[发明专利]微缝气浮单元及其成型方法

说明书

微缝气浮单元及其成型方法，属于静压气浮领域。本发明解决了小孔节流气浮单元缝隙通过能力差、存在涡流干扰，以及多孔质气浮单元脱落粉末污染环境的问题。本发明微缝气浮单元，包括上壳体、导气腔和具有狭缝的底板；其中，狭缝的形状为蜂窝状，狭缝的宽度为毫米级；上壳体盖合在具有狭缝的底板上，且二者底面平齐；导气腔设置在具有狭缝的底板上，且导气腔与狭缝连通；底板和导气腔的外部与上壳体之间所形成的空间内填充有浇筑材料，导气腔通过进气通道与上壳体外部连通。本发明主要进行气浮支撑。

技术领域

本发明属于静压气浮领域。

背景技术

静压气浮技术是一种广泛应用的气体润滑技术，能够实现两个相对运动部件的非接触、近零摩擦的相对运动，基于静压气浮技术的气浮单元在精密仪器等领域应用广泛。传统的静压气浮单元分为小孔节流的气浮单元和多孔质的气浮单元。

小孔节流的气浮单元垂直于工作平面加工小孔，气体通过小孔后在工作平面形成高压气膜，使气浮单元悬浮。受限于加工工艺和成本，小孔直径通常为亚毫米级，气体通过小孔的流阻低，小孔轴线于工作平面的垂直度也难以保证。流阻低导致气浮单元的小孔在通过气浮平台拼接的缝隙时，气膜迅速泄压，气浮单元失去承载能力；垂直度差导致气流通过小孔后存在平行工作平面的切向气流，形成涡流干扰，引起气浮单元旋转运动。

多孔质的气浮单元通过烧结工艺在材料内部形成纳米级别的孔隙，气体通过孔隙并在工作平面形成高压气膜。多孔质材料的孔隙很小而且数量极多，流阻大且带来均化效应，因此，多孔质静压气浮单元通过气浮平台拼接缝隙时几乎没有泄压，且涡流干扰很小。但是，由于烧结工艺的限制，成本高，而且烧结成型的材料结构强度低，存在脱落粉末，在精密仪器和净化环境应用中会污染环境，限制了其应用范围。

因此，亟待开发新的静压气浮单元解决上述问题。

发明内容

本发明目的是为了解决小孔节流气浮单元缝隙通过能力差、存在涡流干扰，以及多孔质气浮单元脱落粉末污染环境的问题，本发明提供了一种微缝气浮单元及其成型方法。

微缝气浮单元，包括上壳体1、导气腔2和具有狭缝3-1的底板3；其中；狭缝3-1的形状为蜂窝状，狭缝3-1的宽度为毫米级；

上壳体1盖合在具有狭缝3-1的底板3上，且二者底面平齐；

导气腔2设置在具有狭缝3-1的底板3上，且导气腔2与狭缝3-1连通；

底板3和导气腔2的外部与上壳体1之间所形成的空间内填充有浇筑材料，导气腔2通过进气通道5与上壳体1外部连通；

流经狭缝3-1的气流喷射方向垂直于工作平面。

优选的是，上壳体1上还设有压紧柱1-2，压紧柱1-2位于导气腔2上方，且挤压在上壳体1的内壁与导气腔2之间。

优选的是，具有狭缝3-1的底板3、导气腔2和浇筑材料的材质相同。

优选的是，狭缝3-1的宽度范围为从0.01mm至0.05mm。

微缝气浮单元的成型方法，该成型方法是基于上壳体1、上基板6、铝蜂窝芯7和下模板4实现的；上壳体1上设有浇筑孔1-1，上基板6为平板型基板、且其上设有孔状结构，且上设有限位柱6-1；

该成型方法的实现方式包括：

步骤一、将上壳体1扣合在下模板4上，且上基板6和铝蜂窝芯7设置在上壳体1和下模板4之间的空腔内，且上基板6位于铝蜂窝芯7上方，上基板6上的限位柱6-1贯穿上壳体1，并伸出至上壳体1外，通过限位柱6-1对上壳体1进行限位；

步骤二、通过浇筑孔1-1浇筑浇筑材料，使浇筑材料填充上壳体1和下模板4之间的空腔、上基板6上的孔以及铝蜂窝芯7上的窝孔7-1，待浇筑材料固化后拆除下模板4，并对浇筑后的铝蜂窝芯7的底面进行研磨，使其平整；