[發(fā)明專利]一種超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112780678A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 龍威;任璞;趙章行;劉云;魏先杰;任燾;宋子璇;崔雯;辛曉承;馮朗;高浩;李萌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 昆明合盛知識產權代理事務所(普通合伙) 53210
• 代理人: 龍燕

本發(fā)明公開一種超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)，涉及精密制造技術領域。所述超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)包括供氣系統(tǒng)、氣浮組件、負壓系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，通過在氣浮軸承的外圈周向加工回氣道和回氣孔，制造出相對真空，達到減小重載氣浮軸承水平位移時產生的巨大摩擦力的目的；本發(fā)明的超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)，通過在氣浮軸承的外圈周向加工回氣道和回氣孔，此處氣膜壓力接近標況大氣壓，在此處加工回氣道和回氣孔，對氣膜剛度及承載力的影響較小，基本不會破壞氣膜的承載性能。本發(fā)明超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)，可以通過監(jiān)測系統(tǒng)反饋得到的數(shù)據(jù)對氣浮軸承工作過程中的摩擦系數(shù)進行測量。

技術領域

本發(fā)明涉及精密制造技術領域，具體的涉及一種超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)。

背景技術

在航空航天領域中，用來進行航天器全物理仿真試驗的氣浮臺的性能、作用至關重要。太空中時，衛(wèi)星的零部件如機械手等處于失重狀態(tài)，其動力學原理與地球重力環(huán)境下不同。因此需要五自由度、六自由度等多自由度氣浮平臺來提供全物理仿真試驗所需的環(huán)境，模擬衛(wèi)星漂浮在空中的狀態(tài)。但是，在進行模擬實驗時，衛(wèi)星的重量重達數(shù)噸、十數(shù)噸，盡管氣浮軸承的摩擦系數(shù)可以低至0.03到0.2之間，但大型重載氣浮軸承水平運動時，其摩擦力仍達到數(shù)千牛。較大的摩擦力最直接重要的影響是“航天器全物理仿真試驗的氣浮臺”無法更加真實的模擬太空的失重環(huán)境條件。同時較大的摩擦力會讓仿真實驗氣浮臺上的懸浮物運動受阻，無法進行仿真實驗。

綜上所述，現(xiàn)有技術在進行全物理仿真試驗時，重載氣浮軸承水平位移時產生的巨大摩擦力，無法進行有效的仿真實驗。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)，通過負壓配合在氣浮軸承外圈模擬出相對真空，減小重載氣浮軸承水平位移時產生的巨大摩擦力。

為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)，包括供氣系統(tǒng)、氣浮組件、負壓系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，所述氣浮組件包括配重塊、氣浮軸承和大理石平臺，大理石平臺上放置氣浮軸承，并于氣浮軸承上表面放置配重塊模擬重物荷載；所述氣浮軸承的進氣孔與所述供氣系統(tǒng)連接，由供氣系統(tǒng)將調壓后的氣源供入氣浮軸承，所述氣浮軸承周向開設回氣道并于回氣道內開設回氣孔，所述回氣孔通過抽氣管與所述負壓系統(tǒng)的真空負壓泵連接，所述監(jiān)測系統(tǒng)的壓電式力傳感器前端粘在配重塊側面，通過數(shù)據(jù)傳輸線與接收器及計算機進行數(shù)據(jù)處理。

進一步的，所述氣浮軸承的回氣道、回氣孔開設于氣浮軸承外圈周向；

所述回氣道位于沿半徑向外7/10r～8/10r區(qū)域，此區(qū)域的氣膜壓力接近標準大氣壓，在此區(qū)域加工回氣道，對氣膜承載性能的影響很小；

所述回氣道溝槽圓弧半徑參數(shù)與軸承半徑尺寸相關，取值范圍為軸承半徑的4％～8％。

進一步的，所述回氣道內回氣孔的半徑為回氣道溝槽圓滑半徑的2/3。

進一步的，所述回氣道開設1條，過多的回氣道會破壞氣浮軸承氣膜承載性能；所述回氣孔數(shù)量為4-8個，過少的回氣孔無法制造相對真空，過多的回氣孔會破壞氣浮軸承本身的結構強度。

進一步的，所述供氣系統(tǒng)包括依次連接的氣源、截止閥、過濾器、除油器、分水過濾器和氣罐，所述氣罐出氣口處同時并聯(lián)溢流閥和減壓閥；

所述氣源的氣體依次經過截止閥、過濾器、除油器、分水過濾器進入氣罐，并從氣罐出氣口流出的氣體經過減壓閥供入氣浮軸承的進氣孔。

進一步的，所述壓電式力傳感器前端面粘接在配重塊側面，后端面承受來自外部的力。

本發(fā)明的另一目的在于，提供一種所述超滑空氣靜壓止推軸承支撐系統(tǒng)的模擬測試方法；

所述模擬測試方法包括：