一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置，屬于空氣軸承技術領域，目的是提供一種適應能力強、加載平穩、檢測精度高的氣膜承載及剛度性能的檢測裝置。該裝置主要包括加載機構(1)、徑向軸承(2)、主軸(3)、支柱(4)、蓋板(5)、鎖緊小球(6)、滑環(7)、頂緊螺釘(8)、萬向調節球(9)、連接螺柱(10)、止推軸承(11)；所述的檢測裝置可以檢測氣膜在不同氣源壓力、噴嘴數量、噴嘴直徑等因素影響下承載及剛度隨氣膜厚度的變化規律；所述的加載機構、徑向軸承、支柱、蓋板構成了外部支撐框架；所述的鎖緊小球、滑環、頂緊螺釘、萬向調節球共同實現萬向調節并鎖緊；本檢測裝置結構簡單、操作方便、穩定性好、適用范圍廣。
【專利說明】
一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置
技術領域
[0001]本發明屬于空氣軸承技術領域，具體涉及一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置。
【背景技術】
[0002]空氣軸承技術，以其高速、高精度、無摩擦、無污染等優點而被廣泛應用在航空航天、微光刻技術、納米表面形貌測量、高精密機床研發等高、精、尖技術領域，它為這些領域提供了一個可以實現超精密定位、檢測和移動的平臺或軸系。空氣軸承精度和穩定性直接體現在氣膜的性能(即承載和剛度)上，影響氣膜性能的關鍵因素為空氣軸承的節流性能，而影響節流性能的因素主要有:節流器的數量、節流孔直徑、氣源壓力、均壓槽深度等。通過實驗研究可以獲取在氣膜性能最優時各節流參數的最優值范圍，從而有效的指導空氣軸承的設計與研究工作。
[0003]國、內外氣膜性能檢測實驗設備較多，結構較相似，主要包括:主框架結構、加載機構、止推軸承及檢測單元，其中主框架結構用于安裝和支撐其余裝置，加載機構對氣膜施加載荷，止推軸承用于產生氣膜，而檢測單元則用于獲取氣膜的變形和載荷信號。現有的設備主要存在以下不足:
[0004]I)加載機構多采用螺旋或汽缸加載，加載精度低，載荷保持性差；
[0005]2)加載過程中往往因為存在摩擦力而使獲取的數據失真；
[0006]3)缺少萬向調節氣膜方位并鎖緊的機構，使氣膜的上、下止推面無法很好貼合，導致數據不準確。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術難題是:改進了現有檢測裝置的不足，提供一種能夠萬向調節氣膜方位并鎖緊的檢測裝置。
[0008]本發明采用的技術方案為:一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置，包括加載機構、徑向軸承、主軸、支柱、蓋板、鎖緊小球、滑環、頂緊螺釘、萬向調節球、連接螺桿和止推軸承;所述的加載機構、徑向軸承、支柱、蓋板構成了外部支撐框架;所述的鎖緊小球、滑環、頂緊螺釘、萬向調節球共同實現萬向調節并鎖緊;通過檢測主軸上端面的位移以及下端的氣壓可以推導獲取氣膜承載、剛度隨氣膜厚度的變化規律。
[0009]其中，加載機構連接高壓氣源和精密壓力傳感器，高壓氣體通入加載機構推動主軸從而實現加載功能，并通過精密控制氣源確保加載的高精度;精密壓力傳感器可以實時反饋主軸下方高壓氣體的壓力，進而求得加載載荷。
[0010]其中，徑向軸承為精密氣浮軸承，在主軸周圍產生高壓氣膜，使主軸在加載、卸載過程中無摩擦影響，使實驗數據更為準確可靠。
