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毕业设计开题报告
机械设计制造及自动化
气体动压径向轴承性能设计计算
1 选题的背景、意义
二十世纪六十年代以来,随着航天技术,微电子学,原子能,信息技术,激
光及生物工程科学的巨大发展,对于加工机器及检测仪器等的精度要求越来越
高。从毫米到微米,亚微米,现在已经发展到毫微米(纳米)水平,并向着原子
晶格至寸(亚纳米)水平迈进,产生了超精度检测技术。加工精度的高指标,形
成了对精度加工设备的高要求,推动了它的进步,反过来,精密机械的进步有又
是微细加工能够实现的必要条件。
[1]
在微加工技术领域,无论是精度加工机械,
还是测量仪器,都对其机械部分提出了高精度,高速度,高运动分辨率,热稳定
性,低震动,爬行小,少污染或无污染以及降低设备成本等方面的苛刻要求。
由于气体轴承具有以下几个方面的特点;
1. 气体粘度极低,因而摩擦阻力小,特别适用于高速旋转场合;
2. 运动平滑,压力膜具有均化效应,主轴回旋精度高,低速运动无爬行;
3. 耐高,低温性能好,适应环境的能力强,特别是能在辐射条件下工作;
4. 清洁度高,不污染环境;
5. 正常工作时,磨损少,基本不要定期维护;
6. 噪音,振动小。
[2]
人们在实践中发现,气体轴承正是解决上述苛刻要求的重要途径。而且气体
轴承的主要缺点即承载能力低,刚度小及稳定性差的问题。今年来已得到部分的
解决。
[3]
例如美国 PIC 公司生产的空气轴承主轴,其径向刚度已达到了 374N/µM,
轴向刚度已达到了 1736N/µM,这对于精度加工来说已经足够。至于在精度量测
方面,刚度,承载力本不是关键。目前,对于推理气体轴承的理论和实验研究已