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[发明专利]一种超低渗透率多孔质-表面复合节流的气体静压轴承-CN202310060422.7在审
发明人：王波;陈文韬;张凯文;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-19 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： F16C32/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种超低渗透率多孔质‑表面复合节流的气体静压轴承，所述气体静压轴承包括上辐板、多孔质节流环I、轴套、主轴转子、多孔质节流环II、多孔质节流环III和下辐板，所述轴套套设在主轴转子上，其上设置有环形阶梯槽A使得其与主轴转子之间形成了表面节流形式的径向轴承；所述上辐板和下辐板固定在主轴转子的上下两端，其上均设置环形阶梯槽B使得其与轴套之间形成表面节流形式的止推轴承。多孔质节流环设置在表面节流形式的供气槽中，从而形成了多孔质‑表面复合节流的气体静压轴承，以此克服了多孔质节流对表面节流流态影响，大大提高了轴承的刚度，并且充分发挥多孔质节流与表面节流优秀的误差均化效果，提高了轴承的回转精度。
一种渗透多孔表面复合节流气体静压轴承

[发明专利]一种基于流固耦合分析的静压导轨设计方法-CN202310157137.7在审
发明人：王波;谷东运;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-02-23 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种基于流固耦合分析的静压导轨设计方法。包括以下步骤：S1.建立结构体有限元模型和油膜流场的有限元模型；S2.计算槽内油压作为油垫的初始内边界条件；S3.推导偏微分控制方程的等效积分弱形式及其相应的边界条件；S4.建立流固耦合计算模型；S5对FSI有限元模型进行求解；S6.计算出各节流孔后对应的压力(Pao)；S7.将压力(Pao)与凹槽油压(Pop)进行比较，直到Pao与Pop的差值满足收敛条件，整个迭代计算结束。本发明考虑结构变形的影响建立了流固耦合计算模型，提高了计算精度和效率，分析静压导轨所面临的流固耦合问题及其对性能的影响，并通过刚度、变形、流量实验验证了流固耦合模型的有效性。
一种基于耦合分析静压导轨设计方法

[发明专利]一种低风阻高速主轴转子结构-CN202310059204.1在审
发明人：王波;吴言功;张志超;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-19 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： B23B19/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种低风阻高速主轴转子结构，所述高速主轴转子结构包括主轴转子和沙丘状形体，所述主轴转子的外侧壁加工有若干个沙丘状形体，沙丘状形体在主轴转子的外侧壁沿圆周方向均匀分布，沙丘状形体为“C”形齿，“C”形齿上表面与左侧面一体设置有一向上凸起的弧形面a，所述弧形面a为凸坡，“C”形齿右侧面设置有一凹向左侧的弧形面b，所述弧形面b为凹坡。本发明在主轴转子的侧面加工出沿圆周均匀分布的沙丘状形体，降低了主轴转子在高速运动下的风阻，减小了主轴噪声。传统高速主轴转子风阻较大，主轴转子与其周围流体间存在着较大的摩擦阻力与摩擦功耗，而本发明中主轴转子风阻较低，所需摩擦功耗较低，能够降低电机的功率损耗。
一种低风阻高速主轴转子结构

[发明专利]一种气浮轴轴向误差补偿机构-CN202310078217.3在审
发明人：王波;吴言功;谷东运;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-02-03 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： B23Q1/70 文献下载
摘要：一种气浮轴轴向误差补偿机构，属于超精密加工装备技术领域。主轴转子同轴设置在轴承座的内腔内，主轴转子和轴承座之间设置驱动装置，驱动装置能够驱动主轴转子轴向移动。本发明整体结构较为紧凑，通过轴向位移传感器和轴向速度传感器获取的信号确定主轴转子的实际轴向位置，并与理论位置进行比较，利用驱动装置产生的电磁力直接控制主轴转子进行轴向运动来消除二者之间的差值，补偿气浮轴的轴向误差，提高机床加工精度，由于可以控制主轴转子进行轴向运动，因此也能实现对非旋转对称表面的加工。本发明气浮轴轴向刚度高，同时气浮主轴单元可以代替车床的轴向滑块的功能，这使车床的总导轨数量减少，使工件和工具之间的结构环刚度增加。
一种气浮轴轴向误差补偿机构

[发明专利]一种节流器后有台阶凸起的液体静压复合节流导轨-CN202211657996.4在审
发明人：王波;张志超;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-22 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： F16C32/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种节流器后有台阶凸起的液体静压复合节流导轨，所述液体静压复合节流导轨包括溜板、油腔、节流器、导轨、封油边，所述溜板滑动地设置于导轨上；所述溜板的一侧表面中心设置有圆形沉槽，沉槽的中央安装有节流器，溜板的另一侧表面设置有油腔，溜板的边缘设置有封油边；所述油腔的中央增加一凸台，凸台的上表面与封油边共面，凸台的高度与油腔的深度相等，所述凸台的中心开有出油口，出油口与节流器相连通。本发明有效地克服了传统工艺中一般小节流器配合小间隙才能得到高刚度，而小直径的节流器容易堵塞的问题，通过额外增加凸起，增加了系统的整体流阻，降低了流量，降低了油泵能耗。
一种节流器后有台阶凸起液体静压复合导轨

