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發(fā)表于 2023-2-14 08:23:32
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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(dāng)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。! g! c4 p2 `6 O. ~: {$ B
圖1
' D* |' n1 \1 z8 t- [6 E% B1 ~3 y圖1
" |7 U" r8 j( R7 g' i( l) S圖2- p/ X* x. R$ L# o. L' c5 n$ R
圖2" r: ^! ~( U$ d
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:
' m ~. O- ^$ J, T圖3
4 x* ?2 d, U0 o: {# B5 ~ C: J' p, [圖31 Z9 n u6 v" o0 S
(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(dāng)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。
" r" R3 @, p. _! J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。" j1 J- q1 c( y& g, M p) ~
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。
( `9 C$ y x* u2 W圖4+ l2 @$ o( s. e2 U
圖4- B( V( A S, e* r3 V# m
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。' m2 V* A- S C3 F" r
閉式靜壓導(dǎo)軌具有如下特點:
9 Z5 r: w5 R5 v9 P+ {$ e(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;( a; g. {2 a3 U& Q, L! ]5 K& t
(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;( |. B( z0 |+ P, e- A) _
(3)導(dǎo)軌制造及調(diào)整比較復(fù)雜;0 Q5 b% b$ W! ?: ]* L& Y. ?# n
(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)。/ j' m% t' |" `* W& q8 C! _1 g( l' g( B2 t
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。9 F/ ^" a$ V+ ~. U
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平面封閉型 重力平衡型 真空預(yù)載荷型 圓筒封閉型, e4 w D' |& N% f7 B$ p6 U0 }
(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(fù)載的導(dǎo)軌。
y" p; d; a# X# g! L& w(2)重力平衡型:結(jié)構(gòu)簡單,加工方便,但剛度低,用于負(fù)載變動較小的場合;0 @* U* {, b) T9 D8 |7 D
(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;
% c% [1 a# B8 g( n, b; b(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。: V* z* _1 S4 w2 o- e+ O
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