[发明专利]基于狭缝型气膜间隙节流的圆柱气浮导轨

说明书

技术领域

    本发明涉及一种摩擦与润滑领域，具体为一种基于狭缝型气膜间隙节流的圆柱气浮导轨。

背景技术

世界缝纫机的发展，是以不断提高速度作为提高缝纫效率的突破口，以高速度作为缝纫机产品的性能指标。一方面，由于缝纫机要提高缝纫效率而提高缝纫速度，提高了缝纫速度，在缝纫机系统中，必须建立一个强制供润滑油的系统，确保缝纫机能够长期、稳定的正常进行缝纫工作；而另一方面，由于缝纫机的缝纫对象要求，缝纫机在缝纫过程中，对缝料有不能沾有油迹、无污染的质量要求。为解决这一矛盾目前工业缝纫机采用的无油化技术一般是在机头内腔部分取消供油和回油系统,从根本上解决工业平缝机头部渗油、漏油的问题，主要方法是改变零件材料来提高零件的耐磨性，但在高线速度工作条件下,运动副的二个运动构件之间干磨擦很快会使运动构件形成高温发热使运动副构件咬死。由于气膜厚度的均化作用,其精密度较高；空气热稳定性好，对纺织产品无污染；由于空气的粘性低，摩擦损耗小，可在很高的速度下进行支承的特点，因此，以气体润滑代替滑动摩擦是在实现工业缝纫机无油化要求下提高极限速度最为理想的。

目前小孔环面型圆柱气浮导轨有过初步研究，其结构如图1所示，其由外轴套和内轴套紧密贴合而成，外轴套上设有一个通气孔，内轴套外表面沿圆周加工有一圈导气槽用以沿圆周均匀分布通入的气体，在导气槽内表面有两排沿周向等距离分布的小孔，每排4个或6个，用以将导气槽中的气体由小孔通入内轴套内表面与针杆间的间隙中支承针杆。这种结构的气浮导轨虽较稳定但小孔环面型圆柱气浮导轨为点源供气形式，从节流孔出来的气体要发生扩散流动，导轨气体承载力和刚度较小，并且小孔太小，加工很困难，还容易堵塞。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有承载力高，刚度大，高速稳定性好，涡流小特点的基于狭缝型气膜间隙节流的圆柱气浮导轨。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于狭缝型气膜间隙节流的圆柱气浮导轨，包括外轴套和内轴套，外轴套紧密贴合在内轴套上，与外轴套贴合处的内轴套外表面沿圆周方向设置有导气槽，外轴套上设置有与导气槽连通的通气孔，在导气槽内表面距离其两端1－1.8mm的位置分别沿其圆周方向间隔排列多排扇形狭缝，每排等间距设置数个扇形狭缝，位于同一轴线上的扇形狭缝边缘相平齐，所述扇形狭缝的底端延伸至内轴套的内表面，扇形狭缝的顶端宽度大于底端宽度。

所述扇形狭缝沿圆周方向至少设置两排，每排扇形狭缝的数量为6条。

所述每条扇形狭缝的长度为内轴套内表面周长的6%－9%，每条扇形狭缝的顶端宽度为扇形狭缝周长的12%，底端宽度为扇形狭缝周长的14%，所述6条扇形狭缝的累积长度为内轴套内表面圆周长的二分之一。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

1.本发明狭缝式圆柱气浮导轨是线源供气，扩散流动较小，由于圆柱气浮导轨环向压力不同，主要发生气膜间隙中的环向流动，气体的承载力和刚度较高，稳定性好；    

2.该狭缝型圆柱气浮导轨的狭缝宽度为线切割钼丝直径0.26，扇形狭缝长度占内轴套内表面周长的8%，扇形狭缝深度为从内轴套外表面导气槽底部至内轴套内表面穿透，沿轴套周向等距离的分布6条间断狭缝，圆周上6条扇形狭缝的累积长度控制在圆周长的二分之一左右，该圆柱气浮导轨狭缝的自身结构决定了其靠微小气膜间隙对气体流动进行节流的方式，改变了理论上靠狭缝节流的原理，即靠导轨内轴套内表面与针杆间极其微小的间隙（10um)进行节流产生气体压降进行支承的独特之处，且节流效果好。

附图说明

图1为现有的小孔环面型圆柱气浮导轨结构图；

图2为本发明圆柱气浮导轨的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明的圆柱气浮导轨使用时气体流动平面图；

图5为气膜间隙中气体压力分布平面图；

图6为本发明使用时针杆不同偏心下的气浮承载曲线图。

其中：1. 内轴套；2. 外轴套；3. 针杆；4. 通气孔；5. 导气槽；6. 密封槽；7. 扇形狭缝；8.第一内孔；9.第二内孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。