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Procede de traitement d'une gorge de roulement a air en tube de cuivre mince

Un motif de formes à chevrons est formé sur le palier à air. L'épaisseur de la réserve était d'environ 10 microns, la vitesse de balayage était maintenue à 200 microns par seconde et la puissance lumineuse d'exposition au laser mesurée avant l'échantillon était de 65 microwatts. Les 15 ensembles de motifs spatiaux parallèles sont formés selon un angle de plus ou moins 60 degrés par rapport à l'axe sur toute la circonférence du tube. Comme le montre la figure 5, les tubes à échantillons ont été fixés au centre du bloc de cuivre pour faciliter l'observation et la mesure des motifs, et ils ont été découpés dans la direction axiale par une fraiseuse. La vue de face du motif peut être vue à l'aide d'un microscope optique, puis la largeur du motif peut être mesurée à l'aide d'un logiciel de mesure de largeur calibré par un cadran d'étalon de mesure.
Rainure de roulement d'air
Figure 5. Méthode d'observation de l'intérieur du tuyau

Dans des études antérieures, le motif en spirale était assez simple en déplaçant le tube de prélèvement de manière continue à une vitesse constante. Au contraire, de nombreux motifs distincts doivent être délimités pour le traitement des rainures à chevrons. Une fois que le motif discret apparaît, le balayage de l'exposition doit être désactivé fréquemment. Ensuite, si la table utilisée pour numériser l'exposition de l'échantillon cesse de fonctionner, le laser continue d'exposer le même point sur l'échantillon. Pour cette raison, il est nécessaire d'utiliser l'obturateur pour saisir l'actuel ou le début et la pause appropriés en synchronisation avec le plan de travail pour arrêter l'exposition. Si ce n'est pas le cas, le motif d'espace se réduira en une ellipse ou une projection semblable à une correspondance. Comme le montre la figure 6, lorsque le volet d'exposition est fermé manuellement uniquement après avoir mis la table sous tension et hors tension avant de démarrer la table, le motif est surexposé et la forme réelle devient une tête d'allumette. D'autre part, lorsque l'ouverture et la fermeture de l'obturateur sont automatiquement contrôlées, et que la synchronisation est également appropriée, le motif d'espace résultant a une bonne forme sans aucune saillie, comme le montre la Fig. Etant donné que l'échantillon de tube coupé est déformé dans la vue de face de la partie latérale du tube, comme indiqué sur la figure 8, seule la largeur de la partie intermédiaire du motif d'espace peut être évaluée. La figure 9 montre que la largeur du motif est uniforme. Le motif a une largeur moyenne de 24,8 microns et une déviation de 1,9 microns dans trois directions. Les valeurs moyennes et les écarts des autres échantillons ont été calculés.

De plus, nous avons évalué les gorges de roulement post-gravées. La tension de gravure était de 5 volts et le temps de gravure était de 300 secondes. Étant donné que l'échantillon de tube coupé pour observation n'était pas utilisé pour la gravure, nous avons traité d'autres échantillons pour cette étude. La figure 10 montre une image d'une rainure de roulement gravée. Les bords du motif de rainure sont lisses et de largeur suffisante, comme le montre la Fig. Ensuite, un motif de résine presque uniforme a été obtenu, la largeur moyenne était de 28 µm et la déviation dans les trois directions était de 2,7 µm. La moyenne et les valeurs d'écart, y compris d'autres échantillons, ont été calculées.

Micro-usinage de rainures sur la surface intérieure de tubes de cuivre fins contenant de l'air


Figure 6. Utilisez le motif de rainures d’obturateur manuel pour obtenir une forme de tête identique
Figure 7. Un motif nu en forme de chevrons formé sur la surface intérieure d'un tube de cuivre revêtu d'une réserve. Lorsque vous utilisez un obturateur automatique et que la synchronisation du commutateur est appropriée, le motif devient naturel.
Figure 8. Schéma de principe des points de mesure de la largeur du motif
Figure 9. Répartition en largeur des motifs de roulement générés sur la surface interne d'un tube de cuivre revêtu d'un revêtement de réserve
Figure 10. Motif à chevrons formé sur la surface interne du tube en cuivre gravé
Figure 11. Après gravure de la largeur de la distribution de la rainure d'appui

La différence dans la largeur moyenne des motifs de rainures revêtus de réserve et gravés a été évaluée et la profondeur de gravure était d'environ 1,6 micron. En conséquence, on peut supposer que la progression de la gravure humide est isotrope et que la dépouille d'un côté est presque égale à la profondeur. Cependant, étant donné que les échantillons utilisés pour l'évaluation varient, leur profondeur réelle, leur uniformité et leur répétabilité doivent être évaluées en détail dans le futur.



