求助氣浮導(dǎo)軌資源

遨游者

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jumbone

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青島晨芯

jumbone 發(fā)表于 2023-2-6 17:28
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大蘿卜

氣浮導(dǎo)軌基于氣體動靜壓效應(yīng)，實現(xiàn)無摩擦和無振動的平滑移動。它具有運動精度高、清潔無污染等特點。因其誤差均化作用，可用比較低的制造精度來獲得較高的導(dǎo)向精度。通常與伺服驅(qū)動，傳感器組成閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)高精度位移定位。氣浮導(dǎo)軌在測量儀器、精密機械中得到了廣泛的應(yīng)用

大蘿卜

超精密工作臺常用導(dǎo)軌有滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等，滾動導(dǎo)軌的應(yīng)用己經(jīng)有好多年，滾動導(dǎo)軌的運動精度達到微米級，摩擦因數(shù)可以降低到0.002至0.003。滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點是滾動摩擦阻力小，沒有滑動導(dǎo)軌的爬行、浮動現(xiàn)象，但滾動導(dǎo)軌的摩擦大、抗震性差、運動不平穩(wěn)、壽命低，在應(yīng)用方面有所欠缺。氣浮導(dǎo)軌相對于普通滾動導(dǎo)軌有著如下的優(yōu)點 [2]  ：
4 q( E7 w  R! B6 h(1)導(dǎo)軌面間是氣體潤滑，其摩擦系數(shù)極小(約為0.0005左右)，故驅(qū)動功率可大大降低；
(2)因系非接觸性摩擦，故導(dǎo)軌磨損極小，壽命長，能長期保持制造精度，減少了維修工作量；
) \/ U: Q* }" v# z# Y(3)氣膜具有誤差均化作用，可提高導(dǎo)軌運動精度；
; S$ b/ f; ~; I8 Y# f  c" j, q(4)氣膜厚度幾乎不受速度的影響，即使在極低速時也不會產(chǎn)生爬行，運動平穩(wěn)；
(5)幾乎不產(chǎn)生熱量，不會發(fā)生粘度變化，無需添加冷卻措施。

大蘿卜

氣浮導(dǎo)軌按工作原理分為兩種基本類型：空氣動壓導(dǎo)軌和空氣靜壓導(dǎo)軌。動壓型如圖1左圖所示，兩個面相對移動且間隙呈楔形，沿移動方向間隙逐漸變小。由于相對移動，氣體因其黏性作用，被拖帶壓入楔形間隙中，從而產(chǎn)生壓力，構(gòu)成動壓懸浮。靜壓型如圖1右圖所示，是將外部的壓縮氣體，通過節(jié)流孔導(dǎo)入間隙中，借助其靜壓使之懸浮起來，節(jié)流孔的作用是當間隙變化時，調(diào)整間隙內(nèi)的壓力，從而使導(dǎo)軌具有剛度。氣浮導(dǎo)軌是由導(dǎo)軌和溜板組成的滑動副，導(dǎo)軌和溜板之間為氣膜潤滑。
圖1
圖1
% s3 a+ t+ ?4 b2 y1 z圖2
圖2
5 B8 F6 v* e* y% I& @開式靜壓導(dǎo)軌如圖2、圖3所示，圖2左圖為平面型，圖2右圖為平-V型，圖3左圖為雙三角型，圖3右圖為平面回轉(zhuǎn)型，它們具有如下特點：
圖3
! J- c9 G% i3 x: L# U圖3
(1)承受正向載荷的能力很大，承受偏載以及顛覆力矩的能力差，不能夠承受反向載荷；(2)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，制造以及調(diào)整方便；(3)在當導(dǎo)軌尺寸確定以后，氣腔壓力就只由載荷決定，所以小載荷時氣膜剛度低。
綜上所述，開式靜壓導(dǎo)軌適用于偏載荷及顛覆力矩小，載荷均勻，水平放置或者僅有小角度傾角的場合。
閉式靜壓導(dǎo)軌的運動件，除在其運動方向具有一個自由度外，其余運動自由度都由導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)所約束，故屬于幾何封閉。圖4所示為閉式靜壓導(dǎo)軌常用的幾何形式，圖4中左1為側(cè)導(dǎo)軌在外側(cè)的平導(dǎo)軌，左2為側(cè)導(dǎo)軌在同一導(dǎo)軌兩側(cè)的平導(dǎo)軌，左3為平面回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌，左4為菱形導(dǎo)軌。
4 T$ y+ A" L8 h5 ]' \" i圖4
! E8 p$ G, ]1 t7 }! t4 T" b圖4
% H1 J9 w* g3 K- e5 @. n圖4中左1和左2的平導(dǎo)軌雖有相同的氣腔數(shù)，但對于側(cè)面間隙受熱變形的影響，后者比前者小，且克服了采用可變節(jié)流器時側(cè)面氣腔過長的缺點。圖4中左3的菱形導(dǎo)軌特點是加工面少，適用于載荷不太大，運動件不太長或回轉(zhuǎn)工作臺場合。
  v3 X8 Z* i7 {' j. u/ n! M閉式靜壓導(dǎo)軌具有如下特點：
& G! R3 K3 J3 n. K(1)能夠承受正反向的載荷，能夠承受偏載荷以及顛覆力矩的能力比較強；
3 H0 O" L7 D( M(2)氣膜剛度較高，所以對導(dǎo)軌本身的結(jié)構(gòu)的剛度要求比較高；
(3)導(dǎo)軌制造及調(diào)整比較復(fù)雜；
(4)為了減少功率的損耗，閉式靜壓導(dǎo)軌一般是采用不等面積氣腔的結(jié)構(gòu)。
0 t1 _' f  Z% o  @8 Q7 R同時氣浮導(dǎo)軌按安裝特征可以分為平面封閉型、圓筒封閉型、重力平衡型和真空預(yù)載荷型。
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0 T$ H3 J( ]6 T- k1 m4 a/ j  x
) E$ a+ N  s! q% Z9 \3 U. l7 m" {平面封閉型 重力平衡型 真空預(yù)載荷型 圓筒封閉型
(1)平面封閉型：在氣浮方向上設(shè)計一對方向相對的兩個氣膜，形成氣膜預(yù)加載。適用于高精度、高剛度、大負載的導(dǎo)軌。
1 S7 }% o! E% Y* i(2)重力平衡型：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但剛度低，用于負載變動較小的場合；
(3)真空預(yù)載荷型：用壓力氣體產(chǎn)生浮力，形成懸浮狀態(tài)，用真空發(fā)生裝置產(chǎn)生真空以提高剛度，由于真空的吸附作用，使得這種止推導(dǎo)軌具有雙向的剛度，配上x、y兩向驅(qū)動，可用單層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)二維運動，即開始結(jié)構(gòu)具有閉式特點，提高了工作臺的工藝性能；
（4)圓筒封閉型：該導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，但加工復(fù)雜，圓柱形導(dǎo)軌得圓柱度和溜板的間隙由機械加工決定，對加工工藝要求較高。而承載能力較小，剛度差，常用于輕載。