气浮导轨按工作原理分为两种基本类型：空气动压导轨和空气静压导轨。动压型如图1左图所示，两个面相对移动且间隙呈楔形，沿移动方向间隙逐渐变小。由于相对移动，气体因其黏性作用，被拖带压入楔形间隙中，从而产生压力，构成动压悬浮。静压型如图1右图所示，是将外部的压缩气体，通过节流孔导入间隙中，借助其静压使之悬浮起来，节流孔的作用是当间隙变化时，调整间隙内的压力，从而使导轨具有刚度。气浮导轨是由导轨和溜板组成的滑动副，导轨和溜板之间为气膜润滑。
q- x( f: K( K7 j2 t: t% G% B图1, d9 ?( d6 ?& ]! R
图1
& {/ W/ G5 R& y& e图2
: s4 ` z+ |9 l- Y# I& W图2
. Y1 i+ i6 f2 @; ]$ Z6 l7 a开式静压导轨如图2、图3所示，图2左图为平面型，图2右图为平-V型，图3左图为双三角型，图3右图为平面回转型，它们具有如下特点：& G) Y: M. b/ P M* c
图3
; B: |9 a) U# u图3. Y+ S- T2 m3 B/ _
(1)承受正向载荷的能力很大，承受偏载以及颠覆力矩的能力差，不能够承受反向载荷；(2)导轨结构简单，制造以及调整方便；(3)在当导轨尺寸确定以后，气腔压力就只由载荷决定，所以小载荷时气膜刚度低。7 H6 T' F& v) Z
综上所述，开式静压导轨适用于偏载荷及颠覆力矩小，载荷均匀，水平放置或者仅有小角度倾角的场合。
: Q* o3 k, m% m" v9 ]1 |5 |闭式静压导轨的运动件，除在其运动方向具有一个自由度外，其余运动自由度都由导轨的结构所约束，故属于几何封闭。图4所示为闭式静压导轨常用的几何形式，图4中左1为侧导轨在外侧的平导轨，左2为侧导轨在同一导轨两侧的平导轨，左3为平面回转导轨，左4为菱形导轨。
) i; d; N. ~; }( Y/ a图40 L# @, w$ G9 q# M4 M
图4; x& w& Q3 }. J3 m2 }+ o( O
图4中左1和左2的平导轨虽有相同的气腔数，但对于侧面间隙受热变形的影响，后者比前者小，且克服了采用可变节流器时侧面气腔过长的缺点。图4中左3的菱形导轨特点是加工面少，适用于载荷不太大，运动件不太长或回转工作台场合。
$ S$ f+ a. C: @4 K闭式静压导轨具有如下特点：
* m6 R- ]3 f3 Y! o* ](1)能够承受正反向的载荷，能够承受偏载荷以及颠覆力矩的能力比较强；
% t+ i7 l7 B T4 H _5 [(2)气膜刚度较高，所以对导轨本身的结构的刚度要求比较高；" Q/ P% i9 p8 I9 L5 g
(3)导轨制造及调整比较复杂；
+ t P% Z- H" N* A; T* ?6 P& T(4)为了减少功率的损耗，闭式静压导轨一般是采用不等面积气腔的结构。
' V1 h# X0 B# Q( c同时气浮导轨按安装特征可以分为平面封闭型、圆筒封闭型、重力平衡型和真空预载荷型。0 D' t8 N/ b& [
* S. j" Z8 G% O% l2 \+ D$ S, R: g5 Z- Y- Y c* a1 \
5 p$ q2 Z9 f& h! R
8 }. {0 r! i1 C0 |平面封闭型 重力平衡型 真空预载荷型 圆筒封闭型# E6 e% M) Q5 f8 [! E- r
(1)平面封闭型：在气浮方向上设计一对方向相对的两个气膜，形成气膜预加载。适用于高精度、高刚度、大负载的导轨。" H% \0 w5 H) s5 [
(2)重力平衡型：结构简单，加工方便，但刚度低，用于负载变动较小的场合；3 A4 O1 m6 y) f3 B1 E$ R# s+ f
(3)真空预载荷型：用压力气体产生浮力，形成悬浮状态，用真空发生装置产生真空以提高刚度，由于真空的吸附作用，使得这种止推导轨具有双向的刚度，配上x、y两向驱动，可用单层结构，实现二维运动，即开始结构具有闭式特点，提高了工作台的工艺性能；) ^- r) q1 n$ R$ B2 a0 f3 `
（4)圆筒封闭型：该导轨结构简单，但加工复杂，圆柱形导轨得圆柱度和溜板的间隙由机械加工决定，对加工工艺要求较高。而承载能力较小，刚度差，常用于轻载。+ t" b! k% x" r$ T8 I- ~2 b- G! D- ^
|
发表于 2021-2-24 10:03:36
