[發明專利]并行微通道噴頭式層流型止推用氣體靜壓節流器

有效

• 申請號: 201010145866.3
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101818758A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 李東升;郭天太;禹靜;張雯
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及氣體靜壓潤滑技術，尤其是涉及一種并行微通道噴頭式層流型止推用氣體靜壓節流器。

背景技術

隨著我國裝備制造業的發展，對超精密儀器設備提出了走自主創新道路的要求，其中作為基礎部件的軸系和導軌的精度是超精密工程技術必須攻克的關鍵“瓶頸”之一。

對于氣體靜壓裝置而言，在微米級精度測量時可以基本保證其精度，但在納米精度應用時，形成氣膜時在運動副偶件間易產生較大尺度(數十納米)的隨機振動，對于超精密儀器、機床和設備而言，此振動成為制約其精度指標的最主要因素。因此，如何減小靜壓系統的微振動成為目前研究的熱點問題。事實上，氣膜的穩定性同剛度之間是一對矛盾，目前的技術還難以兼顧二者。當前的緊迫任務就是研究如何同時提高氣膜的剛度和穩定性，尋找兩者之間的平衡點。在對氣體靜壓技術的基礎理論進行研究時，其核心問題是對節流器微流場流型的研究。傳統的節流器采用小孔節流原理時為滿足承載能力要求需要足夠的氣源壓力，造成節流孔出口處的流速過高而形成射流，在潤滑氣膜中產生湍流和微旋渦，成為主要振源；采用多孔質節流原理時因微孔材料的自然狀態而使氣流從微孔中流出的方向存在隨機性，也會產生局部微小的湍流，不容忽視。另外，微孔墊片的制造及安裝精度均難以滿足納米尺度振動的要求；都難以同時滿足系統的超穩定和高剛度的要求。而并行微通道噴頭式低湍動止推型氣體靜壓節流器設計時由于采用多個微通道進行節流，可以有效減小氣膜振動、提高靜壓系統的剛度和穩定性。

發明內容

為了克服傳統氣體靜壓止推用節流器造成的氣膜振動大、剛度低等問題，本發明的目的在于提供一種并行微通道噴頭式層流型止推用氣體靜壓節流器。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明由節流器主體和配合塞構成；節流器主體與配合塞結合的工作面上開有多于8個的微通道，微通道出口段與工作面之間成小于45°的銳角，在節流器主體表面的微通道口分別連接有均壓槽，相鄰微通道之間用隔柵隔開，噴頭式孔與節流器主體進氣孔連通，噴頭式孔與配合塞為過盈配合，配合塞工作面為凹曲面，在凹曲面中心開設節流孔。

所述的配合塞凹曲面中心的節流孔，其直徑為0.05～0.2mm。

所述的噴頭式孔的孔壁上的每個微通道的寬度為0.5～2mm，深度為0.05～0.2mm。

所述的均壓槽截面為矩形，其寬度為0.5～2mm，深度為0.05～0.2mm。

本發明具有的有益效果是：

1、本發明與傳統止推用節流器相比靜壓系統氣膜具有較大的剛度。

2、本發明與傳統止推用節流器相比靜壓系統氣膜穩定性較高。

本發明適用于止推用氣體靜壓節流器。

附圖說明

圖1是并行微通道噴頭式氣體靜壓節流器主視圖。

圖2是并行微通道噴頭式氣體靜壓節流器俯視圖。

圖3是節流器主體圖。

圖4是I處放大示意圖。

圖5是II處放大示意圖。

圖6是III處放大示意圖。

圖中：1、節流器主體，2、配合塞，3、進氣口，4、微通道，5、隔柵，6、節流孔，7、均壓槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發明節流器主體1與配合塞2結合的工作面上開有多于8個的微通道4，微通道4出口段與工作面之間成小于45°的銳角，在節流器主體1表面的微通道口分別連接有均壓槽7，相鄰微通道之間用隔柵5隔開，噴頭式孔與節流器主體1進氣孔連通，噴頭式孔與配合塞2為過盈配合，配合塞2工作面為凹曲面，在凹曲面中心開設節流孔。

所述的配合塞2凹曲面中心的節流孔，其直徑為0.05～0.2mm。

所述的噴頭式孔的孔壁上的每個微通道4的寬度為0.5～2mm，深度為0.05～0.2mm。

所述的均壓槽截面為矩形，其寬度為0.5～2mm，深度為0.05～0.2mm。

工作時，將壓力為0.4Mpa～0.6Mpa的氣體通過進氣口3送入氣體靜壓節流器，氣體通過12個微通道4及節流孔6噴射，使得氣體節流器懸浮于其相應的工作面，實現氣浮運動，在微通道4工作面開設均壓槽7有助于使工作面壓強分布均勻，在配合塞2上開設節流孔6可以防止氣體倒流引起氣膜振動。由于多微通道節流，提高氣體流場的穩定性及剛度，實現氣膜流場的低湍動。