真空预载小孔节流静压气浮轴承静态特性分析

气浮轴承是光刻机等高精度设备的关键部件，其静态特性直接决定设备精度。以真空预载小孔节流静压气浮轴承为研究对象，探究供气压力、真空度、真空腔面积比以及节流孔直径等因素对轴承静态特性的影响。研究发现气膜厚度与轴承的静态特性呈现4个方面相关性：1)当气膜厚度一定时，供气压力越大，轴承承载能力和刚度越大，最大刚度对应的气膜厚度为7～9 μm；2)真空度越大，轴承承载能力越小，但真空度对轴承刚度影响较小；3)真空腔的加入使轴承承载能力下降，但为轴承提供了双向刚度，气膜厚度和真空腔面积比与轴承刚度呈负相关；4)节流孔直径越大，轴承承载能力越大，气膜厚度较小时，节流孔直径与轴承刚度呈负相关，最大刚度对应的气膜厚度为6～12 μm。当气膜厚度超过20 μm时，轴承刚度在上述分析情况下均趋于零。