高精度空气静压转台优化设计.pdf

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1、机械设计与制造第5期230MachineryDesign&Manufacture2014年5月高精度空气静压转台优化设计夏欢，陶继忠，吴定柱(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)摘要：在分析空气静压轴承工作原理的基础上，通过理论分析及计算确定了空气静压转台的尺寸，并设计了空气静压转台。为了提高空气静压转台的静态性能，分别研究了其结构参数中的节流孔分布为双排8孔和12孔两种情况；节流孔孔径为0．1mm、0．15ram和0．2mm三种情况；节流孔距端面距离10ram和15mm两种情况。通过分析结果确定其结构参数中节流孔分布双排12

2、孔、节流孔孔径为O．1mm、节流孔距端面距离15ram，再配合适"-3的气膜间隙，有助于提高空气静压转台的承栽力和刚度，消除加工装配误差的影响。关键词：空气静压转台；静态性能；数值仿真；结构优化中图分类号：TH16；V233．4+5文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)05—0230—03OptimalDesignofHighPrecisionAerostaticSwivelTableXIAHuan，TAOJi-zhong，WUDing—zhu(InstituteofMechanicalManufacturingTechnology，

3、ChinaAcademyofEngineeringPhysics，SichuanMianyang621900，China)Abstract：Anaerostatieswiveltablehadbeendesignedaccordingtheanalysisofprinciplesofaerostaticbearings．Thedimensionsoftheaerostaticswiveltablehadbeendeterminedfromtheoreticalcalculationandanalysis．Severalparameterswerein

4、vestigatedwithsinglefactoranalysisrespectively，whichareorifcedistributionwithdoublerow-8orifcesanddoublerow一12orifices；orifcediameterswithO．1mmand0．2ram；andthedistanceformorifcestoendfacewas10ramand15ram．Baseontheanalysisresults，onesetofdesignparametersweredetermined，whicharedo

5、ublerow-12fororifwedistribution，0．1mmfororificediameter，15mmforthedistancefromorificestotheendface，andwithan~ivenappropriatesupplypressure．砒thisstructure，theloadcapacityandstifnessoftheaerostaticswiveltablewereenhanced，andtheeffectoftheerrorinmachiningandassemblywereeliminatedK

6、eyWords：AerostaticSwivelTable；StaticPerformance；NumericalSimulation；StructuralOptimization1引言气压力，为浅腔出13处气膜压力，为环境压力，R为节流器阻抗，B为气膜阻抗，通过节流孑L的气体流量为g，为表压比。对气体润滑轴承的出现是微细加工和超精密加工发展的客观于每个节流孔可建立流量、压降与阻抗之间的关系式为17-81：体现，也是适应环保节能的重要途径。气体润滑轴承以其自身的优点及工业发展的需要在精密机械、核工业、光磁记录设备、g：R：(1)+RfRf一航空航天等

7、领域都得到了成功的应用，所以气体轴承具有非常e从而有：广泛的应用范围和应用前景。气浮转台是气体静压轴承的一种，具有速度高、精密度高、‘2)摩擦损耗低三大特点，因此它在高速支承、低摩擦低功耗支承、高当气源压力与环境压力Pa保持恒定，从式(2)可知和精密支承和特殊工况下的支承等领域里占有绝对的应用优势。详变化同向，即随研增大而增大。当承受的载荷时，转轴轴细介绍了一种空气静压转台的结构优化设计。心0。由轴承的中心0沿载荷方向移动e的偏心距。随着轴与轴2气体静压轴承工作原理承相近—侧的轴承间隙C逐渐变小，此处的气膜阻力也不断静压气体轴承是利用气体作为运动副润

8、滑剂的一种新型轴增大，从而使气膜压力增大；相反，在远离轴承一侧，随着轴承承，其工作原理比较简单，如图1所示。