磁预载气浮轴承及具有该轴承的直线平台的制作方法

本发明属于精密仪器，具体涉及磁预载气浮轴承及具有该轴承的直线平台。

背景技术：

1、气浮轴承是利用空气作为润滑剂的滑动轴承。正常工作时，轴和轴承表面完全由气膜所隔开，凭借气膜中压力的变化来支承轴和外力负荷。为了使得气浮轴承获得较大的刚度，一般需要较大的载荷或者预载，特别是对于侧向气浮轴承，只能使用额外的预载。常用的预载方法有真空预载和磁预载，真空预载的使用条件比较苛刻，而且预载力相对不大，一般使用磁预载对气浮轴承进行加载。

2、现有技术如名为《其中具有磁性轴承的自增压浮动气体轴承》的发明专利，此发明专利的公开号为us4128280a。此发明由自增压浮动气体轴承和永磁轴承组成的复合轴承。永久磁铁轴承用于至少在轴承体从静止状态到轴承体下降到静止位置的启动期间以与支撑体隔开的关系支撑轴承体。轴承可以构造为径向轴承或推力轴承。永磁轴承可位于气体轴承内或外。此发明的稳定性略低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种稳定性高、精度高且不易产生气锤的磁预载气浮轴承及具有该轴承的直线平台。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、磁预载气浮轴承，包括气浮基体，气浮基体环绕设有多个预载组件，气浮基体一侧延伸凸出设有环形的气浮结构，气浮基体另一侧贯穿延伸设有进气通道，气浮基体内设有分流组件，分流组件侧边与气浮结构内侧对应设置，进气通道与分流组件对应设置；

4、预载组件通过固定杆与气浮基体连接。

5、根据本发明一实施例，气浮结构采用多孔质节流材料。

6、通过对磁预载气浮轴承的整体设置，外部气源会通过进气通道进入到气浮基体内部，进气通道内输送的气体会进入到分流组件内，分流组件用于实现气体分流至两个方向，一个方向是朝向气浮结构，另一个方向是朝向气浮导轨，其中气浮结构采用多孔质节流材料，多孔质节流材料内部有固态基体和相互贯通的孔隙，气体会通过多孔质节流材料进行节流，并流入到多孔质节流材料与气浮导轨之间，多孔质节流材料与气浮导轨之间形成一层气膜，利用该气膜实现气浮导轨与多孔质节流材料悬空；由于气浮结构是凸出气浮基体一侧设置的环形结构，可以使得气浮基体一侧具有一个凹槽，即在凹槽内分流组件实现对气体在朝向气浮导轨排出气体，可以实现气体压力的维持且使气体压力具有一定的弹性范围，即当外部气源输送气体压力产生波动时，气体可以通过在凹槽进行存储和释放实现气体的压力波动在凹槽内压力稳定并实现气膜的形成和厚度不受影响，防止气锤现象的产生。通过分流组件的设置，还可以实现形成多个排气方向，并且有助于气体外排，提高排气的流畅性。

7、气浮基体环绕设有多个预载组件，预载组件上设置有磁吸，预载组件用于与气浮导轨进行配合，即在气浮导轨相对处设置有与预载组件相适配的吸附条或者其他磁吸装置，可以实现在磁预载气浮轴承在行进的过程中，磁预载气浮轴承运转过程中可能有不稳定的情况，例如气浮轴承晃动、倾斜等，通过在气浮基体四周设置的预载组件通过磁吸方式与气浮导轨之间形成的作用力，以磁吸的方式来辅助提升磁预载气浮轴承工作时候的平稳性；当在外部气源停止供气的时候，预载组件的设置能够快速与气浮导轨吸附实现气浮台停止移动，减小或避免移动误差，也提高制动的反应效率和速度。

8、根据本发明一实施例，进气通道端部设有缓流组件，缓流组件与分流组件配合设置，缓流组件包括第一缓流壳体，进气通道端部贯穿第一缓流壳体顶部设置，第一缓流壳体侧向环绕布设透气孔；

9、第一缓流壳体内同轴设有固定桶，固定桶侧方设有透气孔，固定桶底侧与第一缓流壳体底侧对应设置，固定桶底侧与第一缓流壳体底侧相对侧均延伸设有限位环，固定桶与第一缓流壳体相对侧设有可沿第一缓流壳体轴向滑移的橡胶塞，橡胶塞一侧设有第一弹簧，第一弹簧另一侧连接第一缓流壳体内顶侧。

10、通过上述设计，自气体从进气通道进入第一缓流壳体后，在第一缓流壳体内暂存后从透气孔排出至分流组件内，缓流组件用于实现对气体进入气浮基体后的缓冲。由于在第一缓流壳体内设有配合设置的橡胶塞和第一弹簧，其中橡胶塞可沿第一缓流壳体轴向滑移移动，可以实现通过橡胶塞和第一弹簧的配合，以实现控制第一缓流壳体内部的气流存在空间，进而可以控制第一缓流壳体的内的气压，进而控制从透气孔排出的气体气压，避免气体在较长的气管输送过程中气压值损失降低这种情况。

