一种气浮轴承的制作方法

本发明涉及轴承，特别是涉及一种气浮轴承。

背景技术：

1、气浮轴承是应用于超精密大行程二维气浮定位平台的重要构成部件，以空气（也可以是其他气体）作润滑剂的滑动轴承。工作时滑动副表面之间完全由气膜分开，借助于轴承滑动副表面之间形成的压力空气膜将负荷支承起来。压力空气膜具有均化效应好、振动小、运动精度高、空气粘度低、摩擦损耗小、发热变形小与使用寿命长等优点。现有技术中，较为常见的是由多孔质平面材料制成的平面气浮轴承，其静态特性非常好。但由于多孔质材料的不一致性，很难找到一组气膜压力完全精确相等的平面气浮轴承，导致各个气浮轴承的浮力不完全一致。即使是同一个平面气浮轴承，气浮轴承不同的区域由于透出的气体单位时间的透气量也不完全一样，所以当应用场景精度更高的时候，会出现运行过程种的微小振动，使其均匀性和稳定性较差。

技术实现思路

1、本发明的第一方面的一个目的是要提供一种气浮轴承，解决现有技术中的气膜的稳定性和均匀性不够的问题。

2、特别地，本发明还提供一种气浮轴承，包括：

3、本体，其包括气腔，所述气腔内设置有中柱；所述中柱内设置有进气通道；所述中柱沿径向上设置有均匀布置的至少一个第一出气孔，每一所述第一出气孔连通所述进气通道和所述气腔，以使外部气体由所述进气通道流入所述第一出气孔后进入所述气腔；和

4、转动部件，其可转动的套设在所述中柱处；所述转动部件内设置有至少一个偏转管，所述偏转管包括进气口和出气口，所述第一出气孔处流出的气体至少部分从所述进气口流进所述偏转管后由所述出气口流入所述气腔，进而推动所述转动部件绕所述中柱转动。

5、可选地，所有的所述第一出气孔的横截面面积的总和大于所有的所述偏转管的进气口的横截面面积的总和。

6、可选地，所述转动部件具有通孔，所述中柱穿过所述通孔，并且所述通孔的内侧壁与所述中柱的外侧壁之间留有预设距离。

7、可选地，所述通孔的位于所述偏转管上方的内侧壁与所述中柱的外侧壁之间的预设距离小于所述通孔的位于所述偏转管下方的内侧壁与所述中柱的外侧壁之间的预设距离。

8、可选地，每一所述偏转管均包括第一管路和第二管路，所述第一管路位于所述转动部件内，所述第二管路位于所述转动部件外，其中，所述第一管路与所述第二管路之间的夹角大于或等于90度且小于180度。

9、可选地，所述偏转管有多个，所有的所述偏转管在所述转动部件的周向上的出气方向相同；

10、所述转动部件的轴向厚度沿着径向向外的方向越来越小。

11、可选地，所述本体内还设置有多个连通所述气腔和所述本体的气浮端面的第二出气孔；多个所述第二出气孔的出气端均匀分布在所述气浮端面处。

12、可选地，所述第二出气孔的进气端距离所述中柱的距离大于所述偏转管的出气口距离所述中柱的距离。

13、可选地，所述本体包括：

14、托板，其设置第一槽体和第二槽体，所述第二槽体位于所述第一槽体上方，并且所述第二槽体的尺寸大于所述第一槽体；和

15、盖板，其位于所述第二槽体处，并与所述第一槽体配合形成所述气腔；所述中柱由所述第一槽体的底部延伸至所述盖板底部位置处。

16、可选地，还包括第一密封件，所述第一密封件设置在所述托板和所述盖板之间，以避免所述气腔内的气体从所述托板和所述盖板之间泄露；和

17、第二密封件，所述第二密封件设置在所述中柱的顶部和所述盖板的底部之间以避免所述第一出气孔内的气体由所述中柱的顶部流入所述气腔。

18、本方案的气浮轴承可以包括本体和转动部件，该本体内包括气腔，气腔内又包括中柱，中柱处包括均匀布置的第一出气孔，可以将外界的气体由第一出气孔流向气腔。转动部件套设在中柱处，并且转动部件包括偏转管，偏转管的进气口靠近第一出气孔，使得第一出气孔出来的气体可以流经偏转管后再流向气腔，进而推动转动部件转动，使得从偏转管排出的气体能够更均匀地分布在整个气腔内，不仅提高了气膜支撑力的均匀性，还显著提高了气浮轴承的运行稳定性，避免了因气流分布不均导致的承载不均衡问题。