[0011]其中，止推軸承外連接可調的氣源，并在主軸上端面產生高壓氣膜;止推軸承通過連接螺柱與萬向調節球固定，當主軸由于加工誤差、外界干擾等的影響使氣膜發生傾斜時，萬向調節球可以帶動止推軸承做出姿態調整，從而適應傾斜;萬向調節球姿態調整后，鎖緊小球的回轉軸線發生相應的傾斜，當主軸向上頂緊后，鎖緊小球的軸線方向被固定，此時旋動鎖緊小球使萬向調節球向上拉緊，同時滑環跟隨鎖緊小球在蓋板的凹槽內平移到合適位置，并用頂緊螺釘頂緊，此時卸載主軸則止推軸承姿態固定不變，由此起到萬向鎖緊的功能;該結構降低了零件的加工難度，提高了設備的適應能力和穩定性。
[0012]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0013](I )、本發明中的加載機構I采用精密調壓閥控制的氣浮加載技術，使加載精度得到極大的提高，并便于自動化控制；
[0014](2)、本發明中的徑向軸承2為氣浮軸承，使主軸3在加載、卸載的過程中零摩擦損耗，確保了氣膜載荷信號的準確性，使實驗結果更為可靠；
[0015](3)、本發明中的止推軸承11通過連接螺柱10與萬向調節球9固定，當主軸3上端面傾斜時，萬向調節球9可以帶動止推軸承11做出姿態調整，與此同時，鎖緊小球6的回轉軸線發生相應的傾斜，當主軸3向上頂緊后，鎖緊小球6的軸線方向被固定，此時旋動鎖緊小球6使萬向調節球9向上拉緊，同時滑環7跟隨鎖緊小球6在蓋板5的凹槽內平移到合適位置，并用頂緊螺釘8頂緊，此時卸載主軸3則止推軸承11姿態固定不變，由此起到萬向鎖緊的功能；該結構降低了零件的加工難度，提高了設備的適應能力和穩定性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置的主視結構示意圖；
[0017]圖2是本發明一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置的左視結構示意圖；
[0018]圖3是本發明一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置的俯視結構示意圖；
[0019]圖4是本發明的氣膜傾斜5°后萬向鎖緊機構的示意圖。
[0020]圖中各標號表示:I為加載機構，2為徑向軸承，3為主軸，4為支柱，5為蓋板，6為鎖緊小球，7為滑環，8為頂緊螺釘，9為萬向調節球，10為連接螺柱，11為止推軸承。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合附圖以及【具體實施方式】進一步說明本發明。
[0022]如圖1至圖4所示，本發明的可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置，包括:加載機構1、徑向軸承2、主軸3、支柱4、蓋板5、鎖緊小球6、滑環7、頂緊螺釘8、萬向調節球9、連接螺柱10和止推軸承11，所述的加載機構1、徑向軸承2、支柱4、蓋板5構成了外部支撐框架;所述的鎖緊小球6、滑環7、頂緊螺釘8、萬向調節球9共同實現萬向調節并鎖緊;通過檢測主軸3上端面的位移以及下端的氣壓可以推導獲取氣膜承載、剛度隨氣膜厚度的變化規律;加載機構I連接高壓氣源和精密壓力傳感器，高壓氣體通入加載機構I推動主軸3從而實現加載功能，并通過精密控制氣源確保加載的高精度;精密壓力傳感器可以實時反饋主軸3下方高壓氣體的壓力，進而求得加載載荷;徑向軸承2為精密氣浮軸承，在主軸3周圍產生高壓氣膜，使主軸3在加載、卸載過程中無摩擦影響，使實驗數據更為準確可靠;止推軸承11外連接可調的氣源，并在主軸3上端面產生高壓氣膜;止推軸承11通過連接螺柱10與萬向調節球9固定，當主軸3由于加工誤差、外界干擾等的影響使氣膜發生傾斜時，萬向調節球9可以帶動止推軸承11做出姿態調整，從而適應傾斜;萬向調節球9姿態調整后，鎖緊小球6的回轉軸線發生相應的傾斜，當主軸3向上頂緊后，鎖緊小球6的軸線方向被固定，此時旋動鎖緊小球6使萬向調節球9向上拉緊，同時滑環7跟隨鎖緊小球6在蓋板5的凹槽內平移到合適位置，并用頂緊螺釘8頂緊，此時卸載主軸3則止推軸承11姿態固定不變，由此起到萬向鎖緊的功能;該結構降低了零件的加工難度，提高了設備的適應能力和穩定性。