11、根据本发明一实施例，第一缓流壳体顶侧对应设有第二缓流壳体，第一缓流壳体顶侧与第二缓冲壳体之间设有隔板，隔板上设有均压孔。

12、通过上述设计，当气体进入到第一缓流壳体后，一部分气体会通过第一缓流壳体顶侧设置的隔板上的均压孔进入到第二缓流壳体内，第二缓流壳体内气体相较于第一缓流壳体内气体距离透气孔较远，进而进入到第二缓流壳体内的气体会实现存储和缓冲，当外部气源的气压具有波动时，第一缓流壳体内的橡胶塞与第一弹簧配合可以实现对第一缓流壳体内压强的稳定保证，同时第二缓流壳体由于只具有与第一缓流壳体连接的均匀孔，进而可以实现对当第一缓流壳体内气体压强的变化导致第二缓流壳体气体流动实现气体压强稳定；当外部气源断气时，第一缓流壳体内的气体会优先流出，其次第二缓流壳体内的气体排出至分流组件内，在这个过程中，可以当气浮台因重力下压，对磁预载气浮轴承产生压力的过程中，能够通过第一、第二缓流壳体缓冲压力，利用其内部的气体缓冲，其实是起到类似于一个空气弹簧的效果。

13、根据本发明一实施例，分流组件包括环形过滤套，环形过滤套外侧同轴间隔设有第一基环，环形过滤套环绕径向延伸设有多个第一滤板，第一滤板倾斜设置，第一滤板用于实现环形过滤套与第一基环连接，第一基环外侧同轴间隔设有第二基环，第一基环与第二基环通过多个轴承连接；

14、第一基环和第二基环中部均设有多段隔断设置，第二基环与气浮基体固定设置，第二基环周向与气浮结构内侧对应设置。

15、通过上述设计，气体从环形过滤套进入分流组件，气体会在环形过滤套的作用下沿径向流动至环形过滤套外侧，当气体流经倾斜设置的第一滤板，第一滤板会在气体的作用下转动，第一滤板在转动的过程中会携带环形过滤套和第一基环转动，此时第一滤板会进一步扩大与气体之间的接触，在这个过程中，气体会被环形过滤套和第一滤板共同过滤处理，实现对气体内的颗粒物和杂质吸附，实现对气体的过滤净化处理，防止后续堵塞部分气浮结构，同时可以防止对空气中的颗粒物的截留降低颗粒物随高速气流冲击去气浮导轨表面的冲击，造成其表面磨损，导致气浮导轨表面粗糙度降低的问题；此外，利用第一滤板带动第一基环的旋转运动，能够实现向外旋流的气流，这样形成的旋流气流，可提高气流排出流畅性以及引导上部的缓流组件方向的气流向外流，避免整个输气路径的不顺畅，并且旋流气流起到了气体分散以及利用气流受旋流来确保气浮基体正下方与气浮导轨之间的有效气膜或压力存在。

16、更进一步的，环形过滤套与进气通道对应设置。其中，进气通道与环形过滤套转动设置。

17、更进一步的，环形过滤套与缓流组件对应设置，缓流组件周向设有多个轴承由于与环形过滤套配合，用于实现环形过滤套可转动。

18、根据本发明一实施例，第一基环和第二基环中部隔断形成多个空腔，空腔内设有第二滤板。

19、通过上述设计，在空腔内设有第二滤板，可以实现当气体从分流组件进入气浮结构的过程中，对气体进行过滤；同时，位于第一基环上的第二滤板可以实现第一基环转动，在转动的过程中，可以对气体更大范围的过滤并对气体实现切割处理，可以实现气体小股气流进入气浮结构，对气体的切割处理可以提高气体进入气浮结构时的均匀性，即气体压力的均匀和气体流速的均匀，提高气浮结构接收气体时形成气膜均匀程度，防止出现气锤现象，同时实现防止气体压力不均匀导致气浮结构的损坏的情况。

20、本发明提供一种直线平台，用于与上述的磁预载气浮轴承相配合，直线平台包括承重台和气浮台，承重台包括多个气浮导轨，气浮台与多个气浮导轨对应设置，气浮台相对气浮导轨一侧均匀配设多个磁预载气浮轴承。

21、根据本发明一实施例，气浮台上设有多个定位孔，定位孔配合设有装配件，定位孔通过装配件实现磁预载气浮轴承固定连接在气浮台上。

22、通过上述设计，通过气浮台相对气浮导轨一侧均匀配设多个磁预载气浮轴承可以实现多个位置的产生气膜，提高气浮台的稳定性。