超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中氣浮支承振動(dòng)特性的研究.pdf

1、超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)有別于傳統(tǒng)的精密運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，后者多由接觸式運(yùn)動(dòng)副和剛性結(jié)構(gòu)所組成，摩擦、發(fā)熱及振動(dòng)傳遞等因素制約了這類機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性，目前這類機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度只能達(dá)到微米級(jí)，無法滿足諸如IC 制造裝備等運(yùn)動(dòng)精度達(dá)納米級(jí)的需求。因此，以氣浮支承取代機(jī)械接觸式的運(yùn)動(dòng)副是超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)特征，盡管與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)特性有顯著改善，但氣浮支承內(nèi)部氣流運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)仍不容忽視，是制約氣浮運(yùn)動(dòng)平臺(tái)定位精度提升的關(guān)鍵因

2、素。
　　 針對這一問題，本文采用數(shù)值計(jì)算和物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中氣浮支承的振動(dòng)特性，內(nèi)容和成果包括：
　　 1) 利用氣體潤滑理論，建立了氣浮氣膜的三維力學(xué)模型，數(shù)值仿真和物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，建模精度較現(xiàn)有的二維模型有較大的提高；
　　 2) 采用數(shù)值仿真方法，分析了氣浮支承中壓力腔形狀、結(jié)構(gòu)尺寸等結(jié)構(gòu)因素和供氣壓力、氣膜間隙等工藝參數(shù)對氣旋的影響規(guī)律，并通過物理實(shí)驗(yàn)方法研究了不同條件

3、下系統(tǒng)微振動(dòng)的特性，闡明了氣旋是引起系統(tǒng)微振動(dòng)的主要因素；
　　 3) 建立了氣浮支承氣錘振動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，采用物理實(shí)驗(yàn)方法，研究了壓力腔形狀與氣浮支承氣錘振動(dòng)的內(nèi)在關(guān)系，揭示了壓力腔形狀對氣錘的影響規(guī)律，提出了氣浮支承壓力腔設(shè)計(jì)原則，為氣浮支承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)；
　　 4) 采用仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析了壓力腔形狀、節(jié)流器尺寸和工藝參數(shù)對氣浮支承系統(tǒng)振動(dòng)傳遞特性的影響規(guī)律，提出了一種氣浮支承振動(dòng)傳遞特性的