胡英贝，韩涛，杨晨，闫伟，张辛

(洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

砝码加载通过其自身重量构成精密加载器件，一般运用于天平秤或对载荷系统的校准，虽然加载精度可以精确控制，但加载方向只能向下，不能实现连续变载，而且自身无法施加较大的载荷。另外，砝码的加载精度会随着加载质量的增大而降低，具有很大的局限性。

气缸加载与液压缸加载结构类似，均通过改变介质压强实现加载，一般应用于运动机构、载荷输出及动力转换等场合。两者均可实现无级加载，且加载方向灵活、加载能力较强，但因其结构中的活塞和缸壁间存在密封件，使二者存在一定的摩擦力，影响加载精度，而且气缸和液压缸不可随被测件旋转，应用范围受限。

为满足精度达到微米级或更高要求的连续测量，设计了一种空气主轴高精度加载系统，并对其设计过程及径向承载和加载精度进行了理论分析和试验验证。

1 技术指标

轴向加载范围：1～400 N。

加载精度：±0.2%Fa，Fa为轴向加载实时载荷。

径向承载：60 N。

主轴转速：10～30 r/min。

2 结构设计

如图1所示，空气主轴加载系统主要由径向空气主轴、加载气缸、动作气缸、动作气缸限位装置及压力传感器等5部分组成，使用时为立式放置。

1—基准顶板；2—底座；3—主轴转动环；4—空气主轴；5—主轴上盖板；6—空气轴套；7—外钢套；8—加载缸体； 9—压力传感器；10—压力传感器接头；11—加载气缸盖；12—限位调整手轮；13—限位锁紧手轮； 14—动作气缸盖；15—动作气缸；16—动作气缸轴；17—主向拖动架

加载系统可简化为一个空气轴承结构，供气孔直径越小轴承刚度越大[1]。……