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。
( ]+ m3 b' }0 h7 g2 D1 f; A图1
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图2; d1 x' ^: X, M3 w
图2
0 T/ S9 R( i+ N" e& |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：
2 L N! I- C1 q6 H' [3 d- _图3! I2 \9 f+ J. [% a
图3! K) c9 ]6 u) X
(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。
: s6 o" }. X( i; 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。+ C$ D d5 H% y. x
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。
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图4
& L+ E6 m {; b2 p1 e9 Y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。5 e5 e* a! ?2 r6 T( y0 ^7 |
闭式静压导轨具有如下特点：
7 ~ P% d4 T& t(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；! R; z' D9 G( |* I4 ]
(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 w, K J0 O) d- c! u
(3)导轨制造及调整比较复杂；7 |9 u$ ^9 e7 r c3 U% \
(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。" q# I# r+ g& {! |
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。2 [3 u( W1 g) A; ^0 }* R$ y
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H- D* R6 I0 `& Y+ H& R
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平面封闭型 重力平衡型 真空预载荷型 圆筒封闭型' R- O+ B$ g0 C- b1 S4 M+ x
(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。3 `0 V$ A9 H, }: O |7 d; a! f
(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；1 {! e" z, _4 k7 h! {2 }5 g: H
(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 d. ^, D# [（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。) l8 i4 r- x6 B/ P0 _; x
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发表于 2021-2-24 10:03:36
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