帶有負壓槽的氣浮測力裝置的製作方法

2023-12-10 02:04:26 2

本發明屬於氣體靜壓支承技術領域，具體涉及一種氣浮測力裝置。

背景技術：

氣體靜壓支承在工作過程中具有無直接接觸、摩擦阻力小且近似恆定、精度高、壽命長等特點，在工程應用已經十分廣泛。氣浮噴嘴因其能夠減小維間耦合而廣泛應用在多維力測量領域，氣體流經節流裝置可以形成穩定的氣膜，能夠達到很高的測量精度(0.2％FS)。現有的氣浮系統由多個氣浮噴嘴共同構成，各個氣浮噴嘴之間的氣體的相互擾動，影響測量精度，並且穩定工作的範圍較小。

技術實現要素：

為了能夠有效的消除氣體的相互擾動，提高測量精度，本發明提供一種帶有負壓槽的氣浮測力裝置。

帶有負壓槽的氣浮測力裝置包括上噴嘴體10、下噴嘴體11和浮板13，上噴嘴體10和下噴嘴體11上下軸向對應貼合；上噴嘴體10的噴嘴端面與浮板13相對應的一側面構成噴嘴擋板式壓力傳感器。

所述上噴嘴體10的中心軸線處開設有貫通的供氣節流孔1，與供氣節流孔1連通的上噴嘴體10頂面開設有凹槽狀的氣室7；供氣節流孔1中部一側連通著供氣管孔3的一端，供氣管孔3的另一端位於上噴嘴體10的徑向側壁上；上噴嘴體10的軸向上開設有貫通軸向的油壓節流孔6，油壓節流孔6的一端連通著氣室7，另一端位於上噴嘴體10的底面；

所述下噴嘴體11的頂部開設有凹槽狀的測壓室4，測壓室4的頂部分別連通著供氣節流孔1的下埠和油壓節流孔6的下埠；測壓室4的徑向一側連通著測壓孔5的一端，測壓孔5的另一端位於下噴嘴體11徑向側壁上；

所述氣室7外周的上噴嘴體10的頂面設有負壓環槽9，負壓環槽9的一側連通著負壓接孔2的一端，負壓接孔2的另一端位於上噴嘴體10的徑向側壁上；負壓環槽9的另一側連通著負壓測孔8的一端，負壓測孔8的另一端位於上噴嘴體10的徑向側壁上。

進一步限定的技術方案如下：

所述負壓環槽9的外圓周與上噴嘴體10的外圓周之間的距離為5mm。

所述負壓環槽9的槽寬為6～9mm，槽深為3～5mm。

本發明通過增加負壓環槽，使得流出噴嘴與浮板之間的氣體進入解壓環槽而被抽出，不會直射到大氣中，從而避免了對相鄰噴嘴正常工作的幹擾。

同時帶有負壓環槽的氣浮噴嘴能夠提高氣浮噴嘴的穩定性。氣體正壓使得氣浮面浮起，使其具有承受壓力的能力，負壓環槽提供吸力，使其具有承受拉力的能力。前者使氣膜厚度增加，後者使氣膜厚度減小，當兩者匹配時，就可以形成一個穩定的氣膜厚度，同時具有雙向剛度。負壓環槽內的壓力可以通過負壓測孔8測得，作用在浮板上的力通過供氣壓力和測得的負壓環槽內壓力計算得出。

本發明的積極效果是，具有負壓環槽9的氣浮測力噴嘴能夠避免氣體之間的相互擾動，保證氣浮系統的穩定性。測量誤差表示測量值與被測真實值之間的差，誤差越小說明測量更準確，測量精度越高，通過多次測量，計算得出精度(δ＝測量值x-真實值x0，yFS為傳感器的滿量程輸出)為0.16％FS，提高了測量精度。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本發明用於氣浮測力示意圖。

上圖中序號：1供氣節流孔、2負壓接孔、3供氣接孔、4測壓室、5測壓孔、6油壓節流孔、7氣室、8負壓測孔、9負壓環槽、10上噴嘴體、11下噴嘴體、12浮板。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地描述。

實施例1

參見圖1，帶有負壓槽的氣浮測力裝置包括上噴嘴體10、下噴嘴體11和浮板12；上噴嘴體10和下噴嘴體11均為圓柱狀，上噴嘴體10和下噴嘴體11上下軸向對應貼合；上噴嘴體10的噴嘴端面與浮板12相對應的一側面構成噴嘴擋板式壓力傳感器。

上噴嘴體10的中心軸線處開設有貫通的供氣節流孔1，與供氣節流孔1連通的上噴嘴體10頂面開設有凹槽狀的氣室7；供氣節流孔1中部一側連通著供氣管孔3的一端，供氣管孔3的另一端位於上噴嘴體10的徑向側壁上；上噴嘴體10的軸向上開設有貫通軸向的油壓節流孔6，油壓節流孔6的一端連通著氣室7，另一端位於上噴嘴體10的底面。

下噴嘴體11的頂部開設有凹槽狀的測壓室4，測壓室4的頂部分別連通著供氣節流孔1的下埠和油壓節流孔6的下埠；測壓室4的徑向一側連通著測壓孔5的一端，測壓孔5的另一端位於下噴嘴體11徑向側壁上；

參見圖2，氣室7外周的上噴嘴體10的頂面開設有負壓環槽9，負壓環槽9的一側連通著負壓接孔2的一端，負壓接孔2的另一端位於上噴嘴體10的徑向側壁上；負壓環槽9的另一側連通著負壓測孔8的一端，負壓測孔8的另一端位於上噴嘴體10的徑向側壁上。

上噴嘴體10的直徑和下噴嘴體11的直徑均為50mm。負壓環槽9的槽寬b為6mm，槽深h為3mm，負壓環槽9的外圓周與上噴嘴體10的外圓周之間的距離a為5mm。

參見圖3，使用時，將恆定壓力的壓縮氣體接入供氣節流孔1，可將浮板12浮起；負壓環槽9上的負壓測口8用來測量負壓槽的氣體壓力，根據供氣壓力和測得的氣體壓力可計算出作用在浮板上的力W。本發明中，上噴嘴體10與浮板12之間氣膜穩定性好，無氣體間的相互擾動，具有工作穩定範圍大，測量精度較高等優點。

實施例2

上噴嘴體10的直徑和下噴嘴體11的直徑均為80mm。負壓環槽9的槽寬b為9mm，槽深h為5mm，負壓環槽9的外圓周與上噴嘴體10的外圓周之間的距離a為5mm。其它結構同實施例1。