本文關(guān)鍵詞：真空環(huán)境下靜壓氣體軸承性能檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 靜壓氣體軸承 真空排氣系統(tǒng) 真空室 性能檢測(cè)

【摘要】：靜壓氣體軸承因具有摩擦小、精度高、熱穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于微電子制造裝備、超精密數(shù)控機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、精密轉(zhuǎn)臺(tái)等制造、測(cè)量和檢測(cè)領(lǐng)域。但極紫外曝光、電子束曝光、薄膜測(cè)厚和線寬測(cè)量等制造和測(cè)量操作,不僅要求測(cè)量裝備具有極高的運(yùn)動(dòng)定位精度,而且必須在真空或超潔凈環(huán)境中進(jìn)行操作。但真空中靜壓氣體軸承性能變化顯著,更需要關(guān)注的是所排放的潤(rùn)滑氣體將會(huì)污染真空環(huán)境,而現(xiàn)有常規(guī)環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測(cè)裝置無(wú)法滿足真空環(huán)境下靜壓氣體軸承性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的需要。為此,本文設(shè)計(jì)了真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測(cè)裝置,主要完成了以下幾方面的工作:1)為實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境下靜壓氣體軸承承載能力、氣膜厚度、氣膜內(nèi)氣體壓力分布以及潤(rùn)滑氣體泄漏量的測(cè)量,獲得不同軸承參數(shù)(節(jié)流形式、節(jié)流器幾何參數(shù))和排氣密封結(jié)構(gòu)參數(shù)(排氣槽位置、寬度、深度和數(shù)目)下軸承的靜動(dòng)態(tài)特性,設(shè)計(jì)了真空環(huán)境靜壓氣體軸承性能檢測(cè)裝置。給出了裝置加載、載荷測(cè)量、氣膜厚度測(cè)量、氣膜內(nèi)氣壓測(cè)量方法和結(jié)構(gòu)形式,并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行了受力分析,對(duì)真空兼容的元部件進(jìn)行了計(jì)算和選型。2)為獲得靜壓氣體軸承性能檢測(cè)的真空工作環(huán)境,保證靜壓氣體軸承能在真空環(huán)境下可靠工作,基于真空系統(tǒng)組建方法設(shè)計(jì)了真空室抽氣系統(tǒng)和軸承排氣系統(tǒng)。給出了真空室抽氣系統(tǒng)、軸承排氣系統(tǒng)的工作原理和氣路結(jié)構(gòu),并對(duì)真空系統(tǒng)主泵進(jìn)行了計(jì)算和選型。3)靜壓氣體軸承以外部壓縮氣體為氣源,為此,設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的軸承供氣系統(tǒng),為軸承工作提供潤(rùn)滑氣體。4)為實(shí)驗(yàn)研究靜壓氣體軸承的真空工作性能,設(shè)計(jì)了內(nèi)部容積0.4m3的方形真空室。給出了真空室大小門(mén)、真空室抽氣管路、軸承供排氣管路、真空視窗和電氣元件真空室接口的設(shè)計(jì)方法和具體安裝位置,確定了真空室具體結(jié)構(gòu),并對(duì)真空室進(jìn)行了可靠性分析。5)真空室抽氣系統(tǒng)和軸承排氣系統(tǒng)涉及儀器較多,為保證真空排氣操作安全可靠進(jìn)行,設(shè)計(jì)了基于繼電器控制邏輯的真空室抽氣系統(tǒng)和軸承排氣系統(tǒng)電氣控制柜。給出了繼電器觸點(diǎn)開(kāi)閉控制的真空泵、真空閥門(mén)電氣控制原理;并設(shè)置了分子泵無(wú)冷卻報(bào)警和氣動(dòng)插板閥氣源壓力不足報(bào)警,對(duì)分子泵運(yùn)行和插板閥通斷進(jìn)行基本的電氣保護(hù)。6)基于靜壓氣體軸承性能檢測(cè)裝置、真空室抽氣系統(tǒng)、軸承供排氣系統(tǒng)和真空室的具體結(jié)構(gòu)與安裝方式,給出了真空環(huán)境下靜壓氣體軸承性能檢測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖與真空靜壓氣體軸承性能檢測(cè)、泄漏量測(cè)量的實(shí)驗(yàn)研究方法,為裝置裝配完成后實(shí)驗(yàn)檢測(cè)靜壓氣體軸承在真空環(huán)境中的性能做好準(zhǔn)備。通過(guò)本課題的研究,期望利用設(shè)計(jì)出的軸承性能檢測(cè)裝置實(shí)驗(yàn)研究靜壓氣體軸承在真空工作壓力下的性能,獲得軸承參數(shù)和排氣密封結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸承承載能力、剛度、氣膜內(nèi)氣體壓力分布和氣體泄漏量的影響規(guī)律,為真空環(huán)境中應(yīng)用靜壓氣體軸承的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù),為靜壓氣體軸承的進(jìn)一步發(fā)展提供技術(shù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：靜壓氣體軸承 真空排氣系統(tǒng) 真空室 性能檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-16
