一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置

1.本实用新型涉及气浮垫刚度技术领域，尤其涉及一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置。


背景技术：

2.气浮垫是空气轴承的一种应用，它通过气浮垫底部的形成的空气薄层(1mm左右甚至更小)使气浮垫与平面间形成间隙形成近似无摩擦的滑动条件。
3.现有的测量气浮垫刚度的装置在进行使用时存在一定的缺陷，大部分采用螺纹杆拧紧的方式对气浮垫施加下压力来进行测量气浮垫产生的气膜刚度，但是通过螺纹杆拧紧的方式没有很好的下压力，只能对尺寸规模较小的气浮垫进行刚度测量，且在测量气浮垫的气膜刚度时，产生的气流可能会导致气浮垫横向位移，使得测量数据不精准。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置，包括底座、压力板和顶座，所述底座和顶座之间焊接有支撑柱；
6.所述压力板的上表面四个拐角处嵌设安装有圆形滑轨，所述圆形滑轨的内表壁滑动连接有滚珠，所述压力板通过圆形滑轨和支撑柱滑动连接，所述压力板的上表面中心处焊接有立柱，所述压力板的下表面开设有四个条形槽，四个所述条形槽呈十字形分别分布在压力板上，所述条形槽内转动连接有丝杆，所述丝杆上螺纹连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母的顶端焊接有l型架，所述l型架的水平方向一端焊接有万向球。
7.优选的，所述滚珠共设置有若干个，若干个所述滚珠呈环形分布在圆形滑轨内，且相邻的两个滚珠之间的间距相等。
8.优选的，所述支撑柱共设置有四个，四个所述支撑柱呈矩形阵列分别分布在底座的四个拐角处，且四个支撑柱和四个圆形滑轨相适配。
9.优选的，所述顶座的上表面中心处螺纹连接有贯穿顶座并延伸至其下方的螺纹杆，所述螺纹杆的底端螺纹连接有压力传感器。
10.优选的，所述压力传感器和立柱处于同一竖直线上。
11.优选的，所述顶座的下表面螺栓固定有位于支撑柱一侧的激光位移传感器。
12.优选的，所述压力板的上表面还设置有配重盘。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
14.1、本实用新型中，该一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置，通过压力板的设计，转动四个丝杆，丝杆螺母通过l型架带动万向球对气浮垫进行夹持，减少气浮垫在测量气膜刚度时发生横向位移的情况，并在万向球的作用下，减少气浮垫在纵向位移时的摩擦力，提高了该装置对气膜刚度测量的精确性，通过向压力板增加或减少配重盘，再通过旋
转螺纹杆带动压力传感器对立柱和压力板施加下压力，使得该装置可以对更大尺寸范围的气浮垫进行测量，提高了该装置的适用性。
15.2、本实用新型中，该一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置，通过圆形滑轨和滚珠的设计，在压力板上移时，通过滚珠可以减少压力板和支撑柱的摩擦力，进一步提高测量时的精确性。
附图说明
16.图1为本实用新型提出的一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型提出的一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置的压力板仰视图；
18.图3为本实用新型提出的一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置的压力板俯视图。
19.图例说明：
20.1、底座；2、压力板；3、万向球；4、l型架；5、丝杆螺母；6、条形槽；7、丝杆；8、立柱；9、压力传感器；10、螺纹杆；11、顶座；12、激光位移传感器；13、支撑柱；14、配重盘；15、滚珠；16、圆形滑轨。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.参照图1-3，一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置，包括底座1、压力板2和顶座11，底座1和顶座11之间焊接有支撑柱13；
24.压力板2的上表面四个拐角处嵌设安装有圆形滑轨16，圆形滑轨16的内表壁滑动连接有滚珠15，压力板2通过圆形滑轨16和支撑柱13滑动连接，压力板2的上表面中心处焊接有立柱8，压力板2的下表面开设有四个条形槽6，四个条形槽6呈十字形分别分布在压力板2上，条形槽6内转动连接有丝杆7，丝杆7上螺纹连接有丝杆螺母5，丝杆螺母5的顶端焊接有l型架4，l型架4的水平方向一端焊接有万向球3。
25.滚珠15共设置有若干个，若干个滚珠15呈环形分布在圆形滑轨16内，且相邻的两个滚珠15之间的间距相等。
26.支撑柱13共设置有四个，四个支撑柱13呈矩形阵列分别分布在底座1的四个拐角处，且四个支撑柱13和四个圆形滑轨16相适配。
27.顶座11的上表面中心处螺纹连接有贯穿顶座11并延伸至其下方的螺纹杆10，螺纹杆10的底端螺纹连接有压力传感器9。
28.压力传感器9和立柱8处于同一竖直线上。
29.顶座11的下表面螺栓固定有位于支撑柱13一侧的激光位移传感器12。
30.压力板2的上表面还设置有配重盘14。
31.配重盘14共设置有若干个，可以通过增加配重盘14对气浮垫进一步的施加下压力。
32.工作原理：
33.该一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置对气浮垫进行固定时，将气浮垫放置底座1的上表面中心处，分别转动四个丝杆7，此时丝杆7带动丝杆螺母5进行位移，丝杆螺母5带动l型架4进行位移，l型架4带动万向球3对气浮垫进行夹持，减少气浮垫在测量气膜刚度时发生横向位移的情况，并在万向球3的作用下，减少气浮垫在纵向位移时的摩擦力，提高了该装置对气膜刚度测量的精确性。
34.该一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置对气浮垫施加下压力时，将配重盘14放置压力板2上，配重盘14通过压力板2对气浮垫施加下压力，再通过旋转螺纹杆10，此时螺纹杆10带动压力传感器9对立柱8施加下压力，立柱8通过压力板2进一步对气浮垫施加下压力，使得该装置可以对更大尺寸范围的气浮垫进行测量，提高了该装置的适用性。
35.该一种用于测量超精密机床气浮垫刚度的装置对气浮垫测量气膜刚度时，向气浮垫输送定量大气压，此时气浮垫带动压力板2进行上移，在激光位移传感器12的作用下对压力板2测量上移的高度，得到气膜的高度，再将压力板2的固定重量、配重盘14的固定重量和螺纹杆10的下压力相加，得到气浮垫的承载力，根据公式j(气膜刚度)＝w(承载力)/h(气膜高度)，算出该承载力下的气膜刚度，再通过增加配重盘14和拧紧螺纹杆10，算出不同承载力下的气膜刚度。
36.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。