[發明專利]微縫氣浮單元及其成型方法

有效

• 申請號: 202110316894.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113074188B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 劉延芳;樊喜剛;穆榮軍;齊乃明;昝煥文;楊云飛;侯永鋒;周廣平;趙鈞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;B28B23/00;B29C39/10
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

微縫氣浮單元及其成型方法，屬于靜壓氣浮領域。本發明解決了小孔節流氣浮單元縫隙通過能力差、存在渦流干擾，以及多孔質氣浮單元脫落粉末污染環境的問題。本發明微縫氣浮單元，包括上殼體、導氣腔和具有狹縫的底板；其中，狹縫的形狀為蜂窩狀，狹縫的寬度為毫米級；上殼體蓋合在具有狹縫的底板上，且二者底面平齊；導氣腔設置在具有狹縫的底板上，且導氣腔與狹縫連通；底板和導氣腔的外部與上殼體之間所形成的空間內填充有澆筑材料，導氣腔通過進氣通道與上殼體外部連通。本發明主要進行氣浮支撐。

技術領域

本發明屬于靜壓氣浮領域。

背景技術

靜壓氣浮技術是一種廣泛應用的氣體潤滑技術，能夠實現兩個相對運動部件的非接觸、近零摩擦的相對運動，基于靜壓氣浮技術的氣浮單元在精密儀器等領域應用廣泛。傳統的靜壓氣浮單元分為小孔節流的氣浮單元和多孔質的氣浮單元。

小孔節流的氣浮單元垂直于工作平面加工小孔，氣體通過小孔后在工作平面形成高壓氣膜，使氣浮單元懸浮。受限于加工工藝和成本，小孔直徑通常為亞毫米級，氣體通過小孔的流阻低，小孔軸線于工作平面的垂直度也難以保證。流阻低導致氣浮單元的小孔在通過氣浮平臺拼接的縫隙時，氣膜迅速泄壓，氣浮單元失去承載能力；垂直度差導致氣流通過小孔后存在平行工作平面的切向氣流，形成渦流干擾，引起氣浮單元旋轉運動。

多孔質的氣浮單元通過燒結工藝在材料內部形成納米級別的孔隙，氣體通過孔隙并在工作平面形成高壓氣膜。多孔質材料的孔隙很小而且數量極多，流阻大且帶來均化效應，因此，多孔質靜壓氣浮單元通過氣浮平臺拼接縫隙時幾乎沒有泄壓，且渦流干擾很小。但是，由于燒結工藝的限制，成本高，而且燒結成型的材料結構強度低，存在脫落粉末，在精密儀器和凈化環境應用中會污染環境，限制了其應用范圍。

因此，亟待開發新的靜壓氣浮單元解決上述問題。

發明內容

本發明目的是為了解決小孔節流氣浮單元縫隙通過能力差、存在渦流干擾，以及多孔質氣浮單元脫落粉末污染環境的問題，本發明提供了一種微縫氣浮單元及其成型方法。

微縫氣浮單元，包括上殼體1、導氣腔2和具有狹縫3-1的底板3；其中；狹縫3-1的形狀為蜂窩狀，狹縫3-1的寬度為毫米級；

上殼體1蓋合在具有狹縫3-1的底板3上，且二者底面平齊；

導氣腔2設置在具有狹縫3-1的底板3上，且導氣腔2與狹縫3-1連通；

底板3和導氣腔2的外部與上殼體1之間所形成的空間內填充有澆筑材料，導氣腔2通過進氣通道5與上殼體1外部連通；

流經狹縫3-1的氣流噴射方向垂直于工作平面。

優選的是，上殼體1上還設有壓緊柱1-2，壓緊柱1-2位于導氣腔2上方，且擠壓在上殼體1的內壁與導氣腔2之間。

優選的是，具有狹縫3-1的底板3、導氣腔2和澆筑材料的材質相同。

優選的是，狹縫3-1的寬度范圍為從0.01mm至0.05mm。

微縫氣浮單元的成型方法，該成型方法是基于上殼體1、上基板6、鋁蜂窩芯7和下模板4實現的；上殼體1上設有澆筑孔1-1，上基板6為平板型基板、且其上設有孔狀結構，且上設有限位柱6-1；

該成型方法的實現方式包括：

步驟一、將上殼體1扣合在下模板4上，且上基板6和鋁蜂窩芯7設置在上殼體1和下模板4之間的空腔內，且上基板6位于鋁蜂窩芯7上方，上基板6上的限位柱6-1貫穿上殼體1，并伸出至上殼體1外，通過限位柱6-1對上殼體1進行限位；

步驟二、通過澆筑孔1-1澆筑澆筑材料，使澆筑材料填充上殼體1和下模板4之間的空腔、上基板6上的孔以及鋁蜂窩芯7上的窩孔7-1，待澆筑材料固化后拆除下模板4，并對澆筑后的鋁蜂窩芯7的底面進行研磨，使其平整；