• 1 緒論16-26
• 1.1 課題研究背景與意義16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-24
• 1.2.1 氣體潤(rùn)滑技術(shù)的發(fā)展16-17
• 1.2.2 靜壓氣體軸承理論計(jì)算模型研究17-18
• 1.2.3 靜壓氣體軸承特性研究18-19
• 1.2.4 非連續(xù)流體理論分析方法研究19-21
• 1.2.5 真空環(huán)境下靜壓氣體軸承密封排氣系統(tǒng)研究21-22
• 1.2.6 真空環(huán)境下靜壓氣體軸承性能計(jì)算與特性研究22
• 1.2.7 靜壓氣體軸承性能檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)研究22-23
• 1.2.8 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究23-24
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容24-26
• 2 真空環(huán)境下靜壓氣體軸承性能分析數(shù)學(xué)模型26-36
• 2.1 真空系統(tǒng)中氣體流態(tài)和管道流導(dǎo)26-32
• 2.1.1 氣體流態(tài)劃分26
• 2.1.2 氣體流態(tài)判別26-28
• 2.1.3 管道流導(dǎo)計(jì)算28-32
• 2.2 真空環(huán)境下靜壓氣體軸承性能分析數(shù)學(xué)模型32-35
• 2.2.1 真空環(huán)境下靜壓氣體軸承結(jié)構(gòu)32-33
• 2.2.2 真空環(huán)境下靜壓氣體軸承特性計(jì)算33-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 3 真空環(huán)境下靜壓氣體軸承性能檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)36-52
• 3.1 真空材料的選型原則36-37
• 3.2 檢測(cè)裝置整體結(jié)構(gòu)37-38
• 3.3 載荷施加單元38-41
• 3.3.1 載荷施加單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38-40
• 3.3.2 載荷施加單元中頂板受力分析40-41
• 3.4 軸承性能測(cè)量單元41-45
• 3.4.1 載荷測(cè)量單元41-42
• 3.4.2 氣膜厚度測(cè)量單元42-43
• 3.4.3 氣體壓力測(cè)量單元43-45
• 3.5 單軸直線運(yùn)動(dòng)定位平臺(tái)45-51
• 3.5.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)45-46
• 3.5.2 導(dǎo)軌和滾珠絲杠選型46-47
• 3.5.3 步進(jìn)電機(jī)選型47-49
• 3.5.4 止推板和平臺(tái)受力分析49-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 4 真空室抽氣系統(tǒng)與軸承供排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-62
• 4.1 真空系統(tǒng)組建方法52-53
• 4.2 真空室抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)53-59
• 4.3 軸承排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)59-61
• 4.4 軸承供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 5 真空室與電氣控制柜設(shè)計(jì)62-73
• 5.1 真空室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62-68
• 5.1.1 真空室殼體設(shè)計(jì)62-63
• 5.1.2 真空室接口設(shè)計(jì)63-68
• 5.2 真空室受力分析68-69
• 5.3 電氣控制柜設(shè)計(jì)69-72
• 5.3.1 真空系統(tǒng)電氣控制原理69-72
• 5.3.2 真空系統(tǒng)電氣控制柜設(shè)計(jì)72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 整體裝置73-76
• 6.1 整體裝置結(jié)構(gòu)73-74
• 6.2 整體裝置運(yùn)行流程74-75
• 6.3 本章小結(jié)75-76
• 7 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 附錄83-85
• 作者簡(jiǎn)歷85

