氣浮導軌按工作原理分為兩種基本類型:空氣動壓導軌和空氣靜壓導軌。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,從而使導軌具有剛度。氣浮導軌是由導軌和溜板組成的滑動副,導軌和溜板之間為氣膜潤滑。6 J9 b: n' D2 V; D0 w- f6 E; k
圖17 t, ?/ A; n! X+ D, P5 g
圖1
% s3 a+ t+ ?4 b2 y1 z圖2$ t' `/ t! ?" f' h# A
圖2
5 B8 F6 v* e* y% I& @開式靜壓導軌如圖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:7 U3 n5 c0 q, r6 k# L$ @
圖3
! J- c9 G% i3 x: L# U圖3, E; t* S( r# R) t
(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)導軌結(jié)構(gòu)簡單,制造以及調(diào)整方便;(3)在當導軌尺寸確定以后,氣腔壓力就只由載荷決定,所以小載荷時氣膜剛度低。# e' S+ e" H. n7 ~1 Y# T
綜上所述,開式靜壓導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。6 J" S9 } Z& g. h
閉式靜壓導軌的運動件,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所示為閉式靜壓導軌常用的幾何形式,圖4中左1為側(cè)導軌在外側(cè)的平導軌,左2為側(cè)導軌在同一導軌兩側(cè)的平導軌,左3為平面回轉(zhuǎn)導軌,左4為菱形導軌。
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,所以對導軌本身的結(jié)構(gòu)的剛度要求比較高;/ j% b* `3 x; j4 U. ]( ]
(3)導軌制造及調(diào)整比較復雜;8 w4 l- M- T- r$ k2 ~6 S; x m+ k! p
(4)為了減少功率的損耗,閉式靜壓導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載荷型。
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) E$ a+ N s! q% Z9 \3 U. l7 m" {平面封閉型 重力平衡型 真空預載荷型 圓筒封閉型; s D9 x6 T, I
(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,形成氣膜預加載。適用于高精度、高剛度、大負載的導軌。
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;, W" J5 _+ E3 P% M) C$ _) X
(3)真空預載荷型: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;8 @5 V7 N6 _3 @
(4)圓筒封閉型:該導軌結(jié)構(gòu)簡單,但加工復雜,圓柱形導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。4 c$ i1 A, g/ T5 g4 P1 `% o8 Z+ O
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