并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器

摘要

本发明公开了一种并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器。由节流器主体和配合塞构成；节流器主体与配合塞结合的工作面上开有多于8个的微通道，微通道出口段与工作面之间成小于45°的锐角，在节流器主体表面的微通道口分别连接有均压槽，相邻微通道之间用隔栅隔开，喷头式孔与节流器主体进气孔连通，喷头式孔与配合塞为过盈配合，配合塞工作面为凹曲面，在凹曲面中心开设节流孔。本发明与传统止推用节流器相比静压系统气膜具有较大的刚度；与传统止推用节流器相比静压系统气膜稳定性较高。本发明适用于止推用气体静压节流器。

说明书

技术领域

本发明涉及气体静压润滑技术，尤其是涉及一种并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器。

背景技术

随着我国装备制造业的发展，对超精密仪器设备提出了走自主创新道路的要求，其中作为基础部件的轴系和导轨的精度是超精密工程技术必须攻克的关键“瓶颈”之一。

对于气体静压装置而言，在微米级精度测量时可以基本保证其精度，但在纳米精度应用时，形成气膜时在运动副偶件间易产生较大尺度(数十纳米)的随机振动，对于超精密仪器、机床和设备而言，此振动成为制约其精度指标的最主要因素。因此，如何减小静压系统的微振动成为目前研究的热点问题。事实上，气膜的稳定性同刚度之间是一对矛盾，目前的技术还难以兼顾二者。当前的紧迫任务就是研究如何同时提高气膜的刚度和稳定性，寻找两者之间的平衡点。在对气体静压技术的基础理论进行研究时，其核心问题是对节流器微流场流型的研究。传统的节流器采用小孔节流原理时为满足承载能力要求需要足够的气源压力，造成节流孔出口处的流速过高而形成射流，在润滑气膜中产生湍流和微旋涡，成为主要振源；采用多孔质节流原理时因微孔材料的自然状态而使气流从微孔中流出的方向存在随机性，也会产生局部微小的湍流，不容忽视。另外，微孔垫片的制造及安装精度均难以满足纳米尺度振动的要求；都难以同时满足系统的超稳定和高刚度的要求。而并行微通道喷头式低湍动止推型气体静压节流器设计时由于采用多个微通道进行节流，可以有效减小气膜振动、提高静压系统的刚度和稳定性。

发明内容

为了克服传统气体静压止推用节流器造成的气膜振动大、刚度低等问题，本发明的目的在于提供一种并行微通道喷头式层流型止推用气体静压节流器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明由节流器主体和配合塞构成；节流器主体与配合塞结合的工作面上开有多于8个的微通道，微通道出口段与工作面之间成小于45°的锐角，在节流器主体表面的微通道口分别连接有均压槽，相邻微通道之间用隔栅隔开，喷头式孔与节流器主体进气孔连通，喷头式孔与配合塞为过盈配合，配合塞工作面为凹曲面，在凹曲面中心开设节流孔。

所述的配合塞凹曲面中心的节流孔，其直径为0.05～0.2mm。

所述的喷头式孔的孔壁上的每个微通道的宽度为0.5～2mm，深度为0.05～0.2mm。

所述的均压槽截面为矩形，其宽度为0.5～2mm，深度为0.05～0.2mm。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明与传统止推用节流器相比静压系统气膜具有较大的刚度。

2、本发明与传统止推用节流器相比静压系统气膜稳定性较高。

本发明适用于止推用气体静压节流器。

附图说明

图1是并行微通道喷头式气体静压节流器主视图。

图2是并行微通道喷头式气体静压节流器俯视图。

图3是节流器主体图。

图4是I处放大示意图。

图5是II处放大示意图。

图6是III处放大示意图。

图中：1、节流器主体，2、配合塞，3、进气口，4、微通道，5、隔栅，6、节流孔，7、均压槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明节流器主体1与配合塞2结合的工作面上开有多于8个的微通道4，微通道4出口段与工作面之间成小于45°的锐角，在节流器主体1表面的微通道口分别连接有均压槽7，相邻微通道之间用隔栅5隔开，喷头式孔与节流器主体1进气孔连通，喷头式孔与配合塞2为过盈配合，配合塞2工作面为凹曲面，在凹曲面中心开设节流孔。

所述的配合塞2凹曲面中心的节流孔，其直径为0.05～0.2mm。

所述的喷头式孔的孔壁上的每个微通道4的宽度为0.5～2mm，深度为0.05～0.2mm。

所述的均压槽截面为矩形，其宽度为0.5～2mm，深度为0.05～0.2mm。

工作时，将压力为0.4Mpa～0.6Mpa的气体通过进气口3送入气体静压节流器，气体通过12个微通道4及节流孔6喷射，使得气体节流器悬浮于其相应的工作面，实现气浮运动，在微通道4工作面开设均压槽7有助于使工作面压强分布均匀，在配合塞2上开设节流孔6可以防止气体倒流引起气膜振动。由于多微通道节流，提高气体流场的稳定性及刚度，实现气膜流场的低湍动。