气浮技术应用在重力消除方面具有一定的优势,已越来越多地受到研究人员的关注。由于气体轴承依靠空气等低粘度介质作为润滑介质,在广泛应用中有其特殊的优点,可以使工作台的工作特性得到改善。本文的主要工作是提出一类气体推力轴承的气浮平台方案,通过调整气膜厚度来实现气浮微重力抵消或消除,通过构建了该气体轴承支撑方案的气体动力润滑模型,数值求解并分析,获得了关键参数与平台载荷之间的关系,并对气浮平台的各个系统的进行结构设计和功能设计。具体内容如下:1.以气体推力轴承理论为基础,提出了一套气浮微重力测试平台思路方案。包括供气系统、控制系统、推力轴承、支撑平台,通过调整推力轴承与平台之间间隙的气膜厚度以消减重力效应。通过该方案,可以实现平台的气浮承载。2.构建了该类气体推力轴承支撑方案的气体动力润滑耦合模型。该模型包括气体分布与流速模型、压力分布与流量模型、可压缩气体的雷诺方程和气体压力与载荷关系,详细推导了出各个模型的求解方法,为下一步的方案设计与计算分析做好了准备工作。3.实现了气体动力润滑耦合模型的求解步骤,分别计算气体粘度系数、平台负荷和速度对平台特性(如功耗、流量和最小油膜厚度等)的影响,最终得到具体的影响规律。进一步分别计算供气压力和孔径等参数对平台特性的影响,并分析最终得到了具体的影响规律。同时,探究了孔径和供压两个因素的敏感性,并进行了优化。4.基于之前的计算分析,完成对气浮平台的详细方案设计,包括支撑系统、气路系统、监测系统和控制系统。其中,针对支撑系统,完成对承载面和承载台的结构设计;针对气路系统,完成对气泵和流量表的设计和选取;针对监测系统,完成监测系统设计和传感器的选取;针对控制系统,完成对溢流阀、节流阀、流量控制开关和过滤器的选取。研究结果对于指导气浮平台的性能分析和为后续的气浮平台实体实验奠定了理论基础,具有重要的指导价值。