19、本方案的气腔内设计中柱，该中柱优选地抵接在气腔的底部和顶部之间，不仅提供了额外的气体流通路径，还增强了气腔上部中件位置的支撑力，进而提升了整个气浮轴承的结构强度，使其能够承载更大的负载，适用于更高要求的精密应用场合。

20、本方案中在转动部件处设置偏转管，偏转管的巧妙设计确保了气体在排出时能有效减小阻力，减小了气体动能损耗。此外，陀螺效应的利用不仅有助于维持系统的动态平衡，还能在一定程度上抵抗外部干扰，如振动或倾斜，使得气浮轴承在动态工况下依然保持高水平的性能表现。

21、本方案的转动部件与中柱之间留有预设距离，该预设距离可以使得该转动部件能够更好地以中柱为转轴转动，减小转动部件与中柱之间的摩擦。

22、本方案将所有的第一出气孔的横截面面积的总和设计成大于所有的偏转管的进气口的横截面面积的总和，使得从第一出气孔流出的气体至少部分气体不能进入到偏转管，进而由转动部件与中柱之间的缝隙流出，从而使得转动部件与中柱的外侧壁之间形成气膜，进一步减小陀螺盘和中间柱之间的摩擦力。此外，偏转管的进气口的横截面面积总和与第一出气孔的横截面面积总和匹配，保证了气体流量的合理控制，使得气膜形成更加迅速且稳定，有利于提高运动部件的精度和响应速度。

23、将转动部件与中柱的位于偏转管下方的间隙设计成大于位于偏转管上方的间隙，使得由下方流出的气体大于由上方流出的气体，进而使得气体的压差给与转动部件向上的托力，使得转动部件悬浮在气腔内，减小转动部件与气腔底部之间的摩擦力。此外，由转动部件的上方流出的气体也给与了气腔顶部一定的支撑力（即给与盖板中柱一定的支撑力），增加了盖板的结构强度。

24、均流环槽和均流横槽的设计有效平衡了排气孔周围气体的压力一致，并且对气膜刚度有一定的提升，进一步确保了气膜支撑力的均匀分布，这对于提高定位精度和减少微小振动至关重要，特别适合于超精密定位平台的应用。

25、根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

技术特征：

1.一种气浮轴承，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的气浮轴承，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的气浮轴承，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的气浮轴承，其特征在于，

5.根据权利要求1-4中任一项所述的气浮轴承，其特征在于，

6.根据权利要求1-4中任一项所述的气浮轴承，其特征在于，

7.根据权利要求1-4中任一项所述的气浮轴承，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的气浮轴承，其特征在于，

9.根据权利要求1-4中任一项所述的气浮轴承，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的气浮轴承，其特征在于，

技术总结本发明提供了一种气浮轴承，涉及轴承技术领域。本发明的气浮轴承可以包括本体和转动部件，该本体内包括气腔，气腔内又包括中柱，中柱处包括均匀布置的第一出气孔，可以将外界的气体由第一出气孔流向气腔。转动部件套设在中柱处，并且转动部件包括偏转管，偏转管的进气口靠近第一出气孔，使得第一出气孔出来的气体可以流经偏转管后再流向气腔，进而推动转动部件转动，使得从偏转管排出的气体能够更均匀地分布在整个气腔内，不仅提高了气膜支撑力的均匀性，还显著提高了气浮轴承的运行稳定性，避免了因气流分布不均导致的承载不均衡问题。技术研发人员：陈万群,徐轲,杨马生,马寅辉,卢彧文,江伟,王正根受保护的技术使用者：迈为技术（珠海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5