，9、小氣室。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種抗偏載大承載氣浮主軸，包括：可轉(zhuǎn)動(dòng)軸體和不可轉(zhuǎn)動(dòng)軸套，可轉(zhuǎn)動(dòng)軸體由上端蓋板1、轉(zhuǎn)動(dòng)軸4、下端蓋板7、壓板2組成，上端蓋板1與下端蓋板7、轉(zhuǎn)動(dòng)軸4通過(guò)螺釘相聯(lián)結(jié)為一個(gè)整體；不可轉(zhuǎn)動(dòng)軸套由外套3及內(nèi)套5及嵌入噴咀6的內(nèi)套5組成；外套3與內(nèi)套5為過(guò)盈配合組成一個(gè)整體軸套；可轉(zhuǎn)動(dòng)軸體和不可轉(zhuǎn)動(dòng)整體軸套為間隙配合；噴咀6固定于內(nèi)套5中，通過(guò)外套3中的氣路與內(nèi)套5中相通的氣路，壓縮空氣在內(nèi)套5內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動(dòng)軸4間，內(nèi)套5的上下端面與上下蓋板1和7間形成氣膜、小氣室與環(huán)形條狀氣槽。

轉(zhuǎn)動(dòng)軸4的上下兩端連接有上端蓋板1和下端蓋板7；外套3與內(nèi)套5組成的不可轉(zhuǎn)動(dòng)整體軸套被套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸4上，并且轉(zhuǎn)動(dòng)軸4與內(nèi)套5之間、上端蓋板1和下端蓋板7與內(nèi)套上下兩端面之間間隙配合，壓板2將整體固定在工作測(cè)量臺(tái)面上；上端蓋板1上方聯(lián)結(jié)載物平臺(tái)，與上端板1上表面固定連接；轉(zhuǎn)動(dòng)軸4的下端與電機(jī)連接；在外套3與內(nèi)套5都有氣路相通，氣路的布置采用現(xiàn)有技術(shù)。在外套3氣路的進(jìn)氣口嵌裝有進(jìn)氣噴嘴。

在內(nèi)套5兩端端面上各有環(huán)形均勻分布的噴咀6，見(jiàn)圖4和圖5所示。

如圖2所示，環(huán)形均勻分布的噴咀6的噴氣口位于內(nèi)套5表面，并且位于內(nèi)套5兩端端面上的噴咀6端面低于內(nèi)套5的端面0.02mm，當(dāng)上端蓋板1和下端蓋板7與轉(zhuǎn)動(dòng)軸4連接后，上端蓋板1和下端蓋板7與內(nèi)套5配合，在各噴咀6的下陷端面處形成了間隙，該間隙即為小氣室9。

如圖3所示在每個(gè)小氣室9同心圓處加工環(huán)形條狀槽，槽寬0.4mm-0.6mm，槽長(zhǎng)15mm-20mm，槽深0.1mm-0.18mm，通氣后，氣流順著上述形成的小氣室充滿環(huán)形條狀間隙中，形成條狀氣槽8。

使用時(shí)，載物平臺(tái)上放置一直徑為800mm，重量小于400Kg的重型被測(cè)工件。當(dāng)壓縮的空氣通過(guò)外套3中的氣路進(jìn)入內(nèi)套5中相通的氣路，并通過(guò)內(nèi)套5流通進(jìn)噴咀6中后，在內(nèi)套5與轉(zhuǎn)動(dòng)軸4之間；內(nèi)套5與上端蓋板1之間、內(nèi)套5與下端蓋板7之間的間隙形成氣膜，并且在小氣室9和條形氣槽8中形成更穩(wěn)固的氣浮塊和條狀氣膜條，使得轉(zhuǎn)動(dòng)軸4及與其固連的上端蓋板1和下端蓋板7浮起，處于非接觸懸浮狀態(tài)。氣浮主軸在外力電機(jī)的作用下開(kāi)始旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)載物臺(tái)上被測(cè)工件進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于被測(cè)工件是重型體積大，要經(jīng)過(guò)偏心和水平調(diào)整，調(diào)整到與氣浮主軸同心，在進(jìn)行偏心和水平調(diào)整時(shí)對(duì)主軸系統(tǒng)的承載力和軸向角剛度提出高的要求。此型設(shè)計(jì)提高了承載力和抗偏載能力，實(shí)現(xiàn)可靠測(cè)量圓度-波紋度的目的。