[发明专利]用于空气静压轴承的试验系统及其试验方法

说明书

本发明提供一种用于空气静压轴承的试验系统及其试验方法，底座，在底座上设置有支架和滑台；支架中朝向滑台的一侧设置有沿竖直平面延伸的止推板；滑台的上侧设置有滑块，滑台能够驱动滑块做靠近或远离止推板的运动；滑块朝向止推板的一侧面平行于竖直平面、且设置有开口正对止推板的凹部，凹部的底面平行于竖直平面，在凹部的底面设置有第一气压计；凹部位于止推板的转轴的上方；滑块上还设置有供气装置，供气装置的出气口设置于凹部的底面，供气装置还设置有用于连接气源的进气口、以及测量进气口的气压的第二气压计；滑块上还设置有用于测量侧面与止推板之间的水平距离的测距装置。该实验系统能够模拟一个空气静压轴承。

技术领域

本发明涉及空气静压轴承技术领域，尤其涉及一种用于空气静压轴承的试验系统及其试验方法。

背景技术

空气静压轴承是利用气膜支承载荷来减少摩擦的机械构件，具有速度高、精度高、低摩擦、耐高低温及辐射、清洁环保、寿命长和结构简单等优点，主要应用于超高速、超精密和低摩擦低功耗支承等技术领域，转速可高达几十万转每分钟。

图1示出了空气静压轴承的结构图，包括：主轴转子11、径向轴承12、轴承外壳13、径向轴承进气口14、止推轴承15和止推轴承进气口16，主轴转子11连接电机并由其带动，具有一定压力的气体分别通过径向轴承进气口14和止推轴承进气口16流入节流孔和气腔，因此，在主轴转子11和轴承外壳13内壁间形成一层气膜，将主轴转子11支撑，实现主轴转子11运转的“零摩擦”运动。径向轴承12和止推轴承15分别承载并限制主轴转子11的径向运动和轴向运动。

这里，如图1所示，止推轴承15是在一个腔室17中转动，止推轴承进气口16从腔室17的第一侧壁向该腔室17中喷出空气，可以理解的是，该止推轴承15与第一侧壁之间距离，以及止推轴承进气口16所喷出空气的气压都会影响到该空气静压轴承的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于空气静压轴承的试验系统及其试验方法。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种用于空气静压轴承的试验系统，包括：底座，在所述底座的上表面相对设置有支架和滑台；所述支架中朝向所述滑台的一侧设置有沿竖直平面延伸的止推板；所述滑台的上侧设置有滑块，所述滑台能够驱动所述滑块做靠近或远离所述止推板的运动；所述滑块朝向所述止推板的一侧面平行于所述竖直平面、且设置有开口正对所述止推板的凹部，所述凹部的底面平行于所述竖直平面，在所述凹部的底面设置有第一气压计；所述凹部位于所述止推板的转轴的上方；所述滑块上还设置有供气装置，所述供气装置的出气口设置于所述凹部的底面，所述供气装置还设置有用于连接气源的进气口、以及测量进气口的气压的第二气压计；所述滑块上还设置有用于测量所述侧面与所述止推板之间的水平距离的测距装置。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述支架中远离所述滑台的一侧设置有步进电机，所述步进电机的转子沿水平方向穿过所述支架且所述转子固定连接到所述止推板。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述测距装置包括：光栅尺读数头和光栅尺。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述供气装置包括：在水平方向上贯穿所述滑块的通孔，所述通孔与所述凹部相连通的一端为出气口、另一端为进气口，在所述通孔中设置有节流器，所述节流器与所述通孔相配合。

本发明实施例还提供了一种用于空气静压轴承的试验方法，包括以下步骤：获取待测试的空气静压轴承的中的凹部在上下方向上的长度L、在前后方向上的平均宽度和目的表压比值；提供一上述的试验系统，所述试验系统中的进气口连接气源；所述试验系统中的凹部上下方向上的长度为L，在前后方向上的平均宽度为控制所述气源提供空气，接收第一气压计所获取到的第一气压值P_o、以及第二气压计所获取到的第二气压值P_s；在获取测距装置所得到距离h，且h和P_s符合要求；其中，P_a为大气压，预设阀值0。