超精密氣磁軸承軸系動力學(xué)及控制方法的研究.pdf

1、氣體軸承和磁軸承是當今世界上回轉(zhuǎn)精度最高的軸承,它們在精密系統(tǒng)中得到了廣泛的運用.在軍事、航天工業(yè)以及民用工業(yè)方面所起的作用越來越大.但這兩種軸承也有各自的優(yōu)點和缺點,氣體軸承具有極小摩擦、無滲漏等優(yōu)點,缺點是加工難度大,不易控制.磁軸承具有無摩擦、可控性好等優(yōu)點,缺點是承載能力較低.氣體軸承和磁軸承一般都單獨使用,因此在發(fā)揮他們各自優(yōu)勢的同時也很難消除它們的缺點.目前,無論是氣體軸承還是磁軸承,它們在高速回轉(zhuǎn)、超精密回轉(zhuǎn)軸系方面所取得

2、的成就是有目共睹的.但是尖端科技提出的超精密加工所要達到的精度等級越來越高,目前工程界和學(xué)術(shù)界普遍采用的改進方法是提高氣體軸承和磁軸承本身的制造精度和性能采用新型的材料,研究更加先進的控制算法.這些方法雖然都有可行性,但不一定理想,改進的程度也有限.人們在實踐中認識到,氣體軸承和磁軸承各自所表現(xiàn)出來的優(yōu)點恰恰可以彌補對方的不足,因此產(chǎn)生了氣磁軸承混合使用的想法.該文就考慮氣磁軸承的混合使用.利用氣體靜壓軸承作為主要支承,利用磁軸承作控制

3、和誤差補償,使兩者優(yōu)勢互補.在發(fā)揮氣體軸承較高承載能力、磁軸承良好的可控性的同時也避免了這兩種軸承在單獨使用時的缺點.這種組合方式還可以簡化控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)子較容易地工作在磁軸承的線性范圍內(nèi).將兩類軸承結(jié)合起來,通過讓磁軸承修正氣體軸承的誤差和外界干擾的影響而達到超高精度.該文首先介紹了氣體軸承和磁軸承的發(fā)展歷史、發(fā)展情況、特點和應(yīng)用前景.在分析了氣體軸承和磁軸承工作原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合氣體軸承和磁軸承各自的特點,建立了單自由度和四自由度的氣