KangDing usinage rainure de roulement de précision
5. Applicabilité des roulements à air
Afin de vérifier que les échantillons de tubes avec les rainures à chevrons peuvent être utilisés comme manchons pour les paliers à air, ils sont usinés dans des manchons et fixés à l'arbre, comme illustré à la Fig. L'arbre creux est inséré dans le manchon en tant qu'axe fixe, puis l'arbre est suspendu dans la direction axiale au moyen d'un aimant en néodyme. L’air nécessaire au roulement pénètre dans le roulement par l’arbre creux et par de petits trous. La rotation de l'arbre est la rotation de l'arbre entraîné par l'air. Comme le montre la figure 13, le nombre de passages à travers les nervures de l'arbre a été calculé en utilisant un photocoupleur pour mesurer le nombre de tours. Comme le montre la figure 14, l’arbre peut toujours tourner en douceur à une vitesse maximale de 21 000 tr / min.  On pense que les fluctuations supplémentaires causées par la vitesse de rotation élevée sont dues au contrôle manuel de l'air soufflé et à l'erreur de forme de l'arbre fabriqué à la main. Au contraire, lorsque le roulement à air n'a pas de rainures, un phénomène de glissement plus dangereux se produit et la vitesse à laquelle le roulement à air est utilisé n'est pas atteinte.


Cela prouve donc que le coussinet d’air traité est très efficace. La vitesse de l'arbre dépend du poids de l'arbre et de la force motrice. À l'avenir, si nécessaire, vous pouvez les augmenter pour obtenir des vitesses plus élevées.

Bien que l'air utilisé dans ce roulement soit alimenté par un arbre creux, il est souvent entraîné par un moteur ou une autre puissance. Par conséquent, toute perturbation de l'arbre causée par le tuyau d'air et le joint d'alimentation en air doit être évitée.

En outre, comme le montre la figure 15, si un air statique est insufflé dans une rainure peu profonde de taille appropriée à travers un petit orifice de soufflage, le palier à air est suffisant pour supporter une charge importante. Étant donné que la rainure est équivalente à un sac gonflable pendant le fonctionnement, la surface de contact totale de l'arbre de support à travers la pression est considérablement accrue, ce qui améliore considérablement la capacité de support. Par conséquent, la lithographie interne doit reposer sur des arbres à grande vitesse et de petit diamètre qui supportent des charges légèrement lourdes.


En outre, dans le cas d’un roulement pneumatique rotatif qui est soumis à des charges dans toutes les directions, il est préférable d’être soutenu uniformément dans toutes les directions. S'il y a de nombreuses rainures à chevrons sur le roulement à air, l'arbre est supporté par tout l'air dans l'anneau. En outre, dans le cas du palier à chevrons, étant donné que la rainure se chevauche constamment et est inclinée par rapport au sens de rotation, la force de soutien ne fluctue pas.


Figure 12. Rotor manuel avec bague à roulement à air
Figure 13. Essai d'étude de la performance des paliers à air traité
Figure 14. Comparaison de la stabilité de la vitesse des arbres avec roulement à air et roulement sans air
Figure 15. La structure de la gorge de roulement à air qui peut s’adapter à la lourde charge ascendante de toutes les parties. La rainure en chevron doit être placée comme un sac à pression statique
Le manchon ou la couronne extérieure est sur un côté, et non pas sur le côté de l'arbre.


6. Conclusion
Cet article étudie les possibilités d'application de la lithographie interne dans le traitement des paliers à air. Les rainures à chevrons formées avec succès ne comportent aucune saillie d'extrémité et la largeur du motif est presque uniforme. Lorsque l'arbre équipé du roulement à air interne tourne autour d'un arbre creux qui peut être entraîné dans l'air d'entraînement, la vitesse de l'arbre peut atteindre jusqu'à 21 000 tr / min sans patinage. Les résultats montrent que la combinaison de la lithographie interne et de la gravure électrolytique est très efficace pour le traitement des paliers à air.
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