[發(fā)明專利]基于單電磁鐵懸浮與氣浮復(fù)合支承的裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710306562.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107061493B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍威;陳婭君;楊紹華;裴浩;柴輝;吳張永;張曉龍;魏鏡弢;王庭有;莫子勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04;F16C32/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于單電磁鐵懸浮與氣浮復(fù)合支承的裝置及其控制方法，屬于精密設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括基座、隔震平臺(tái)等部件，復(fù)合電磁包括單電磁鐵、工業(yè)航空鋁Ⅰ，工業(yè)航空鋁Ⅰ包裹在單電磁鐵外部，復(fù)合軸承包括單電磁鐵、工業(yè)航空鋁Ⅱ，工業(yè)航空鋁Ⅱ7?2包裹在單電磁鐵7?1外部，控制方法為先為復(fù)合電磁、復(fù)合軸承供電，使二者產(chǎn)生氣膜Ⅰ，然后通過(guò)氣缸為復(fù)合軸承施加壓力，控制氣膜Ⅰ的厚度，最后對(duì)復(fù)合軸承供氣，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整氣缸施加的壓力，使復(fù)合電磁、復(fù)合軸承之間形成新的氣模Ⅱ，氣膜Ⅰ可以滿足復(fù)合軸承7啟動(dòng)階段無(wú)機(jī)械摩擦的要求，且氣膜Ⅰ厚度基本均勻，這就有效的減少了試驗(yàn)中由于振動(dòng)導(dǎo)致常導(dǎo)氣浮軸承發(fā)生損壞。本發(fā)明模型簡(jiǎn)單，可靠性高且易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于單電磁鐵懸浮與氣浮復(fù)合支承的裝置及其控制方法，屬于精密設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空氣靜壓軸承以空氣為潤(rùn)滑介質(zhì)，具有超低的摩擦系數(shù)和很高的運(yùn)動(dòng)精度，對(duì)環(huán)境如低溫、高溫、輻射等耐受力較強(qiáng)，在航空航天以及精密機(jī)械中得到了廣泛應(yīng)用，隨著空氣靜壓軸承在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)其所能達(dá)到的精度要求越來(lái)越高，現(xiàn)有的空氣靜壓軸承存在著以下缺點(diǎn)：其一是由于啟動(dòng)階段有摩擦，需要很大的氣體壓力才能在空氣靜壓軸承里形成氣膜，其二是由于氣缸施加給空氣靜壓軸承的力可能沒(méi)對(duì)準(zhǔn)中心而存在偏載，會(huì)使得空氣靜壓軸承產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，容易造成空氣靜壓軸承的損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于單電磁鐵懸浮與氣浮復(fù)合支承的裝置及其控制方法，能滿足空氣靜壓軸承啟動(dòng)階段無(wú)機(jī)械摩擦的要求，減小摩擦磨損，減少了試驗(yàn)中由于振動(dòng)導(dǎo)致復(fù)合軸承發(fā)生損壞。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于單電磁鐵懸浮與氣浮復(fù)合支承的裝置，包括基座1、隔震平臺(tái)2、微位移傳感器底座3、大理市支撐面4、復(fù)合電磁5、微位移傳感器支架6、復(fù)合軸承7、微位移傳感器8、氣缸9、支撐架10、壓力調(diào)節(jié)閥Ⅰ11、壓力調(diào)節(jié)閥Ⅱ12、壓力調(diào)節(jié)閥Ⅲ13、供氣管14、電源開(kāi)關(guān)15、電動(dòng)機(jī)16、空氣壓縮機(jī)17；

所述的隔振平臺(tái)2放置于基座1上，大理石支撐面4和微位移傳感器底座3放置在隔震平臺(tái)2上，復(fù)合電磁5放置在大理石支撐面4上，復(fù)合軸承7放置于復(fù)合電磁5的正上方，復(fù)合軸承7的上表面安裝有微位移傳感器8，微位移傳感器8通過(guò)微位移傳感器支架6與微位移傳感器底座3固定連接，氣缸9固定在支撐架10上且位于復(fù)合軸承7的正上方，復(fù)合電磁5包括單電磁鐵5-1、工業(yè)航空鋁Ⅰ5-2，工業(yè)航空鋁Ⅰ5-2包裹在單電磁鐵5-1外部，復(fù)合軸承7包括單電磁鐵7-1、工業(yè)航空鋁Ⅱ7-2，工業(yè)航空鋁Ⅱ7-2包裹在單電磁鐵7-1外部，空氣壓縮機(jī)17通過(guò)供氣管14分別向氣缸9和復(fù)合軸承7供氣，空氣壓縮機(jī)17與氣缸9上部、下部連接的供氣管14上分別安裝有壓力調(diào)節(jié)閥Ⅲ13、壓力調(diào)節(jié)閥Ⅱ12，空氣壓縮機(jī)13與復(fù)合軸承7連接的供氣管14上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥Ⅰ11，電動(dòng)機(jī)16通過(guò)電源開(kāi)關(guān)15分別向復(fù)合電磁5、復(fù)合軸承7供電。

優(yōu)選地，所述的工業(yè)航空鋁Ⅰ5-2、工業(yè)航空鋁Ⅱ7-2的厚度為1-2mm。

所述的一種基于單電磁鐵懸浮與氣浮復(fù)合支承的裝置的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：電源開(kāi)關(guān)15關(guān)閉，不給復(fù)合電磁5和復(fù)合軸承7供電，復(fù)合軸承7與復(fù)合電磁5之間的間隙為零，即無(wú)工作狀態(tài)；

步驟2：電源開(kāi)關(guān)15打開(kāi)，給復(fù)合電磁5和復(fù)合軸承7供電，由于復(fù)合電磁5和復(fù)合軸承7中的單電磁鐵發(fā)生電磁特性，形成斥力，使復(fù)合電磁5和復(fù)合軸承7之間形成厚度為3-5的氣膜Ⅰ，此氣膜Ⅰ的厚度可用微位移傳感器8測(cè)得，從而使復(fù)合電磁5和復(fù)合軸承7之間形成微小間隙；隨著電流的加大，氣膜Ⅰ厚度隨之加大，為了將氣膜Ⅰ的厚度控制在5um以內(nèi)，需要通過(guò)控制電流的額定值和氣缸9給復(fù)合軸承7施加的壓力值，同時(shí)，為了使氣膜Ⅰ的厚度均勻，工業(yè)航空鋁Ⅰ5-2、工業(yè)航空鋁Ⅱ7-2表面粗糙度的誤差不能超過(guò)50nm；