本發(fā)明屬于精密機械工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

氣體軸承具有摩擦小，回轉(zhuǎn)精度高的特點，在高速運動下，幾乎不產(chǎn)生摩擦熱，功耗低，并且能在非常惡劣的環(huán)境下工作，在超精密機床和高精度測試儀中得到廣泛應(yīng)用。靜壓氣體軸承是通過節(jié)流器將外部的壓縮氣體導(dǎo)入間隙中，借助其靜壓支撐軸向負(fù)載。節(jié)流器是使氣體靜壓具有承載能力的重要補償單元，節(jié)流器的節(jié)流作用，是因為它具備某種形式的狹隘節(jié)流通道，當(dāng)流體從狹隘流過，產(chǎn)生壓降，使出口壓力相對穩(wěn)定，從而使靜壓流體膜具有承載能力和剛度，所以節(jié)流器是靜壓氣體軸承研究的重要部分。按照節(jié)流器的結(jié)構(gòu)與原理的不同，主要有以下幾種節(jié)流方式：小孔節(jié)流、環(huán)面節(jié)流、狹縫節(jié)流、多孔質(zhì)節(jié)流。環(huán)面節(jié)流穩(wěn)定性較好，但是承載力低，剛度小。小孔節(jié)流由于氣腔的存在，承載能力和剛度得到有效提高，然而氣腔容易導(dǎo)致“氣錘”振動現(xiàn)象的發(fā)生，軸承穩(wěn)定性相對較差。多孔質(zhì)節(jié)流具有較高承載和阻尼，然而對材料的特性要求較高，多孔質(zhì)材料內(nèi)部的空隙會形成氣腔，同樣會引起“氣錘”振動；同時對氣源的潔凈度要求也較高。與小孔節(jié)流靜壓氣體軸承相比，在相同工作尺寸時，狹縫節(jié)流靜壓氣體軸承的供氣點是連續(xù)分布的，減小了擴散效應(yīng)和環(huán)向流動對軸承特性的不利影響，具有較高的承載、剛度及阻尼；同時不存在氣腔，穩(wěn)定性好，因此更適用于高速、高精度、高可靠性場合。但是由于它的精度要求高，加工難度大，造成制造工藝復(fù)雜，費工費力，成本居高不下。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)中狹縫節(jié)流靜壓氣體軸承生產(chǎn)時存在的工藝復(fù)雜的問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種靜壓氣體狹縫止推軸承，外環(huán)設(shè)有徑向進(jìn)氣孔并在內(nèi)圓柱面下方設(shè)有環(huán)形槽i，截面為倒L形的內(nèi)環(huán)小外徑圓柱面下方設(shè)有環(huán)形槽ii，外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間下部固定有環(huán)塞從而在內(nèi)環(huán)的小外徑圓柱面上形成環(huán)狀氣腔，密封環(huán)i與密封環(huán)ii分別嵌入所述環(huán)形槽i與環(huán)形槽ii中，其特征在于：倒L形截面的內(nèi)環(huán)大外徑的外圓周面上設(shè)有均勻分布的非連續(xù)弧狀狹縫，該弧狀狹縫的數(shù)量、弧長l與弧寬w根據(jù)軸承的負(fù)載、剛度、氣體流量計算確定。當(dāng)這種靜壓氣體狹縫止推軸承的內(nèi)環(huán)改變?yōu)閷嵭牡膬?nèi)圓柱時，則成為靜壓氣體狹縫氣浮墊的結(jié)構(gòu)。一種上述的靜壓氣體狹縫止推軸承狹縫的加工方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)根據(jù)軸承所需氣體流量以及軸承的載荷、剛度計算所述外環(huán)的內(nèi)徑與內(nèi)環(huán)大外徑的直徑并計算內(nèi)環(huán)大外徑外圓周面上所需弧狀狹縫的數(shù)量以及各狹縫的弧長l與弧寬w；

2)以外環(huán)的內(nèi)徑為準(zhǔn)，參照狹縫的弧寬w將內(nèi)環(huán)大外徑的直徑加工為滑動配合間隙；

3)將內(nèi)環(huán)上設(shè)定狹縫以外的各處用絕緣層進(jìn)行覆蓋；

4)對內(nèi)環(huán)大外徑圓柱面進(jìn)行電鍍，形成鍍膜，該鍍膜的厚度大于狹縫的弧寬w；

5)去除與清理所述絕緣層；

6)對內(nèi)環(huán)大外徑圓柱面上的鍍膜磨削加工，保證該內(nèi)環(huán)大外徑圓柱面上的鍍膜與外環(huán)的內(nèi)徑之間為過盈配合間隙；

7)將內(nèi)環(huán)壓入外環(huán)內(nèi)，將包含狹縫側(cè)的內(nèi)外環(huán)圓柱端面磨平，將所述密封環(huán)i與密封環(huán)ii分別嵌入所述環(huán)形槽i與環(huán)形槽ii中，再將環(huán)塞塞入密封環(huán)i與密封環(huán)ii之間。靜壓氣體狹縫氣浮墊的加工方法步驟與上述內(nèi)容相同。

本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案的靜壓氣體狹縫止推軸承與靜壓氣體狹縫氣浮墊，能夠根據(jù)狹縫的寬度及所在位置，配作內(nèi)環(huán)或外環(huán)的尺寸，通過機加工和電化學(xué)加工相結(jié)合方式調(diào)整內(nèi)外環(huán)的公差改變狹縫間隙的大小，滿足設(shè)計要求，使加工難度得到大幅度的降低，從而簡化加工制造工藝，提高產(chǎn)品精度，降低生產(chǎn)成本，在保證產(chǎn)品精度的前提下有效地提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

