光波超精密——進口空氣靜壓導軌

超精機靜壓氣浮導軌是由高精度的靜導軌、動導軌和氣浮軸承等部件組成。高速高壓氣浮軸承在導軌運動時，在動靜壓導軌之間排放有氣浮軸承，氣體流動形成潤滑膜，使動靜壓導軌表面不直接接觸。氣浮導軌與液壓導軌相比，具有摩擦阻力小、不粘滯、運動精度高的特點，在超精密機床、坐標測量機等高精密儀器設備中有著廣泛的應用。當氣浮軸承數(shù)確定，氣浮壓力、外荷載不變，動導軌間隙氣膜厚度不變時，由于空氣移動的粘度、動導軌接觸面面積為定值，靜壓氣浮導軌所受的摩擦力與動導軌的速度正相關。

光波超精密空氣導軌——進口空氣靜壓導軌

由于氣浮軸承將氣體排入導軌間隙，使其粘性力大于慣性力2，隨著機床加工精度測量儀測量精度的不斷提高，導軌運動精度和速度也不斷提高，氣浮導軌明顯具有摩擦阻力小、無粘滯、運動精度高的特點，而在超精密機床、坐標測量機等高精密儀器設備中，已廣泛應用。

當氣浮軸承數(shù)確定，氣浮壓力、外荷載不變，動導軌間隙氣膜厚度不變時，由于空氣移動的粘度、動導軌接觸面面積為定值，靜壓氣浮導軌所受的摩擦力與動導軌的速度正相關。進入導軌間隙的氣體由氣浮軸承排出，其粘性力大于慣性力2，隨著機床加工精度測量儀測量精度的不斷提高，導軌運動精度和運動速度也不斷提高，氣浮導軌的摩擦力將對超精密機床的定位精度、系統(tǒng)運動速度產生不可忽視的影響3'。對超精密機床的定位精度和運動速度進行研究，已成為當前研究的熱點[4-6]。

氣浮導軌表面可以描述為平板表面，在平板上橫置微溝槽以建立減阻分析模型。為防止微結構設計對氣浮支座造成破壞，應將減阻微結構設計在2毫米的氣孔直徑范圍內，不應小于116-191。從加工成本和導軌寬度兩個方面考慮，將微結構布局區(qū)長度設置在5 mm，微結構布局區(qū)后，仍保持原有的光滑表面。以流速入口為入口邊界條件，根據(jù)氣浮導軌氣體出口為大氣的實際情況，選擇壓力出口為出口邊界條件。研究結果表明，導軌單側寬度為9 mm，前后緩沖過渡段均設2 mm長度；計算域大小2 mm×9 mm，用于整個物理模型。微細結構的布局區(qū)域可以設置不同的構型(如圖1所示)，微細結構的尺寸、形狀、位置和分布密度對微細結構的幾何參數(shù)進行減阻特性研究。

減阻是一個備受關注的科學問題，許多學者對減阻本身及其應用進行了大量的研究。在這些因素中，微結構功能表面減阻是研究的熱點。非平滑表面具有一些特殊功能的微小拓撲結構被稱為微結構功能面8]，例如微溝槽/肋板陣列[”1，微凹坑/凸包陣列，微金字塔陣列結構，這些結構的特征尺寸一般為1~100微米，量級亞毫米級，能改善機械產品/部件的某些特性。一般情況下，這些微結構功能表面分布在10~1000毫米大小的跨尺度機械表面上，可通過改變零件的界面效應，改變摩擦[0]、潤滑、粘著、耐磨和流體力學性能等物理特性，使機械產品和零部件的功能特性顯著提高12個百分點，例如：工作噪音、能耗、密封、潤滑、使用壽命等。在航天器中，微結構表面已被廣泛應用[13，仿生結構4，船舶工程{5]。

光波超精密技術研究院——進口空氣靜壓導軌

氣體靜壓導軌的運動部件和支撐部件通過氣膜彼此隔離，當壓縮空氣靜壓導軌和支撐表面之間的空隙中排出時就形成了氣膜。這種氣浮墊通常在一組導軌中放置幾個。圖1為普通氣浮墊片工作原理圖。潔凈、干燥、恒壓的壓縮空氣從氣源向外通過節(jié)流器進入氣腔，沿封氣朝向外流動，在封氣面和承導面之間形成有承載能力的氣膜。在密封面處，氣腔承載力之和將氣浮墊和與其連接的平臺浮起。工況下承載力與載荷處于平衡狀態(tài)，從而產生氣體摩擦。負荷增大時，氣膜厚度降低，而負荷增大時，氣膜厚度增加；氣膜既起承壓作用，又起潤滑作用。

光波超精密氣浮導軌——進口空氣靜壓導軌

空氣靜壓導軌是三坐標測量機實現(xiàn)三維運動測量的重要組成部分。早期研制的三坐標摩擦導軌，大多采用滑動摩擦導軌，因其摩擦阻力大，較易磨損，靜、動摩擦系數(shù)差異較大，且在低速時容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，已不能滿足測量精度和速度的不斷提高，因而逐漸用空氣靜壓導軌代替滑動摩擦導軌。風壓式導軌摩擦系數(shù)小，運行平穩(wěn)，運動精度高，磨損小，是目前三坐標測量機中使用zui廣泛的一種導軌形式。

空氣靜壓導軌的工作原理空氣靜壓導軌的運動部件和承載部件通過氣膜相互隔離，氣膜是在壓縮空氣從氣浮器和承導面之間的空隙排放出來的。這種氣浮墊通常在一組導軌中放置幾個。圖1為普通氣浮墊片工作原理圖。潔凈、干燥、恒壓的壓縮空氣從氣源向外通過節(jié)流器進入氣腔，沿封氣朝向外流動，在封氣面和承導面之間形成有承載能力的氣膜。