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。1 {, ?" t# U' l0 X" Q4 @5 R
图1, p- q: ]* y, b+ ~( ?; E% ?
图1
3 L" ^1 V5 I& B3 ~7 g2 \图25 ?0 `' Q3 d2 c ]' o0 v
图2
' I' u4 N: @. @$ @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：
u8 y6 t0 g3 r" x" Z3 Y图3 M. |5 L6 V% P; E8 e
图3! ~* g; U& v5 j- f
(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。4 Y% Z* p+ q! ]0 X, J- i3 A# J4 K
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。* K- o l) N) z% @! Z7 C
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。7 [6 ~7 h4 B! r1 j( j& q, N
图4
, j, A/ j& m* Q+ c, |6 d图4
( h: ]% r V! w4 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。
6 o3 [0 u1 ^) k& x闭式静压导轨具有如下特点：. ?3 ?* C$ F% m, [
(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；
6 n* |0 C# \0 R7 n" G(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；
& ^+ I8 t' _+ t0 o% Q(3)导轨制造及调整比较复杂；9 W( x- K/ W7 C, y
(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。8 V/ k2 a9 ^3 S% ~2 Q0 h T) k4 M
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。: B9 E8 p% K/ [1 y# t% k/ m
. e1 ]3 c" e( N8 P" ^& C, }# F3 ?3 z/ T
$ l; H9 v% S/ H6 P! t; R
5 |* S; D2 e7 h) M* f" z6 o: V平面封闭型 重力平衡型 真空预载荷型 圆筒封闭型
C$ ?3 l0 F+ D0 R! h! o9 R5 j" f(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。
& z+ o1 ]3 d7 L* _1 ]: c( {(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；& z9 x9 Z2 ^7 a( J: h2 t; X
(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；0 e$ e w/ G* g5 c
（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。1 O5 ^, d. I( A- i7 ]
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发表于 2021-2-24 10:03:36
