在目前永磁同步直线电机推力波动性能测试试验台的研究中,存在着导轨和加载形式单一的问题,因此设计了一种将无杠气缸作为加载形式,以PMSLM驱动气浮导轨进行推力波动性能测试的试验台。该推力波动性能测试试验台运用气体润滑技术使得组件沿着气浮导轨移动保证了运行的直线精度。对该试验台的整体结构进行了设计和论证,结果表明:导轨面的最大变形量在0.97~1.13μm之间,气浮导轨的最大应变是1.44×10-5,气浮导轨的最大应力为2.96 MPa,说明其具有机械精度高、运动直线度高、安装维护容易等特点,能够达到预期的设计目的。

静压气浮导轨是精密气浮工作台的重要组成部件,其承载能力和刚度直接影响了工作台的平稳性以及所加工零件的精度。针对所设计的精密高刚度二维气浮工作台,提出采用有限差分的数值计算方法,在双边间隙总和与供气压力相同的条件下,对整体闭式及开式气浮导轨的气浮面进行整体求解计算,对比分析其压力分布、承载能力、刚度等静态性能参数。结果表明:由于闭式气浮导轨的下气浮块在垂直方向上起到了辅助支撑的作用,形成了四周封闭的气膜面,因此增强了闭式气浮导轨的紧密性和可靠性,使得整体闭式气浮导轨的刚度和稳定性均优于开式气浮导轨;实验结果与理论分析较吻合,为此类精密定位平台的设计优化提供了理论依据。

分析了矩形静压推力轴承的表面特征以及分形理论中几种模型的特点,结合轴承表面特征提出选用分形插值模型对静压推力轴承表面的平面度与粗糙度进行综合分形模拟。实例验证表明该方法对静压推力轴承表面平面度与粗糙度综合特征的模拟符合真实情况,为静压推力轴承的润滑性能模拟奠定了基础。

为了分析可变截面节流器对空气静压轴承性能的影响,提出了变截面节流器的空气静压轴承模型,通过轴承承载表面弹性薄板的挠度变形实现节流器截面形状的动态变化。建立固体薄板变形和气体润滑的耦合偏微分方程,采用有限差分法和超松弛迭代法对耦合方程进行离散和数值求解。计算结果表明节流器的截面形状直接决定了数值计算过程中喷嘴系数的大小,与刚性节流器的空气静压轴承相比,变截面节流器的空气静压轴承刚度提高了15%,在较高承载力的情况下能够获得更大的刚度。实验测试结果和理论分析基本一致,变截面节流器的设计方法能够有效提高空气静压轴承的静特性。

该文利用气体润滑技术对针杆机构进行无油化研究，根据针杆机构分析的结果设计了孔一腔型动静压混合气体轴承，获得了合理的结构参数。对该气体轴承进行实验研究，实验结果证明大大提高了针杆机构的润滑效果，实现了针杆机构无油化。

针对弹性薄板气浮垫的精密研抛工艺要求，主要设计和改造了现有精密研磨抛光机的加载方式。为了能够实现弹性薄板气浮垫边充气边研磨抛光加工，针对弹性气浮垫的特有结构，提出一种端面气膜密封的旋转密封件以及分气站的设计方案。精密研磨抛光机的改造设计可以实现弹性薄板气浮垫在研磨抛光设备上自动研磨抛光。

为了研究微节流孔对于空气静压轴承的节流性能的影响;本文利用CFD流体计算软件对微孔空气静压轴承的三维内部流场进行了数值模拟与计算分析;其中采用网格划分软件对轴承气膜网格进行划分,利用(Realizable K-ε)湍流计算模型分析气膜的流场特性;通过对微孔空气静压轴承的节流性能分析,研究了微孔空气静压轴承的节流孔直径对于轴承气膜内的压力及速度分布的影响,并给出了相应的对比结果;同时,将微孔空气静压轴承流场与传统节流孔空气静压轴承流场的不同区域的压力分布进行了对比,并分析了微孔节流与传统小孔节流流场之间的特点与区别。结果表明,在气膜承载面上,节流孔附近的压力降随着节流孔直径的增大,压力降呈先增大后减小的趋势;在节流孔中心线上压力随节流孔直径的增大,压力变化越不明显;微孔节流空气静压轴承与传统小孔空气静压...

运用气体润滑技术设计出了一套空气静压导轨组件。该组件可以立、卧式放置,具有多种机械安装接口,能在各种不同结构和要求的加工及测量设备中安装使用。对该组件的整体结构进行了设计和论证,经试验调试该设计的组件总体性能优良,完全能够达到预期的设计目的。

在超精密气浮定位平台研究工作中，对静压空气轴承的安装位置对系统影响的研究相对较少，文中介绍了一种新型机械结构的气浮导轨性能测试实验台，实验台导轨滑架采用焊接框架组合结构，实现不同类型气浮轴承的更换及不同数量的气浮轴承的安装，形成不同结构布局的气浮导轨，能够满足多种气浮导轨的实验研究，提高了气浮导轨实验台的利用率和使用范围。此实验台具有机械精度高、系统刚度大、结构稳定性好，安装使用方便等特点。

为解决气体静压推力轴承性能测试的问题，设计了一种气体静压推力轴承性能测试实验台。该实验台利用弹簧拉压平衡原理对轴承加载，并利用力传感器测定施加栽荷大小；分别采用位移传感器和流量计实现对气膜间隙大小及耗气量的测量；使用单坐标工作台实现压力分布的连续测定。该实验台具有操作方便、自动化程度高及精度便于控制的特点。