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 侯 予,王 瑾,陳純正;徑向小孔靜壓氣體軸承的試驗(yàn)研究[J];潤(rùn)滑與密封;2002年02期

2 侯予,王瑾,熊聯(lián)友,陳純正;高速透平氣體軸承試驗(yàn)臺(tái)的建立[J];潤(rùn)滑與密封;2003年05期

3 姚艷霞,朱朝輝,楊金煥,夏葵,王可,陳純正;可傾瓦徑向氣體軸承在低溫透平機(jī)械中的應(yīng)用[J];低溫與特氣;2003年02期

4 樊濤,李樹(shù)森;靜壓氣體軸承技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2004年11期

5 王林忠;侯予;陳純正;;可傾瓦徑向氣體軸承的靜動(dòng)特性的理論研究[J];潤(rùn)滑與密封;2006年05期

6 孫昂;馬文琦;王祖溫;;靜壓氣體軸承中的激波與邊界層相互影響的研究進(jìn)展[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年09期

7 郭良斌;;多供氣孔靜壓圓盤(pán)止推氣體軸承的參數(shù)設(shè)計(jì)[J];潤(rùn)滑與密封;2007年04期

8 張文明;孟光;陳迪;;微轉(zhuǎn)子系統(tǒng)徑向氣體軸承特性[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2008年05期

9 景敏卿;劉恒;沈園;虞烈;;新型擠壓膜氣體軸承的研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2008年07期

10 陳汝剛;侯予;袁秀玲;陳純正;;微小型氣體軸承高速透平機(jī)械研究進(jìn)展[J];潤(rùn)滑與密封;2008年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 董吉洪;;圓盤(pán)形止推氣體軸承工程計(jì)算方法的研究[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊(cè)）[C];1999年

2 劉賓;張君安;劉波;;高速?gòu)较驓怏w軸承的穩(wěn)定性測(cè)試及分析[A];制造技術(shù)自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

3 于賀春;馬文琦;;氣體軸承技術(shù)的研究與發(fā)展[A];第四屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

4 張文明;孟光;;微轉(zhuǎn)子—?dú)怏w軸承系統(tǒng)動(dòng)力潤(rùn)滑特性研究[A];第二屆全國(guó)動(dòng)力學(xué)與控制青年學(xué)者研討會(huì)論文摘要集[C];2008年

5 李啟明;張君安;劉波;;高速?gòu)较驓怏w軸承試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)研究[A];制造技術(shù)自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

6 張文明;;隨機(jī)表面粗糙度對(duì)微氣體軸承性能的影響[A];The 5th 全國(guó)動(dòng)力學(xué)與控制青年學(xué)者研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

7 張廣輝;劉占生;張金鋒;姚程;;基于傳遞函數(shù)法的動(dòng)靜混合徑向氣體軸承動(dòng)特性解析研究[A];第9屆全國(guó)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)ROTDYN'2010論文集[C];2010年

8 王緒勝;馬文琦;于賀春;;幾種不同結(jié)構(gòu)的靜壓徑向氣體軸承性能分析[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)流體傳動(dòng)與控制分會(huì)第六屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

9 劉暾;齊乃明;;一種提高靜壓氣體軸承剛度方法的初步分析——自主式氣體軸承[A];第五屆全國(guó)摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1992年

10 張海軍;楊琴;;微氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡響應(yīng)研究[A];第九屆全國(guó)動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議手冊(cè)[C];2012年

，

本文編號(hào)：554112