[发明专利]一种低振动静压气体轴承

说明书

技术领域：

本发明涉及一种低振动静压气体轴承，尤其是涉及一种降低气体轴承的振动幅度、提高气浮支撑运动定位平台精度的静压气浮支撑技术领域。

背景技术：

静压气体轴承因具有精度高、无摩擦、无磨损、无需保养、环境适应能力强、低速时不出现爬行和滞后等卓越性能而广泛应用于微电子制造及其测量装备。随着微电子制造及其测量装备精度要求的不断提高，对气体轴承支撑的运动定位平台的运动定位精度提出更加苛刻的要求。

受节流形式、气膜厚度、预载方式、几何形状、加工精度、供气压力及工况等诸多因素的影响，气体轴承内气体在极短时间内流动状态发生多次变化，气膜间隙内的气压波动使气体轴承产生振幅从几纳米到几十纳米，频率从几十赫兹到几千赫兹的宽频微幅自激振动，这种自激振动对平台的运动定位精度产生极为不利的影响，制约气体轴承在微电子制造及其测量装备中进一步推广应用。

现有技术中有一种无气腔的环面节流静压止推气体轴承，其振动幅度比带气腔的气体轴承的振动幅度要小得多，但是前者承载能力和刚度远不及后者，实际应用中还是以带气腔的气体轴承为主。而带气腔的气体轴承在正常工作过程中，在节流孔出口附近会形成复杂且不稳定的漩涡，漩涡的不断产生和破裂导致流场压力剧烈变化，是引起该轴承微幅自激振动的主要原因之一。

针对上述问题，本发明提出一种低振动静压止推气体轴承，对降低静压气体轴承振动的幅值，提高气浮平台的运动定位精度都具有非常重要意义。

发明内容：

本发明之目的是：提出一种低振动静压气体轴承，以解决现有技术存在的不足。

为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案：

本发明由轴承体、轴承体内部的节流孔以及轴承体底部的气腔组成，其特征在于：在所述的气腔内设置有扰流台，节流孔与气腔的采用连接曲面相连接。——上述的扰流台的高度h小于或等于气腔的深度H。

本发明与现有技术比较的特点：

在轴承体底部的气腔内设置了扰流台，这就为破坏漩涡的形成并实现二次节流创造了条件，有效改善节流孔附近的气体流动特性，减小流场内压力波动的幅值，显著降低轴承的振动。同时，节流孔与气腔采用连接曲面相连接，使节流孔末端的气流通道面积缓慢变化，又在一定程度上增加出气体流动的稳定性，减小了轴承内气体的压力波动，降低轴承振动。本发明结构简单，易于实现。

附图说明：

图l示意了本发明的静压气体轴承的内部剖面结构。

图2示意了本发明的静压气体轴承的整体结构。

1、轴承体；2、节流孔；3、连接曲面；4、扰流台；5、气腔；6、气膜；7、支撑面；P、高压气体进气方向。

具体实施方式：

本发明由轴承体1、轴承体1内部的节流孔2以及轴承体1底部5的气腔组成，其特征在于：在所述的气腔5内设置有扰流台4，节流孔2与气腔5采用连接曲面3相连接。——上述的扰流台4的高度h小于或等于气腔5的深度H。

本发明的静压气体轴承在工作过程中，高压气体沿P方向从节流孔2的上端流入、在节流孔2的末端喷出，使轴承体1的下表面与支撑面7之间形成具有一定压力的气膜6，从而使轴承体1悬浮起来，并使其具有一定的承载能力。由于在轴承体1底部的气腔5内设置了扰流台4，破坏了漩涡的形成并实现了二次节流，同时，节流孔2与气腔5的采用连接曲面3相连接，使得节流孔2末端的气流通道面积缓慢变化，这就为改善节流孔2附近气体流动特性，减小流场压力波动幅值，降低轴承的振动创造了条件。