Ультрапрецизионные аэростатические поворотные столы

 

Особенности конструкции

   Аэростатический поворотный стол отличается отсутствием механического контакта и износа во всех штатных режимах работы. За счёт этого достигается высокая надёжность и очень длительный срок эксплуатации. Отсутствие трения покоя и крайне малое трение вращения позволяет получить высокую точность позиционирования и плавность вращения, при малом тепловыделении. Опорная реакция создается давлением воздуха по значительной поверхности, что дает эффект усреднения отдельных дефектов опор, за счет этого биения оси движения на порядок выше размера дефектов опорных поверхностей и составляют менее 0,05…0,1 мкм. Применение самоустанавливающихся сферических аэростатических подшипников также способствует уменьшению уровня биений, поскольку становятся несущественны взаимные перекосы опор.
     Имеется положительный опыт эксплуатации разработанных поворотных столов при малых скоростях вращения до 10 об/мин и сравнительно малых нагрузках. Устанавливаемые бесконтактные синхронные двигатели прямого действия могут обеспечить скорости вращения намного выше, но при высоких скоростях вращения возможны сложности с работой высокоточного датчика положения и может потребоваться оснащение системой охлаждения двигателя. Отсутствие редукторов и приводных механизмов исключает лишние источники вибраций и обеспечивают высокоскоростное приложение крутящего момента.
     Основные корпусные и подвижные детали обычно изготавливаются из закалённой легированной стали. За счёт применения материалов с одинаковым коэффициентом температурного расширения характеристики поворотного стола не чувствительны к равномерному изменению температуры в диапазоне от минус 20 град С до плюс 50 град С.
     Разработаны конструктивные решения, для прецизионного регулирования положения оси шпинделя, обеспечивающие смещения:
- в радиальном направлении в диапазоне ±1,5 мм с точностью до 100 нм;
- в осевом направлении в диапазоне ± мкм с точностью до 10 нм;
- угол перекоса оси в диапазоне ± 18 000 угл. сек. с точностью 0,05 угл. сек.

Варианты комплектации

     Типовая комплектация поворотного стола предполагает установку встроенного синхронного электродвигателя, прецизионного датчика угла поворота с дискретностью до 0,01 угл. сек. Стоимость аэростатического поворотного стола зависит от количества поставляемых узлов, требований к оснащению, требований к приемочным испытаниям и в типовой комплектации составляет от 3,5 млн. р. Срок изготовления от 6 месяцев. Дополнительно может быть поставлена система водяного охлаждения, система управления скоростью вращения или положения, системой подачи воздуха, дополнительные демпфера со сверхвязкой жидкостью для повышения демпфирования до закритических значений.
     Обычно после изготовления поворотный стол приемочные испытания с контролем жесткости, частот свободных колебаний, радиальных или осевых биений оси по ASME B89.