【空氣(qi)軸承】空氣(qi)軸承原理是(shi)什么 空氣(qi)軸承的(de)優點有哪些

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空氣軸承原理是什么

空(kong)氣(qi)軸(zhou)承（又稱為氣(qi)浮軸(zhou)承）指的是用氣(qi)體（通常是空(kong)氣(qi)，但也有可能(neng)(neng)是其它(ta)氣(qi)體）作(zuo)為潤滑劑的滑動軸(zhou)承。空(kong)氣(qi)比(bi)油粘滯性小，耐高溫，無污染，因而(er)可用于(yu)高速機器、儀(yi)器及放射性裝置中(zhong)，但其負荷(he)能(neng)(neng)力比(bi)油低(di)。 空氣(qi)軸(zhou)(zhou)(zhou)承分(fen)為三(san)大類：空氣(qi)靜壓(ya)軸(zhou)(zhou)(zhou)承、空氣(qi)動壓(ya)軸(zhou)(zhou)(zhou)承和擠(ji)壓(ya)膜軸(zhou)(zhou)(zhou)承。在一般工業中，空氣(qi)靜壓(ya)軸(zhou)(zhou)(zhou)承用(yong)得較廣泛(fan)。空氣(qi)軸(zhou)(zhou)(zhou)承是利用(yong)空氣(qi)彈(dan)性(xing)勢能(neng)來起支(zhi)承作用(yong)的一種新型軸(zhou)(zhou)(zhou)承。

空氣軸承的優點有哪些

1、更高精度

空(kong)氣軸承提供極高的徑向和軸向旋轉精度(du)。由于沒有機械接觸，磨損程(cheng)度(du)降到了最低，從而(er)確保(bao)(bao)精度(du)始終保(bao)(bao)持穩定。

由于制造(zao)(zao)結構的不(bu)同(tong)，空氣主軸旋(xuan)轉時的精確性是(shi)天(tian)生(sheng)具備的。特殊(shu)的制造(zao)(zao)技術提(ti)高(gao)(gao)了這一精確性，能(neng)夠提(ti)供極高(gao)(gao)的旋(xuan)轉和(he)軸向精度。空氣主軸的設計是(shi)，能(neng)夠在(zai)軸向和(he)徑向同(tong)時獲得(de)小(xiao)于0.1微米TIR的旋轉精確性(xing)。由于旋轉的轉子和(he)靜態(tai)支撐部分之間沒有(you)機械接觸，所以沒有(you)磨損產(chan)生(sheng)，從而(er)確保精度始(shi)終(zhong)保持穩定——制(zhi)造商使用(yong)統計(ji)學(xue)加(jia)工(gong)控制(zhi)的一(yi)個重(zhong)要(yao)特性(xing)。

典型的同步(bu)徑向偏擺(bai)值：<10微米（PCB鉆孔主軸，高速(su)）

典型的非同(tong)步徑向偏擺值：<0.025微米（磁盤(pan)測試主軸(zhou)，低(di)速）

D1787高端PCB主軸(zhou)的動態(tai)偏擺與轉子速(su)度之間的關系

D1640-05磁盤測試主軸的非同步徑(jing)向偏擺與轉子速度之間的關系

2、高速

空氣軸承內部的(de)低剪(jian)切力(li)，能夠在(zai)提供(gong)極高(gao)轉速的(de)同時，將(jiang)動力(li)損失降到(dao)最低，并使產生的(de)熱量非常小。轉速可以超過300,000轉/分鐘。

空(kong)氣(qi)軸(zhou)(zhou)承(cheng)阻力較低，允許較高的(de)(de)(de)速度，并(bing)能同時保(bao)持(chi)較低的(de)(de)(de)振動(dong)水平。摩擦對空(kong)氣(qi)軸(zhou)(zhou)承(cheng)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)阻礙非常(chang)小(xiao)，并(bing)且，因(yin)此使得動(dong)力損失和熱量產生也非常(chang)小(xiao)。這使得轉(zhuan)子能夠以極高的(de)(de)(de)表面速度運行。有些(xie)主軸(zhou)(zhou)中，較高的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)速度會(hui)導致軸(zhou)(zhou)承(cheng)硬度的(de)(de)(de)增加——由(you)空氣動力(li)學和(he)回轉加勁的(de)特點導(dao)致的(de)。