[发明专利]一种分段供气的表节流式气浮主轴轴承-CN202310055752.7在审
发明人：王波;吴言功;范雨欣;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-16 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： F16C32/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种分段供气的表节流式气浮主轴轴承，所述表节流式气浮主轴轴承包括主轴转子、前气浮轴承和后气浮轴承，其中：所述主轴转子为中部设置有环状凸缘的阶梯轴；所述前气浮轴承和后气浮轴承套设在主轴转子上；所述前气浮轴承的下部设置有环状凹槽，环状凸缘位于环状凹槽内；所述主轴转子与轴套之间设置有环形孔缝且相邻孔缝之间相互连通，所述环形孔缝纵剖面均呈阶梯状结构，所述轴套分段设置有供气流道和出气流道。本发明采用分段供气的方法能够避免流体延周向流动的压力梯度发变化导致的环向流，提高轴承的承载能力，同时台阶表面节流能够使转子工作更平稳，实现较高回转精度，且无需额外节流器极大提高装配效率和可靠度。
一种分段供气节流式气浮主轴轴承

[发明专利]一种梯度渗透率多孔质气体静压轴承-CN202211716452.0在审
发明人：王波;陈文韬;张志超;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： F16C32/06 文献下载
摘要：一种梯度渗透率多孔质气体静压轴承，属于超精密加工装备技术领域，具体方案如下：一种梯度渗透率多孔质气体静压轴承，包括主轴转子、两个径向轴套和两个止推轴套，主轴转子包括长轴和环状凸缘，环状凸缘环绕长轴的中部设置且与长轴相互垂直，两个径向轴套分别套设在长轴的上下两侧且相对环状凸缘的径向平面对称，两个止推轴套分别环向设置在环状凸缘的上下两个表面且相对环状凸缘的径向平面对称，两个径向轴套渗透率自远离长轴的一端至近长轴的一端梯度递减，两个止推轴套的渗透率自远离环状凸缘的一端至近环状凸缘的一端梯度递减。本发明中多孔质材料的渗透率梯度衰减，气体流量降低，有效抑制了轴承产生气锤振动。
一种梯度渗透多孔气体静压轴承

[发明专利]一种使用气体静压轴承支撑的直线旋转电机-CN202310078212.0在审
发明人：王波;吴言功;范雨欣;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-02-03 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： H02K41/06 文献下载
摘要：一种使用气体静压轴承支撑的直线旋转电机，属于超精密装备制造技术领域。包括主轴转子、轴承、轴套、直线音圈电机及旋转音圈电机；轴承间隙套设在主轴转子上，轴套套设在轴承上，直线音圈电机、旋转音圈电机套设在主轴转子端部，直线音圈电机驱动主轴转子轴向运动，旋转音圈电机驱动主轴转子旋转。本发明能够实现主轴的旋转轴直线与直线运动轴线完全重合，无偏心距离，能够通过控制的手段替代了叠加轴的方式，实现主轴空间位置精确可控。本发明能够实现直线旋转电机在微观精度水平上运行，提高加工可靠性与稳定性，能够避免主轴端面与轴承室端面加工误差导致主轴旋转过程中引起的轴向误差运动，且能够精确控制主轴轴向运动位置。
一种使用气体静压轴承支撑直线旋转电机

[发明专利]一种大气等离子体抑制微振的气体静压轴承-CN202211651443.8在审
发明人：王波;张凯文;吴言功;乔政;丁飞;陈文韬 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-21 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： F16C32/06 文献下载
摘要：一种大气等离子体抑制微振的气体静压轴承，属于超精密加工装备领域，具体方案如下：一种大气等离子体抑制微振的气体静压轴承，包括轴套、铜轴套、主轴转子、辐板和大气等离子体激发装置，所述铜轴套套设在主轴转子上，所述轴套套设在铜轴套上，所述辐板套设在主轴转子上且与轴套固定连接，轴套和辐板上设置的气路通过若干个小孔节流器为主轴转子的表面供气，所述主轴转子、轴套和辐板的材质均导电，所述大气等离子体激发装置的一端电连接主轴转子，另一端电连接轴套和辐板。本发明从微振产生的机理上消除了微振及其影响，大大提高了气浮轴承在工作时的稳定性。
一种大气等离子体抑制气体静压轴承

[发明专利]一种气雾润滑超精密气体静压轴承-CN202310072871.3在审
发明人：王波;谷东运;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-19 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： F16C32/06 文献下载
摘要：一种气雾润滑超精密气体静压轴承，属于超精密加工装备技术领域。用于解决气体静压轴承以气体作为润滑剂容易出现轴承抱死的现象以及容易出现锈蚀的现象。气体静压轴承本体内开设有气道，油雾润滑系统与气体静压轴承本体的气道连通，压缩空气通过油雾润滑系统产生油雾状压缩空气，再通过气道通入气体静压主轴中，为气体静压主轴提供润滑剂。由于压缩空气中油雾的存在可以减小气体静压轴承的气隙厚度，增加气体静压轴承挤压模阻尼，但由于油雾的不连续，不显著增加轴承发热，大大提高了气浮轴承在工作时的稳定性，由于压缩空气中油雾的存在，可以防止气体静压轴承出现抱死的现象，可以防止轴承各零部件的锈蚀。
一种润滑精密气体静压轴承

