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。
. B ^& c9 j5 [: i- i; m e/ g9 Q图1: [) A6 K/ x# l7 {3 z% O4 D+ W
图14 ^7 Q" u) u' g, d! ]
图2+ p" @$ B6 T: X, v/ \- }
图20 w, q# i' t/ m( k. {
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：
9 D% Y F9 q) G% z, Y* ~1 [6 g图3
; b( ]2 \# t, S$ W, ?' M图3
* ~' d5 M$ {4 Q6 m9 b(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 `& Q4 I R4 ~7 T, W! f# t7 N& o
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。
4 {# g/ e1 h$ Z! {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。+ c R+ F, `8 ~9 F6 Y0 Z
图4' A! {, @' ` N1 r7 i6 |
图43 p0 ]8 C. e# y# d( V+ ]
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。
' D% }9 C4 {5 b, i, M t h闭式静压导轨具有如下特点：
3 \& y1 D8 r; x2 v9 j4 Q(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 \( t0 Q$ ]5 g4 M/ z) d, R(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；5 r8 \! ^' \! @7 ~
(3)导轨制造及调整比较复杂；6 c U" x% Q3 @ `& P
(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。
# D5 w n6 }# w$ O! x3 K% i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。
8 ]' |4 O& `& S' o6 M% ]4 J2 u
8 D; j& c) I3 j3 x; H3 U5 ]& ]5 i. o6 {9 q+ m+ N
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x& C* n o$ w3 y平面封闭型 重力平衡型 真空预载荷型 圆筒封闭型0 G. }6 U4 Q. U* [& v" [( r! `
(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。. E, m- o$ F; Q4 m @
(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；% P8 |* [2 ]) \& x3 v
(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；
: b6 L: G! y- S5 C" k! D$ l" U（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。
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发表于 2021-2-24 10:03:36
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