各個市場領(ling)域(yu)中目前最高速西風空氣主(zhu)軸的圖示

3、增加刀具壽命

使用(yong)空氣軸承意味著(zhu)能夠(gou)大大延長(chang)刀具的壽命(ming)。

較低的振動和較高的旋(xuan)轉精度，意味著(zhu)鉆頭(tou)、刀具、砂輪、和鉆探工具都(dou)會有(you)更(geng)長的壽命——降低了保養和運行成本。特別地，在PCB鉆孔行業中，目前使(shi)用的(de)鉆針直(zhi)徑更小至50微米(mi)，只有(you)空(kong)氣主軸才能以(yi)所(suo)需(xu)的速度運行，以(yi)確保(bao)刀具的壽命達到要求(qiu)

砂輪(lun)壽(shou)命的典型增長：1.5倍～4倍(bei)，取(qu)決于應用領域和砂(sha)輪(lun)類型(xing)

直(zhi)徑0.01的(de)PCB鉆孔工具壽命與(yu)旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)之間(jian)的關系

4、提高表面光度

空氣主(zhu)軸精確的、可重復的運(yun)動，使得表明光(guang)度達(da)到了非常出色(se)的程度。

空(kong)氣主軸的(de)應(ying)用(yong)（如：半導體(ti)加工(gong)）提供了(le)流暢的(de)、精確的(de)、可重(zhong)復(fu)的(de)運動——使(shi)得表(biao)面光(guang)(guang)度(du)(du)更(geng)佳。與滾(gun)珠(zhu)軸承主軸不同，空氣軸承提供了穩定的(de)(de)軸承硬度(du)(du)，能(neng)夠確保所(suo)加(jia)工的(de)(de)硬質(zhi)材料(liao)表(biao)面以下部分(fen)的(de)(de)破損程度(du)(du)最(zui)小。由于(yu)硬度(du)(du)是由貫穿軸承的(de)(de)、始終如一的(de)(de)空氣流(liu)提供的(de)(de)，轉子所(suo)經受的(de)(de)、來自外負載的(de)(de)作用力(li)，在(zai)(zai)其旋轉時(shi)穩定的(de)(de)分(fen)布在(zai)(zai)所(suo)有(you)點上。這一特性與研磨時(shi)產生(sheng)良好的(de)(de)表(biao)面光(guang)(guang)度(du)(du)息(xi)息(xi)相關。

典型的(de)表面(mian)光度(du)：

表面研磨——<0.05微(wei)米（2微英寸）CLA

菱形轉動、或者飛刀切削丙(bing)烯(xi)酸樹脂和軟(ruan)性材料(liao)——<0.012微米（0.5微英寸）CLA，達到穩定的光學品質

空氣軸承(cheng)硬度值：

——軸向：達到250牛頓/微米(mi)（1,400,000磅/英寸）

——徑向：達到580牛頓/微米（3,300,000磅/英寸(cun)）

空氣主軸(zhou)精(jing)確(que)的、可重復的運動，使得表明光(guang)度(du)達到了非(fei)常出色(se)的程度(du)。

C滾動(dong)元件軸承(cheng)和空氣軸承(cheng)的硬度比較(jiao)

5、延長軸承壽命

由于沒有機械接觸(chu)、并且供(gong)給清潔的空氣（沒有油和水），因(yin)此軸承的壽命(ming)大(da)大(da)延長了。

軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)內(nei)部沒有任何金屬(shu)(shu)與(yu)金屬(shu)(shu)之間的(de)(de)(de)接觸，如果供給(gei)的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)清潔、且沒有油和水，將確保實(shi)際上無限的(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)，此外，由(you)于(yu)運行(xing)的(de)(de)(de)性質，空(kong)氣(qi)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)會(hui)從軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)尾部不斷(duan)排(pai)除空(kong)氣(qi)，這(zhe)就形成了(le)阻(zu)礙外部有害污染(ran)物（如：原料碎片、或(huo)者(zhe)切割(ge)液）進入的(de)(de)(de)天然屏障(zhang)。這(zhe)增加(jia)了(le)機(ji)器的(de)(de)(de)利用率，減(jian)少了(le)停機(ji)時間，從而(er)提高了(le)整(zheng)體的(de)(de)(de)效率。

滾珠(zhu)軸承和空氣軸承壽命的比(bi)較(jiao)

