可控气-磁混合支撑超精轴系的研究

研制了一种由气体和磁轴承组成的超高精度轴系，利用气体轴承承担主要负载和形成主刚度，使轴系初步达到高精度。在此基础上，让磁轴承分担辅助刚度，利用其可控性，通过反馈和补偿对轴系精度进行控制。可充分发挥两类轴承的优点，克服仅靠气体轴承提高精度带来的加工困难，又解决了大载荷下磁轴承的控制难点。研究中完成了一套试验轴系，通过测量轴心线的位移，并奖测量数据中的轴颈被测表面误差、测量方法固定圆误差和轴心线运动误差分离，只保留最后一种误差，让磁轴承予以补偿。系统采用计算机控制，使用了PID控制律。轴系的精度从原有的径向跳动0.6微米角偏差0.3角秒，提高到了0.08微米和0.04角妙，优于申请报告提出的0.1微米和0.08角秒的精度指标。