專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低振動(dòng)靜壓氣體軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低振動(dòng)靜壓氣體軸承，尤其是涉及一種降低氣體軸承的振動(dòng)幅度、提高氣浮支撐運(yùn)動(dòng)定位平臺(tái)精度的靜壓氣浮支撐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
靜壓氣體軸承因具有精度高、無(wú)摩擦、無(wú)磨損、無(wú)需保養(yǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、低速時(shí)不出現(xiàn)爬行和滯后等卓越性能而廣泛應(yīng)用于微電子制造及其測(cè)量裝備。隨著微電子制造及其測(cè)量裝備精度要求的不斷提高，對(duì)氣體軸承支撐的運(yùn)動(dòng)定位平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)定位精度提出更加苛刻的要求。受節(jié)流形式、氣膜厚度、預(yù)載方式、幾何形狀、加工精度、供氣壓力及工況等諸多因 素的影響，氣體軸承內(nèi)氣體在極短時(shí)間內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生多次變化，氣膜間隙內(nèi)的氣壓波動(dòng)使氣體軸承產(chǎn)生振幅從幾納米到幾十納米，頻率從幾十赫茲到幾千赫茲的寬頻微幅自激振動(dòng)，這種自激振動(dòng)對(duì)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)定位精度產(chǎn)生極為不利的影響，制約氣體軸承在微電子制造及其測(cè)量裝備中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中有一種無(wú)氣腔的環(huán)面節(jié)流靜壓止推氣體軸承，其振動(dòng)幅度比帶氣腔的氣體軸承的振動(dòng)幅度要小得多，但是前者承載能力和剛度遠(yuǎn)不及后者，實(shí)際應(yīng)用中還是以帶氣腔的氣體軸承為主。而帶氣腔的氣體軸承在正常工作過(guò)程中，在節(jié)流孔出口附近會(huì)形成復(fù)雜且不穩(wěn)定的漩渦，漩渦的不斷產(chǎn)生和破裂導(dǎo)致流場(chǎng)壓力劇烈變化，是引起該軸承微幅自激振動(dòng)的主要原因之一。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種低振動(dòng)靜壓止推氣體軸承，對(duì)降低靜壓氣體軸承振動(dòng)的幅值，提高氣浮平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)定位精度都具有非常重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的是提出一種低振動(dòng)靜壓氣體軸承，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，擬采用以下技術(shù)方案本發(fā)明由軸承體、軸承體內(nèi)部的節(jié)流孔以及軸承體底部的氣腔組成，其特征在于在所述的氣腔內(nèi)設(shè)置有擾流臺(tái)，節(jié)流孔與氣腔的采用連接曲面相連接?！鲜龅臄_流臺(tái)的高度h小于或等于氣腔的深度H。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的特點(diǎn)在軸承體底部的氣腔內(nèi)設(shè)置了擾流臺(tái)，這就為破壞漩渦的形成并實(shí)現(xiàn)二次節(jié)流創(chuàng)造了條件，有效改善節(jié)流孔附近的氣體流動(dòng)特性，減小流場(chǎng)內(nèi)壓力波動(dòng)的幅值，顯著降低軸承的振動(dòng)。同時(shí)，節(jié)流孔與氣腔采用連接曲面相連接，使節(jié)流孔末端的氣流通道面積緩慢變化，又在一定程度上增加出氣體流動(dòng)的穩(wěn)定性，減小了軸承內(nèi)氣體的壓力波動(dòng)，降低軸承振動(dòng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。


圖I示意了本發(fā)明的靜壓氣體軸承的內(nèi)部剖面結(jié)構(gòu)。圖2示意了本發(fā)明的靜壓氣體軸承的整體結(jié)構(gòu)。I、軸承體；2、節(jié)流孔；3、連接曲面；4、擾流臺(tái)；5、氣腔；6、氣膜；7、支撐面；P、高壓
氣體進(jìn)氣方向。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由軸承體I、軸承體I內(nèi)部的節(jié)流孔2以及軸承體I底部5的氣腔組成，其特征在于在所述的氣腔5內(nèi)設(shè)置有擾流臺(tái)4，節(jié)流孔2與氣腔5采用連接曲面3相連接?！鲜龅臄_流臺(tái)4的高度h小于或等于氣腔5的深度H。 本發(fā)明的靜壓氣體軸承在工作過(guò)程中，高壓氣體沿P方向從節(jié)流孔2的上端流入、在節(jié)流孔2的末端噴出，使軸承體I的下表面與支撐面7之間形成具有一定壓力的氣膜6，從而使軸承體I懸浮起來(lái)，并使其具有一定的承載能力。由于在軸承體I底部的氣腔5內(nèi)設(shè)置了擾流臺(tái)4，破壞了漩渦的形成并實(shí)現(xiàn)了二次節(jié)流，同時(shí)，節(jié)流孔2與氣腔5的采用連接曲面3相連接，使得節(jié)流孔2末端的氣流通道面積緩慢變化，這就為改善節(jié)流孔2附近氣體流動(dòng)特性，減小流場(chǎng)壓力波動(dòng)幅值，降低軸承的振動(dòng)創(chuàng)造了條件。
權(quán)利要求
1.一種低振動(dòng)靜壓氣體軸承，由軸承體(I)、軸承體⑴內(nèi)部的節(jié)流孔⑵以及軸承體(I)底部的氣腔(5)組成，其特征在于在所述的氣腔(5)內(nèi)設(shè)置有擾流臺(tái)(4)，節(jié)流孔(2)與氣腔(5)采用連接曲面(4)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低振動(dòng)靜壓氣體軸承，其特征在于所述的擾流臺(tái)(4)的高度h小于或等于氣腔(5)的深度H。
全文摘要
一種低振動(dòng)靜壓氣體軸承，由軸承體(1)、軸承體(1)內(nèi)部的節(jié)流孔(2)以及軸承體(1)底部的氣腔(5)組成，其特征在于在所述的氣腔(5)內(nèi)設(shè)置有擾流臺(tái)(4)，節(jié)流孔(2)與氣腔(5)的采用連接曲面(4)相連接，——上所述的擾流臺(tái)(4)的高度h小于或等于氣腔(5)的深度H。
文檔編號(hào)F16C32/06GK102937141SQ201210458560
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者李運(yùn)堂, 藺應(yīng)曉, 朱紅霞, 袁柯銘 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院