6、溫度上升緩慢

低摩擦，穩(wen)定的空氣流、和有(you)效的動力傳送，使(shi)溫度上升幅(fu)度降到最低。

由(you)于多種因素（如：低摩擦，穩定(ding)的(de)空氣流、和(he)有效的(de)動力傳送），主軸轉子(zi)的(de)熱效應非(fei)常小(xiao)。此外，特(te)殊材(cai)料和(he)結(jie)構方法的(de)選擇，以及內(nei)部的(de)液體冷卻管道(dao)，幾乎完全消除了溫度的(de)上升，因此，無需預熱階段。

水冷卻PCB鉆(zhan)孔主軸在200,000轉/分鐘的速度時(shi)的熱成像

7、減少保養

只(zhi)需(xu)要(yao)極少的(de)保養。對(dui)空氣供給和冷卻系(xi)統(tong)的(de)定期檢(jian)查(cha)，就是確(que)保完(wan)全(quan)(quan)可(ke)靠性所(suo)需(xu)完(wan)成(cheng)的(de)全(quan)(quan)部工作(zuo)。

通常，對空氣供給(gei)進行定期檢查就足以(yi)確(que)(que)保(bao)完(wan)全的(de)軸承(cheng)可靠性。如果主軸是(shi)在設(she)計(ji)規范限定的(de)條件下運行的(de)，主軸擁(yong)有(you)很(hen)長的(de)運轉壽命。一般保(bao)養通常包(bao)括(kuo)：確(que)(que)保(bao)空氣和水供給(gei)保(bao)持清潔(jie)，并達(da)到正確(que)(que)的(de)標準。

注意(yi)：將夾頭或(huo)者其他(ta)支撐裝置安裝到主軸上，必須遵(zun)循特定的保養規定。

典型的空氣過濾要求(qiu)：0.1微(wei)米

8、增大負載能力

空氣軸承能(neng)夠(gou)支撐(cheng)很(hen)大(da)的負載，所以使得它們能(neng)夠(gou)被應用(yong)于很(hen)多行業的機械工具中(zhong)。

空氣軸(zhou)(zhou)承(cheng)設計能夠(gou)具備較(jiao)高的(de)負(fu)載能力、較(jiao)高的(de)硬(ying)度(du)能力、或者兩者同時兼備。在(zai)很多空氣軸(zhou)(zhou)承(cheng)的(de)應用(yong)中，主軸(zhou)(zhou)速(su)度(du)相對較(jiao)低，因此(ci)能夠(gou)組成(cheng)徑向(xiang)(xiang)和軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)半徑較(jiao)大的(de)軸(zhou)(zhou)承(cheng)。

9、降低震動

空(kong)氣(qi)主(zhu)軸(zhou)運(yun)行時，只(zhi)產生最(zui)小(xiao)幅度的振動和可聞噪音。

由于達到了高度的(de)(de)平衡標準、而且沒(mei)有機(ji)械接觸，西風空(kong)氣主軸產(chan)生(sheng)的(de)(de)振動幅度和可聞噪(zao)音都(dou)是最小的(de)(de)。

典型的平衡標(biao)準：G0.4或者更高。

典型的(de)振動(dong)幅(fu)度(du)：<0.2毫米/秒(miao)（低(di)速主(zhu)軸）。<1.0毫米/秒（高速主軸）。

典型的噪音水(shui)平：70～80調整分貝

D1733PCB主軸(zhou)徑向(xiang)振動(dong)與(yu)轉子(zi)速度之間的關系

10、清潔

唯一使用的潤(run)滑劑是(shi)空(kong)氣；因此(ci)，對于必須(xu)要求無污(wu)染的工件、或(huo)者工作環境來說(shuo)，空(kong)氣軸承技術是(shi)理想的。

在(zai)從(cong)空(kong)(kong)作環境中(zhong)去(qu)除脂、油(you)、和(he)油(you)霧后，使用(yong)(yong)(yong)空(kong)(kong)氣(qi)主軸的(de)條(tiao)件將保持更加清潔。空(kong)(kong)氣(qi)軸承對環境不產生反作用(yong)(yong)(yong)，因(yin)此，是無(wu)塵環境（如：磁盤驅動器制造）的(de)理想應用(yong)(yong)(yong)產品。事實上，特(te)殊設計的(de)西風空(kong)(kong)氣(qi)主軸還(huan)能在(zai)高度真空(kong)(kong)的(de)條(tiao)件下使用(yong)(yong)(yong)，如：已經(jing)在(zai)半導體硅晶片制造方面的(de)應用(yong)(yong)(yong)。

主軸可以(yi)運行(xing)的、典型(xing)的無塵室(shi)標準：100級，絕對無塵(chen)環境。