[發明專利]一種可回收廢氣的空氣靜壓軸承及設計方法

有效

• 申請號: 200910000778.1
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101446314A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 趙維謙;劉超;邱麗榮;沙定國
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明專利涉及一種空氣靜壓軸承技術，可廣泛用于精密加工及 測量裝備中，屬于精密加工及測量技術領域。

技術背景

隨著超精密加工和檢測技術的發展，超高精度的回轉運動和直線 運動的實現越來越重要。空氣靜壓軸承因其高精度、長壽命的優點， 廣泛應用于現代超精密加工機床和測量儀器中，實現高精度回轉和直 線運動。

現有空氣靜壓軸承一般由軸承套和主軸構成。在軸承套工作面上 加工有直徑極小的供氣孔，在軸承套的腔體內裝入主軸，高壓空氣通 過供氣孔噴向主軸的工作面產生氣浮力使主軸與軸承套分離，并在軸 承套與主軸之間的間隙內形成高壓區。高壓氣體在軸承套與主軸之間 形成一層極薄的氣體潤滑膜，主軸可近乎無摩擦的在軸承套內轉動或 沿軸向作直線運動。為了保持空氣靜壓軸承的穩定，在軸承套工作面 上還設有零壓槽，它通過排氣孔與外界直接相連，作為潤滑劑的氣體 就通過零壓槽內的排氣孔直接排出軸承，也有一小部分通過主軸與軸 承套之間的間隙直接排到外界。

在現有的空氣靜壓軸承的工作過程中，高壓區通過零壓槽和排氣 孔直接與軸承外部環境相連，所有高壓氣體作為潤滑劑工作完畢后都 被直接排到腔體外的環境中，而廢氣的不斷產生、流動，使軸承周圍 的環境在軸承工作過程中一直處于急劇變化的狀態，形成很強的氣流 擾動。在精密測量尤其是光學精密測量中，氣流擾動將產生微振動和 空氣介質折射率的變化，嚴重影響儀器裝備的測量精度。

發明內容

針對廢氣干擾測量環境的狀況，本發明提出一種可回收廢氣的空 氣靜壓軸承及設計方法，其目的是徹底根除廢氣對測量環境的干擾。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明的一種可回收廢氣的空氣靜壓軸承及設計方法，包括以下 特征：

首先，在軸承套內設置封閉零壓槽環路收集廢氣，將高壓區設置 在軸承套兩端的零壓槽環路之間，并通過軸承套兩端的零壓槽環路與 外部環境隔離；其次，用外部排氣管將軸承排氣孔或排氣管道連接起 來，使從排氣孔或排氣管道流出的所有廢氣都通過外部排氣管引出、 回收。

還可以在軸承套內設置兩個或多個封閉的零壓槽環路和一個或多 個高壓區，每一個高壓區兩側都有零壓槽環路分布，多個零壓槽環路 收集所有廢氣，軸承套兩端的零壓槽環路還將位于二者之間的多個高 壓區與外部環境隔離。

零壓槽環路之間既可以通過排氣管道互相連接，通過與排氣管道 相連的外部排氣管將廢氣引出、回收，也可以分別通過排氣孔和外部 排氣管獨立將廢氣引出、回收。

一種可回收廢氣的空氣靜壓軸承裝置，包括主軸8，其特征在于： 還包括外部排氣管9、軸承套10；在軸承套10的工作面兩端設置封閉 的零壓槽環路3、零壓槽環路7；在軸承套10的內部設置排氣管道11， 零壓槽環路3、零壓槽環路7通過排氣管道11互相連接；將外部排氣 管9與排氣管道11相連，用于將廢氣引出、回收。

還可以包括多個封閉的零壓槽環路和高壓區，每一個高壓區兩側 都有零壓槽環路分布，多個零壓槽環路通過排氣管道11互相連接，將 外部排氣管9與排氣管道11相連接，用于將廢氣引出、回收。

還可以包括多個排氣孔，多個零壓槽環路還可以分別通過排氣孔 和外部排氣管相連接，用于將廢氣引出、回收。

有益效果：

1.首次提出將在空氣靜壓軸承內設置封閉的零壓槽環路，將不同 的獨立零壓槽環路通過排氣管道或排氣孔與外部排氣管連接，對廢氣 進行有目的的引導，使它與測量環境分離，不直接排到測量環境中去， 從而消除了因廢氣的排放所產生的氣體擾動對測量環境的影響，顯著 提高了測量系統的測量精度；

2.優化了空氣靜壓軸承的結構，省去了大部分的排氣孔；

3.由于軸承套上沒有直接與外界環境相連的排氣孔，有效的防止 了灰塵從排氣孔進入軸承。

附圖說明

圖1為本發明的包含兩個零壓槽環路、一個高壓區、通過排氣管道 連接零壓槽環路與外部排氣管道的結構示意圖；

圖2為本發明的包含兩個零壓槽環路、一個高壓區、通過排氣孔連 接零壓槽環路與外部排氣管道的結構示意圖；

圖3為本發明的包含多個零壓槽環路、多個高壓區、通過排氣管道 連接零壓槽環路與外部排氣管道的結構示意圖；