研究對象主要由氣浮導軌模塊、直線電機驅動模塊和磁流變阻尼器模塊三大部分組成。超精密氣浮轉臺具體研究內容主要包括:
1、基于Ansys有限元分析軟件平臺,采用有限元方法對氣浮導軌的特性進行分析,研究氣浮導軌在不同承載工況下空氣靜壓軸承的動反力及氣膜靜剛度的非線性變化,并建立流固耦合模態有限元分析方法對氣浮平臺的固有振動特性進行研究。
2、運用有限元分析方法對自主開發的雙邊永磁直流直線電機的磁場分布與力學特性進行分析。以此為基礎,分別采用mat lab和mat lab-Adams機電聯合分析方法研究這種直線電機的運動特性。
3、超精密氣浮轉臺為了研究適用于直線電機驅動的氣浮平臺的阻尼器,本文對比分析了閉式磁流變阻尼器與開式電流變阻尼器的特點,設計出一種新型結構的開式磁流變阻尼器,運用有限元方法分析其磁場分布,并對其關鍵尺寸進行優化設計;對其阻尼特性與響應特性進行了實驗研究。
4、為了研究氣浮平臺的整體性能及其各關鍵零部件之間的相互影響,本文采用電磁-固耦合分析方法對具有磁流變阻尼的直線電機驅動的氣浮平臺進行整體建模和靜力學特性研究。
超精密氣浮轉臺機械結構部分:
1.1)直線軸或旋轉軸需要安裝到一個平面度5μm的平臺基座上。
1.2)氣浮臺的供氣氣源要是潔凈的,無水無油固體顆粒小于0.2μm,壓力露點-20℃,三級過濾器定期排水(因地域濕度不同,根據實際情況檢查,周/月/季檢查),三級過濾器要豎直安裝,定期檢查是否有油水的情況,如有,打開過濾器底部開關排出。
1.3)直線軸和轉臺負載臺面在3μm以內,先用無水乙醇擦拭干凈在安裝工件。
1.4)安裝的工件平面度3μm以內。
1.5)安裝螺釘時,4角固定時要對角線上螺釘,環形固定時要也對角安裝,先輕微上力,再逐步加力,參考螺釘緊固力矩標準。
1.6)轉臺先通氣再通電,氣壓在0.5~0.6Mpa,關機時先斷電再斷氣。