[发明专利]气浮式平面轴承的气膜刚性检测平台及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气膜刚性检测平台，特别是涉及一种气浮式平面轴承的气膜刚性检测平台及其使用方法。

背景技术

参阅图1，以往的一种气膜刚性检测平台1，包括一个平台11、一个置于该平台11上的气浮载具12、一个连接该气浮载具12的供气系统13、一个架设于该平台11且位于该气浮载具12上方的千分表14，及一个架设于该平台11且位于该气浮载具12上方的机械式感测器15，该机械式感测器15可以是荷重感测器。

此处以该气浮载具12向下喷气作为说明，也就是该气浮载具12为待测物，进行检测时，先将该千分表14轻触于该气浮载具12表面做归零动作，接着，开启该供气系统13使该气浮载具12浮起，读取该千分表14的数据，得到该气浮载具12的气膜厚度，而后，启动该荷重试验机，使感测头逐渐下降至接触到该气浮载具12，直至该气浮载具12底部完全接触平台11，所测得的荷重值为承载力，通过下式计算后得气膜刚性：

J＝W/H，

J为气膜刚性(单位：N/μm)，W为承载力，H为气膜厚度。

以往的气膜刚性检测平台1所使用的机械式感测器15，其启动后机械式感测器15将开始下降，当机械式感测器15接触到气浮载具12表面的同时，机械式感测器15开始对气浮载具12施加负载，当气浮载具12受到机械式感测器15所施加的负载，气浮载具12之气膜同时会回馈一个反作用力予机械式感测器15，此反作用力即为气膜承载力；当机械式感测器15负载大于气膜承载力时，感测器15测头将持续下降，而气浮载具12之气膜厚度将逐渐减少；反之当机械式感测器15负载小于气膜承载力时，机械式感测器15测头将会上升，而气浮载具12之气膜厚度将逐渐增加；而当气膜承载力等于感测器15负载时，则两者将保持平衡且静止不动。

由于机械式感测器15为机械式，出力范围与规格固定，而无法依待测物性能调整出力范围，且仅可量测气膜刚性的最大值。以往在量测气膜刚性时，机械式感测器15之测头从伸出至接触气浮载具12，最后使气浮载具12底面完全接触设备平台11之台面后，机械式感测器15之测头才完全停止，并开始计算在这施压过程中感测器15施予气浮载具12之最大负载值是多少，故以往的检测方式仅能量测气浮载具12之气膜刚性最大值，且由于机械式感测器15是在被测物完全接触设备平台11之台面时，才开始计算负载值，故以往的量测结果往往高估了气浮载具12本身之气膜刚性，其结果是有误差的。

以往气膜厚度的大小受到供气系统13的设定参数所影响，当设定参数调升到某个数值时，气膜厚度受到被测物规格之限制而将不会再增加，此时气膜厚度值即为初始气膜厚度值，初始气膜厚度值是当被测物尚未承受任何负载的情况下，所达到的气膜厚度值，故初始气膜厚度可视为最大气膜厚度；而当被测物受到负载作用导致气膜厚度逐渐减少时，当气膜厚度趋近于零时但不等于零，此气膜厚度值即为气膜厚度最小值。

当气浮载具12受到负载作用导致气膜厚度逐渐下降的同时，气膜厚度愈小相对地导致气膜密度愈大，气膜密度愈大将造成气膜承载力愈大；故最大气膜承载力为最小气膜厚度所能承受之最大负载值，即为最大气膜承载力；而最小气膜承载力则为初始气膜厚度所能承受之最大负载值，即为最小气膜负载力。

值得强调的是，以往的气浮载具12的供气系统13与机械式感测器15之能源型态为两套不同的系统，气浮载具12固定仅能以气压系统的供气系统13为供应型态，而机械式感测器15可以为机械能转动能，或电能转动能等各种供应形态，故以往仅能针对气浮载具12之供气系统13进行调整，而供气系统13的设定将影响气浮载具12之负载能力大小；以往的机械式感测器15之规格设计是固定的，当气浮载具12之负载能力超出量测设备之容许范围，将会产生机械式感测器15无法测得气浮载具12之最大负载能力。

因此，一种可以快速量测的气膜刚性检测平台，为目前相关业者的研发目标之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以快速量测的气浮式平面轴承的气膜刚性检测平台及其使用方法。

本发明气浮式平面轴承的气膜刚性检测平台，包含一个精密比测平台单元、一个气浮载具，及一个供气系统，该精密比测平台单元包括一个用于提供平坦表面的精密平台、一个设置于该精密平台上方的气压缸，及一个设置于该精密平台上方且连接于该气压缸的千分表，该气浮载具放置于该精密平台上，该供气系统连接该气浮载具与该精密比测平台单元的气压缸。