1·空气静压导轨的工作原理
空气静压导轨的运动部件和承导件由气膜彼此隔开,这个气膜是当压缩空气从气浮垫与承导面之间的间隙排出时形成的。这样的气浮垫在一组导轨中通常要布置几个。图1是一个普通气浮垫的工作原理图。从气源送来的清洁、干燥、恒压的压缩空气经节流器进入气腔并沿着封气面向外流出,在封气面与承导面之间形成具有承载能力的气膜。气腔与封气面处气膜的承载能力之和将气浮垫及与之相连的工作台浮起。工作中承载能力与载荷处于平衡状态,从而实现气体摩擦。当载荷增大时气膜厚度减小,载荷减小时气膜厚度增大。气膜一方面起着承载的作用,同时也起着润滑的作用。
2·具体结构及应用要求
本文三坐标测量机Z轴气垫需要承载的重量总和为204.74N,而在Z轴中起到承载作用的气浮垫为2个,那么单个气浮垫的承载重量为102.37N。本文的气浮垫结构设计的气腔半径r1取值为7mm,气浮垫半径r2取值为38mm,按承载能力公式计算得出承载重量为134N,远远大于需要承受的最大负载102.37N,经理论计算如图2所示结构气浮垫可以满足负载要求。
在气浮垫设计时,还必须要充分考虑到气浮垫的设计不完善会造成气锤振荡的现象,从而使仪器不稳定。容积比是造成气锤振荡的主要原因,由容积比计算公式得出此结构气浮整容积比为0.048,满足容积比要求范围0.02~0.05之间,容积比设计也满足要求,不会发生气锤振荡现象。
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