[0023]其具體工作方式如下:
[0024]1.將壓力傳感器放入加載機構I并密封到位，并用螺釘將徑向軸承2與加載機構I固定，支柱4與徑向軸承2固定；
[0025]2.對徑向軸承2通氣，隨后將主軸3緩慢放入徑向軸承2內腔，轉動舒適；
[0026]3.將滑環7、鎖緊小球6、頂緊螺釘8及萬向調節球9按圖1結構連接在蓋板5上，隨后用連接螺柱10將止推軸承11連接在萬向調節球9上，最后，將蓋板5用螺釘固定在支柱4上；
[0027]4.加載機構1、徑向軸承2、止推軸承11同時供氣，使主軸3與氣膜貼合，此時，將兩個電感測微儀穿過蓋板5上的兩個小孔(如圖3所示)并接觸主軸3上端面，調節電感測微儀使其處于最佳檢測狀態。
[0028]本發明未詳細闡述部分屬于本領域公知技術。
[0029]以上所述，僅為本發明部分【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置，其特征在于:包括加載機構(I)、徑向軸承(2)、主軸(3)、支柱(4)、蓋板(5)、鎖緊小球(6)、滑環(7)、頂緊螺釘(8)、萬向調節球(9)、連接螺柱(10)和止推軸承(11);所述的加載機構(1)、徑向軸承(2)、支柱(4)、蓋板(5)構成了外部支撐框架;所述的鎖緊小球(6)、滑環(7)、頂緊螺釘(8)、萬向調節球(9)共同實現萬向調節并鎖緊;通過檢測主軸(3)上端面的位移以及下端的氣壓可以推導獲取氣膜承載、剛度隨氣膜厚度的變化規律。2.根據權利要求1所述的一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置，其特征在于:加載機構(I)連接高壓氣源和精密壓力傳感器，高壓氣體通入加載機構(I)推動主軸(3)從而實現加載功能，并通過精密控制氣源確保加載的高精度;精密壓力傳感器可以實時反饋主軸(3)下方高壓氣體的壓力，進而求得加載載荷。3.根據權利要求1所述的一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置，其特征在于:徑向軸承(2)為精密氣浮軸承，在主軸(3)周圍產生高壓氣膜，使主軸(3)在加載、卸載過程中無摩擦影響，使實驗數據更為準確可靠。4.根據權利要求1所述的一種可以萬向鎖緊的氣膜性能檢測裝置，其特征在于:止推軸承(11)外連接可調的氣源，并在主軸(3)上端面產生高壓氣膜;止推軸承(11)通過連接螺柱(10)與萬向調節球(9)固定，當主軸(3)由于加工誤差、外界干擾的影響使氣膜發生傾斜時，萬向調節球(9)可以帶動止推軸承(11)做出姿態調整，從而適應傾斜;萬向調節球(9)姿態調整后，鎖緊小球(6)的回轉軸線發生相應的傾斜，當主軸(3)向上頂緊后，鎖緊小球(6)的軸線方向被固定，此時旋動鎖緊小球(6)使萬向調節球(9)向上拉緊，同時滑環(7)跟隨鎖緊小球(6)在蓋板(5)的凹槽內平移到合適位置，并用頂緊螺釘(8)頂緊，此時卸載主軸(3)則止推軸承(11)姿態固定不變，由此起到萬向鎖緊的功能;該結構降低了零件的加工難度，提高了設備的適應能力和穩定性。
【文檔編號】G01M13/04GK105928705SQ201610255380
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】陳智明, 劉會靜, 余倫
【申請人】中國科學院光電技術研究所