[发明专利]基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承

说明书

基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承属于气体轴承与气体润滑技术领域。该装置包括气浮轴、气浮套、止推板和吸载装置，气浮轴呈T型，气浮轴与止推板安装在气浮套的两侧，保持架中的钢球位于气浮轴与气浮套之间，使二者过盈配合。利用气浮轴承提高回转精度，降低轴承的径向跳动，同时利用密珠轴系提高轴向承载、刚度、以及主轴的整体稳定性。本发明将密珠轴系与气浮轴承技术相结合，并提出一种基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承，达到了兼顾轴承精度和承载的目的。

技术领域

本发明涉及一种气浮止推轴承，特别涉及一种基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承。

背景技术

静压气浮轴承因其长寿命、高精度、低功耗、阻尼特性好、速度范围宽和便于加工等显著优点,在精密及超精密工程、微细工程、空间技术、航空航天医疗器械以及核能工程等领域有着重要应用。为此,众多学者对其进行了不辍研究,以期实现轴承性能的优化与提高。

专利CN200810209792.8“一种多孔质气体静压止推轴承”、专利CN201810910337.4“一种真空吸附型多孔质气体静压止推轴承”中均描述了以多孔质为材料的气浮轴承，在一定程度上提高了轴承的承载特性，但没有解决多孔质材料本身易于堵塞的问题。而本发明详细描述了一种基于外环共面吸载的气浮止推轴承，从增加吸载结构的角度设计新型的止推轴承，避免了多孔质材料本身易于堵塞导致承载性能下降的问题。

专利CN 201620829583.3“一种真空吸载板模组”提出了一种基于真空吸附技术的支撑装置，将柔性电路板防放置于吸气架上，特别设计的锯齿结构配合限位销的结构，使得柔性线路板贴合与上盖上，加工时保证线路板平整，提高成品率。该项技术主要针对易变形的“薄板”类负载的支撑装置，不能实现提高精度和增大负载的目的。

专利CN201821164581.2“振动式球体吸载装置”采用了真空吸力吸取贮球池内锡球的方法，使球池盒周遭空气会由进气通道经透气孔被抽入贮球池内，而产生由透气孔往上模座方向吹送的纵向气流，另外借由纵向气流将锡球往上模座方向吹送，可进一步提高上模座吸附锡球效率。该项技术采用真空负压技术，来抵消重力，在一定程度上起到了增大负载的作用，但该技术不适用于具有回转精度要求的轴承结构。

现有的气浮轴承技术精度高但往往承载性能不佳，而密珠轴系的精度低但具有优异的承载性能。因此，本发明将密珠轴系与气浮轴承技术相结合，利用气浮轴承提高回转精度，降低轴承的径向跳动，同时利用密珠轴系提高轴向承载和刚度、以及主轴的整体稳定性，提出基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承，达到了兼顾轴承精度和承载性能的目的。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的气浮轴承技术精度高但往往承载性能不佳的问题，将密珠轴系与气浮轴承技术相结合，降低轴承径向跳动，同时利用密珠轴系提高轴向承载和刚度，达到了兼顾轴承精度和承载的目的。

上述目的通过以下的技术方案实现：

基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承，包括气浮轴1、气浮套2、止推板3，其中气浮轴1呈T型，气浮轴1与止推板3安装在气浮套2的两侧，气浮套2的内部安装有若干个节流器5，节流器5的安装关于回转轴中心对称，气浮套2的中部开设有环形导气槽6，气浮套2的端部加工有台阶7；气浮轴1与气浮套2之间安装有吸载装置4，吸载装置4的具体结构如下。

吸载装置4包括保持架8和若干钢球10，保持架8上加工有安装孔9,钢球10安装在安装孔9内，钢球10位于气浮轴1与气浮套2之间并使二者过盈配合，保持架8的边缘安装在气浮套2上并由台阶7定位。

基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承的气浮轴1的轴向支撑力由吸载装置4提供，而径向撑力由节流器5提供。

基于轴向密珠吸载的气浮止推轴承的保持架8上开设的安装孔9以及安装的钢球10呈涡旋线11分布，受旋角和钢球10直径的影响，涡旋线11可采用单涡旋线、双涡旋线、以及多涡旋线的形式；旋角和钢球10直径越大，涡旋线11的数目就越多。