本發(fā)明共有8幅附圖，其中

圖1為本發(fā)明一種靜壓氣體狹縫止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A-A剖視。

圖3為圖1中序號為1的零件即外環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1中序號為4的零件即內(nèi)環(huán)在鍍鐵前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖1中序號為4的零件即內(nèi)環(huán)在鍍鐵后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5的Ⅰ部放大圖。

圖7為本發(fā)明的另一種形式—一種靜壓氣體狹縫氣浮墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為靜壓氣體狹縫節(jié)流止推軸承工作狀態(tài)示意圖。

圖中：1、外環(huán)，2、密封環(huán)i，3、環(huán)塞，4、內(nèi)環(huán)，5、狹縫，6、氣腔，7、進(jìn)氣孔，8、環(huán)形槽i，9、環(huán)形槽ii，10、密封環(huán)ii，11、旋轉(zhuǎn)軸，12、止推板，413、實心圓柱，14、鍍膜。

具體實施方式 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的狹縫節(jié)流方式為非連續(xù)狹縫，狹縫寬度w為10‐20μm，狹縫5的數(shù)量、寬度w、弧長l、深度參數(shù)，設(shè)計時根據(jù)軸承的承載力、剛度、氣體流量要求，計算確定。狹縫節(jié)流止推軸承由外環(huán)1、密封環(huán)2、密封環(huán)10、環(huán)塞3、內(nèi)環(huán)4組成。外環(huán)1為空心圓柱，內(nèi)孔面下方加工有環(huán)形槽i-8，側(cè)面加工徑向進(jìn)氣孔7。內(nèi)環(huán)4為截面呈倒L形的空心圓柱體，小外徑外圓柱面下方加工有環(huán)形槽ii-9，大外徑圓柱面根據(jù)狹縫數(shù)量部分進(jìn)行鍍鐵，形成凸凹相間的結(jié)構(gòu)。密封環(huán)2裝入加工完成后的外環(huán)1的環(huán)形槽i-8，密封環(huán)10裝入加工完成后的內(nèi)環(huán)4的環(huán)形槽ii-9，然后將外環(huán)1與內(nèi)環(huán)4采用過盈配合壓裝在一起。環(huán)塞3裝入密封環(huán)2和密封環(huán)10之間，固定在外環(huán)1和內(nèi)環(huán)4之間，在內(nèi)環(huán)4的小外徑圓柱上形成密封的環(huán)狀氣腔6。這種狹縫節(jié)流止推軸承工作時，高壓氣體由進(jìn)氣孔7進(jìn)入內(nèi)外環(huán)間的環(huán)形氣腔6，然后由狹縫5流出，在流出的表面上方與止推板12形成一層高壓氣膜，支撐軸向負(fù)載。狹縫5的最終制作寬度w由內(nèi)外環(huán)組裝之后確定，取決于內(nèi)外環(huán)的加工尺寸及鍍層14的尺寸。當(dāng)內(nèi)環(huán)4改變?yōu)閷嵭膱A柱時，它在附圖7中變序號為413。圖7表示狹縫節(jié)流氣浮墊的結(jié)構(gòu)。

狹縫的加工工藝過程如下：

1、按附圖3加工外環(huán)1，并對內(nèi)孔進(jìn)行磨削，尺寸公差為±0.05，保證內(nèi)孔加工尺寸。

2、在三坐標(biāo)測量儀上精確測量外環(huán)1的內(nèi)孔尺寸。

3、按附圖4加工內(nèi)環(huán)4。

4、在三坐標(biāo)測量儀上精確測量內(nèi)環(huán)4上部大圓柱外徑。

5、將內(nèi)環(huán)4上部圓柱外圓進(jìn)行磨削，直徑尺寸小于外環(huán)內(nèi)孔直徑10‐20μm。

6、用汽油擦洗內(nèi)環(huán)4，對內(nèi)環(huán)4除油。

7、根據(jù)狹縫5的數(shù)量，將內(nèi)環(huán)4非狹縫處進(jìn)行絕緣保護(hù)。

8、內(nèi)環(huán)4裝上掛具，放入鍍槽中進(jìn)行鍍鐵，控制鍍層厚度，形成圖5所示的內(nèi)環(huán)4的結(jié)構(gòu)。

9、將內(nèi)環(huán)4從鍍槽中取出，進(jìn)行清洗和去除絕緣，卸下掛具。

10、在三坐標(biāo)測量儀上精確測量內(nèi)環(huán)4上部鍍鐵部位圓柱外徑。

11、將內(nèi)環(huán)4上部鍍鐵處圓柱外圓進(jìn)行磨削，使其直徑尺寸大于外環(huán)1內(nèi)孔直徑5‐10μm。

12、將外環(huán)1和內(nèi)環(huán)4壓裝形成軸承節(jié)流狹縫5。

附圖8是狹縫節(jié)流止推軸承的工作狀態(tài)示意圖，其中序號12為止推板，序號11為旋轉(zhuǎn)軸。

由于狹縫5的間隙寬度w只有十幾微米，完全采用機加工的方法很難實現(xiàn)。因此本發(fā)明采用機加工和材料電化學(xué)加工方法相結(jié)合，由內(nèi)外環(huán)組合方式保證狹縫間隙，既可以使狹縫間隙滿足設(shè)計要求，還使加工難度得到較大降低。