[发明专利]一种可复用的多孔质材料渗透率测试夹具-CN202211662296.4在审
发明人：王波;吴言功;范雨欣;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种可复用的多孔质材料渗透率测试夹具，所述夹具包括具有一容置空间的分体式壳体，其中：所述分体式壳体包括上壳体和下壳体，上壳体固定在下壳体上；所述上壳体为上部设置有环状出气空间且下部设置有环状凹槽的圆柱状结构；所述下壳体为上部设置有环状进气空间且下部设置有进气通孔的圆柱状结构；所述进气通孔的上端与环状进气空间连通，进气通孔的下端与供气系统相连。本发明采用上下分体装夹的结构，实现被测材料及夹具的重复使用，降低成本的同时提高了测试效率，并且保证了被测材料两侧与气体有效接触面积相同，提高了测试结果的准确性。
一种可复用多孔材料渗透测试夹具

[发明专利]一种双精度台面水平度调整装置-CN202211653647.5在审
发明人：王波;张志超;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-22 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： B25H1/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种双精度台面水平度调整装置，所述装置包括上盖、底座、拉簧阵列、球轴承、齐平器和双精度传感器，其中：所述上盖和底座之间通过球轴承、拉簧阵列安装在一起；所述上盖边缘的布置有齐平器和双精度传感器，底座上端面布置有两个V形槽；所述齐平器为两个，齐平器的伸出杆端部安装一小球，小球与底座上端面的V形槽相接触，保持齐平器与底座垂直。本发明采用拉簧阵列来调节上盖与底座之间的距离，并且采用了曲率半径较大的球轴承用于上盖和底座的安装，在维持调节精度的前提下保证该装置具有很好的刚度。该装置只需要两个线性齐平器，调整机构少，并集成了双倾角传感器，结构紧凑。
一种精度台面水平调整装置

[发明专利]一种带有内螺旋磨削液供给通道的磨削电主轴-CN202211693884.4在审
发明人：王波;范雨欣;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B24B57/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种带有内螺旋磨削液供给通道的磨削电主轴，所述磨削电主轴包括磨削主轴、气体静压前轴承和气体静压后轴承，其中：所述磨削主轴为中部设置有环状凸缘的圆柱状结构，磨削主轴在轴向开设有极细中心通孔和螺旋流道；所述气体静压前轴承为筒状结构，套设在磨削主轴的上部；所述气体静压后轴承为上部设置有环状凹槽的筒状结构，套设在磨削主轴的下部；所述环状凸缘位于环状凹槽内部。本发明采用极细中心通孔配合螺旋通道来供给磨削液并与磨削主轴做为一体，降低主轴转动过程中磨削液产生的离心力对轴承转子的影响并避免了另外加设磨削液供给轴带来震动影响精度，提高轴承的稳定性。
一种带有螺旋磨削供给通道主轴

[发明专利]一种带有高压气腔的小孔式气体静压径向轴承轴套与轴承-CN202211231035.7在审
发明人：王波;吴言功;陈文韬;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-10-09 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： F16C33/04 文献下载
摘要：为提供一种可以避免气锤现象同时可以提供更大高压气膜面积的承载力大、刚度更高的小孔式气体静压径向轴承轴套，本发明设计一种带有高压气腔的小孔式气体静压径向轴承轴套与轴承，属于静压滑动轴承领域。通过在径向轴承轴套节流器安装孔处开设‘H’型均压槽或‘米’字型均压槽，利用‘H’型均压槽或‘米’字型均压槽在相同截面积下其内的高压气体能够辐射更广气膜区域的特点来提高小孔式气体静压径向轴承气膜的高压区面积。籍此设计可以在避免小孔式气体静压径向轴承发生气锤不稳定现象的同时，提高轴承的承载力与刚度。
一种带有压气小孔气体静压径向轴承轴套

[发明专利]一种基于静态分析的气体静压轴承气锤振动预测方法-CN202211274826.8在审
发明人：王波;陈文韬;吴言功;乔政;丁飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G01M13/045 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于静态分析的气体静压轴承气锤振动预测方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：建立小孔节流气体静压止推轴承的物理模型；步骤2：基于流体润滑理论对小孔节流气体静压止推轴承进行静态理论分析，推导出止推轴承的静态刚度表达式；步骤3：基于流体润滑理论对小孔节流气体静压止推轴承进行动态理论分析，推导小孔节流气体静压止推轴承稳定时轴承动刚度与静刚度需满足的关系，并进一步推导出简化的止推轴承稳定性判据；步骤4：基于小孔节流气体静压止推轴承的物理模型，给出气体静压止推轴承极限刚度的几何表示。该方法仅仅依靠止推轴承静态分析即可判断小孔节流气体静压止推轴承是否产生气锤振动现象。
一种基于静态分析气体静压轴承气锤振动预测方法