氣浮工作臺性能研究.pdf

1、氣浮工作臺是精密設備的新型線性傳動導向裝置，其優(yōu)點主要是克服了傳統(tǒng)工作臺響應滯后大、存在摩擦等不足，可在大規(guī)模集成電路制造、微機械加工、二維精細測量上廣泛應用，代表著超精密、長行程的工作臺的發(fā)展方向。
　　目前，氣浮工作臺的國內(nèi)研究與國際水平存在差距，成果尚少。關于氣浮工作臺的靜力學和動力學性能等方面的理論研究工作還相對較少，因此，本文主要就以下方面進行較全面的性能研究分析。
　　首先根據(jù)氣浮工作臺在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了該

2、課題研究的重點和難點。遵循氣浮支承的基本理論，建立了氣浮工作臺的數(shù)學模型，并運用有限差分法求解雷諾方程。其次，建立了氣浮工作臺的三維實體模型。針對氣膜流場模型，利用 FLUENT軟件對氣浮工作臺進行靜力學分析，獲取其靜力學性能參數(shù)（承載能力、靜剛度），并分析幾何參數(shù)對其靜力學性能的影響。在靜力學性能分析基礎上，利用 FLUENT軟件的動網(wǎng)格功能，分析氣浮工作臺的動力學性能。設計用戶自定義函數(shù)(UDF)，輸入定義階躍信號，仿真分析運動輸出

3、，獲取動力學性能指標(上升時間、峰值時間),分析其幾何參數(shù)對動力學性能的影響。最后進行實驗分析，實驗結果達到了預定的目標，且與仿真結果一致，證明了模型建立的正確性和有效性。
　　研究結果表明氣浮工作臺幾何參數(shù)和其靜力學、動力學性能密切相關。其中，節(jié)流孔直徑和氣膜厚度越小，工作臺的承載能力和氣膜剛度越好；隨著節(jié)流孔直徑的增加，上升時間tr，峰值時間t p增加，對輸入信號響應速度變慢。FLUENT軟件適用于氣浮工作臺的性能分析與優(yōu)化設