При строительстве прецизионной статической воздушной плавающей платформы, выбор основания играет решающую роль в общей производительности платформы. Гранитное прецизионное основание и чугунное основание имеют свои собственные характеристики, и существуют очевидные различия в ключевых размерах, таких как устойчивость, точность обслуживания, долговечность и стоимость.
Во-первых, стабильность: естественная плотная и металлическая структура
После миллионов лет геологических изменений гранит тесно связан с кварцем, полевым шпатом и другими минералами, образуя очень плотную и однородную структуру. В условиях внешних помех, таких как сильная вибрация, создаваемая работой крупного оборудования в заводском цехе, гранитное основание может эффективно блокировать и ослаблять, полагаясь на свою сложную кристаллическую структуру, которая может уменьшить амплитуду вибрации прецизионной статической платформы воздушного давления более чем на 80%, обеспечивая стабильную работу краеугольного камня для платформы, чтобы гарантировать плавное движение во время высокоточной обработки или обнаружения. Например, в процессе фотолитографии при производстве электронных чипов гарантируется точная характеристика шаблонов чипов.
Чугунное основание отлито из сплава железа и углерода, а внутренний графит распределен в листах или сферах. Хотя он обладает определенной способностью гашения вибрации, его структурная однородность не так хороша по сравнению с гранитом. При работе с высокой интенсивностью и непрерывной вибрацией чугунному основанию трудно снизить помехи вибрации до того же низкого уровня, что и гранитное основание, что может привести к небольшим отклонениям в движении прецизионной статической воздушной плавающей платформы давления, что влияет на точность работы платформы при сверхточных операциях.
Во-вторых, сохранение точности: естественные преимущества низкого расширения и проблема термического изменения металла.
Гранит известен своим очень низким коэффициентом теплового расширения, обычно 5-7 ×10⁻⁶/℃. В условиях температурных колебаний размер гранитного прецизионного основания меняется очень мало. В области астрономии прецизионная гидростатическая воздушная плавающая платформа для точной настройки линзы телескопа сопряжена с гранитным основанием, даже если разница температур между днем и ночью значительна, она может гарантировать, что точность позиционирования линзы поддерживается на субмикронном уровне, помогая астрономам улавливать тонкую динамику далеких небесных тел.
Коэффициент теплового расширения чугуна относительно высок, обычно 10-20 × 10⁻⁶/℃. При изменении температуры размер чугунного основания, очевидно, изменяется, что легко может вызвать термическую деформацию прецизионной статической платформы воздушного давления, что приведет к снижению точности перемещения платформы. В процессе шлифования термочувствительных оптических линз деформация чугунного основания под воздействием температуры может привести к отклонению точности шлифования линзы за пределы допустимого диапазона и повлиять на качество линзы.
В-третьих, долговечность: высокая твердость натурального камня и усталость металла.
Твердость гранита высокая, твердость по шкале Мооса может достигать 6-7, хорошая износостойкость. В лаборатории материаловедения часто используется прецизионная статическая платформа воздушного давления, ее гранитное основание может эффективно противостоять долгосрочным потерям на трение по сравнению с обычным основанием, может продлить цикл обслуживания платформы более чем на 50%, снизить затраты на обслуживание оборудования и обеспечить непрерывность научно-исследовательских работ. Однако гранитный материал относительно хрупкий, и существует риск разрыва при случайном ударе.
Чугунное основание обладает определенной прочностью и не может легко сломаться при воздействии определенной силы удара. Однако в процессе высокочастотного возвратно-поступательного движения прецизионной статической воздушной плавающей платформы в течение длительного времени чугун подвержен усталостным повреждениям, что приводит к изменениям во внутренней структуре, влияющим на точность движения и устойчивость платформы. В то же время чугун подвержен ржавчине и коррозии во влажной среде, что снижает его долговечность, в отличие от этого гранитное основание по коррозионной стойкости лучше.
В-четвертых, стоимость производства и сложность обработки: проблемы добычи и обработки природного камня и порог процесса литья металла.
Добыча и транспортировка гранитного сырья сложны, а обработка требует очень высокого оборудования и технологий. Из-за его высокой твердости, хрупкости резка, шлифовка, полировка и другие процессы подвержены разрушению, трещинам, высокому проценту брака, что приводит к высоким производственным затратам.
Чугунное основание изготавливается с использованием зрелого процесса литья, широкого источника сырья и относительно низкой стоимости. С помощью формы можно добиться массового производства, высокой эффективности производства. Однако для достижения такой же высокой точности и стабильности, как у гранитного основания, требования к процессу литья и последующей обработке чрезвычайно строги, требуя точной обработки и старения и т. д., а стоимость также значительно возрастет.
Подводя итог, можно сказать, что гранитное прецизионное основание имеет значительные преимущества в сценариях применения прецизионной статической воздушной плавающей платформы, где требуется высокая точность, устойчивость и износостойкость; чугунное основание имеет определенные преимущества с точки зрения стоимости и прочности и подходит для случаев, когда требования к точности относительно низкие, стремление к экономической эффективности, а вибрационная и температурная среда относительно стабильны.
Время публикации: 09-04-2025