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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。
( V" c# H. H. ~3 g8 r+ R: A* K* ?: {2 l) I圖1
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- f: G$ R" i. h+ n- T6 A圖2# `( n8 W( F5 S7 [( ~! C
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(diǎn):
; d: f6 z# ?3 A" G- F圖3
- h8 N( w8 ~% j圖3
! `+ g! p/ p7 q(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。
# {4 O# g3 `- F4 L. F9 ^7 [7 V3 j' I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。
7 E4 e4 X: |7 T3 L/ ? e: B閉式靜壓導(dǎo)軌的運(yùn)動件,除在其運(yùn)動方向具有一個自由度外,其余運(yùn)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。
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5 _( Q1 n* c1 F" a# M- Z' O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(diǎn)。圖4中左3的菱形導(dǎo)軌特點(diǎn)是加工面少,適用于載荷不太大,運(yùn)動件不太長或回轉(zhuǎn)工作臺場合。2 v3 j+ t4 B! j) Q
閉式靜壓導(dǎo)軌具有如下特點(diǎn):
, o* H& i I) d5 M7 a/ t(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(qiáng);
! g+ O7 P! w! \0 X& U# |8 C3 R0 Z(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;# K0 j! m+ h, V) D
(3)導(dǎo)軌制造及調(diào)整比較復(fù)雜;
* R3 N! I6 r9 e2 m( i7 s/ i, Q(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)。4 D% \# U2 w/ [. ^
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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% ?1 |& Z8 o( a" c% A. `9 r平面封閉型 重力平衡型 真空預(yù)載荷型 圓筒封閉型6 W6 W, l) \- g j7 J, u8 W: [4 C
(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。
# ^6 C3 j$ y# U(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;6 d4 m3 ]2 K7 j5 @. h, U
(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(shí)現(xiàn)二維運(yùn)動,即開始結(jié)構(gòu)具有閉式特點(diǎn),提高了工作臺的工藝性能;
7 X0 M& r/ F4 r/ I( N' ? D5 a2 r1 W(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(jī)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。$ b3 {8 \; b* S( z' b
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