摘要：静压气浮导轨采用气体润滑,具有无摩擦、热变形小、寿命长等优点,且气膜的误差均化作用显著提高了其运动精度,满足三坐标测量机高精度、高平稳运动需求。为探究三坐标测量机中静压气浮导轨滑块的承载性能,建立了矩形气浮滑块结构模型,滑块内置小孔节流型气浮垫,运用COMSOL有限元仿真软件对其气浮静态承载特性进行仿真分析,验证了结构设计的合理性。

摘要：建立了双边直线电机驱动的H型气浮精密定位平台,对该精密定位系统的气浮导轨设计方法和双边直线电机同步运动控制等关键技术进行了研究。利用有限元法设计了气浮导轨,分析了气膜压力场的分布情况,采用预加载技术提高气浮导轨的承载能力和刚度等性能。静态特性实验表明,开发的定位平台气浮导轨具有较高的承载能力和刚度,X、Y导轨的竖直方向静刚度为276.9 N/μm和333.3 N/μm。设计了基于同步速度偏差的改进型并联结构同步控制器,采用模糊控制实现PID参数的自适应在线整定。运动实验表明,改进的控制器具有较高的同步控制精度,速度同步精度比一般同步控制提高了3倍多,适合于具有强机械耦合的多电机同步运动控制。H型直线电机气浮定位平台具有承载能力强、精度高的优点,可以用于光刻机和光学检测等精密工程领域。

摘要：为了获得气浮导轨设计的更为准确的结果，需要在设计计算中将导轨所受的正压力和倾覆力矩同时考虑进去，为此将有限单元体上的分布力简化成集中力，并通过力的等效替换求得了导轨在复合载荷作用下的设计方法。为了分析这种简化可能带来的误差，又推导出了事先估计和事后校验误差公式。

摘要：尝试在大型衍射光栅刻划机中使用气浮导轨承载金刚石刻划刀具系统运行。气浮导轨同时承担刀具系统的承重与导向任务,由于使用气体作为润滑剂而接近零摩擦状态,可以避免触点磨损及低速爬行现象。分析了气浮导轨工作过程中产生的误差及该误差对刻划刀具运动轨迹的影响,并使用双频激光干涉仪测量刻划过程中刻划刀具运动的直线度误差。测量结果表明,金刚石刀具系统单向行程400 mm时,该误差约为200 nm,小于使用石英导轨承载刀具系统时的误差,同时在高频振动方面有明显改善。刻制一段79 gr/mm,400 mm×500 mm的中阶梯光栅,观察其衍射光斑并使用照度计检测得其不同位置杂散光强度为0.2‰~5‰,实验结果表明使用气浮导轨承载刻划刀具可以满足光栅刻划精度要求。

摘要：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。

摘要：精密定位技术是精密工程领域的关键技术,由直线电机驱动的气浮直线导轨工作台在超精密运动领域得到广泛应用。本文介绍了静压气浮导轨的设计方法,开发了止推气浮轴承设计软件;为了提高气浮导轨的承载能力和刚度,总结提出了几种适用于不同结构气浮导轨的预加载技术;运用气浮轴承设计系统和适合的预加载技术,研制了能满足大惯量、高速度、高精度要求的H型直线电机气浮工作台。

摘要：三轴振动激励器各轴分别设置的气浮导轨解耦结构不仅要对非轴向运动实现润滑导向,还需将自身轴的运动传递到三轴运动平台(输出振动激励信号)。为提高振动传递精度,基于解耦结构的单轴等效模型,探究气浮导轨的轴向振动传递特性与自身工作参数的关系;基于对局部多孔质气浮导轨气膜压力、承载力及刚度等特性的计算及仿真分析,得到其结构和工作参数变化对振动传递率的影响规律,进而实现解耦结构的优化设计,提高三轴振动激励信号的解耦精度。

摘要：在用超精密机床加工V沟槽等微结构时,气浮导轨是保证超精密加工精度和表面光洁度的关键部件之一。介绍气浮导轨结构及润滑方式的选择,对其拓扑结构进行设计,研究影响承载能力、刚度的因素,建立气体静态数学模型,在雷诺方程和达西定律等理论基础上,建立一维和三维润滑数学模型。从温度、气压、地基等方面综合考虑了V沟槽超精密加工机床气浮导轨的设计,可确保气浮导轨良好的润滑性能,从而确保机床良好的加工精度。

摘要：为了优化局部多孔质气浮导轨的设计参数,建立了包含多孔质流量特性的气浮导轨气膜压力特性数学模型,提出了一种基于非支配排序遗传算法(NSGA-II)的多孔质气浮导轨优化设计方法,实现了耗气量最小和气膜承载能力最大两个目标的参数优化计算。该方法能够获得目标空间内均匀分布的Pareto解集,克服了实际设计过程中单纯依靠经验的缺陷。选取4组Pareto最优解,通过改变参数分析了各参数对气浮导轨性能的影响程度。结果表明,多孔质排布位置对气膜承载能力的影响最为显著。

摘要：针对在太阳翼展开过程中,气浮吊挂滑车偏向横导轨单边导致气浮垫脱落甚至横导轨卡死等问题,对气浮导轨的防脱气浮塔应力和变形进行了研究。对气浮导轨的防脱气浮塔进行了分析,提出了一种基于ADAMS和ANSYS Workbench联合仿真的方法,运用Solid Works对气浮导轨进行了三维建模,导入ADAMS建立了其多体动力学分析模型,通过动力学仿真分析分别得出了气浮导轨在载荷偏向单边的加速运动过程中防脱气浮塔所受的最大动载荷,利用ANSYS Workbench建立了其有限元模型,对防脱气浮塔进行静强度分析,计算得出了防脱气浮塔的应力、变形,并运用ANSYS Workbench对防脱气浮塔进行结构优化设计,并对优化前后的防脱气浮塔进行对比分析。研究结果表明:优化后的防脱气浮塔的应力和变形大大减小,证明了优化方案的可行性。