【空氣軸承(cheng)】空氣軸承(cheng)原理是什么 空氣軸承(cheng)的優點(dian)有哪些

該圖片由注冊用戶"溫暖·生活家"提供，版權聲明反饋

空氣軸承原理是什么

空氣(qi)軸(zhou)(zhou)承（又(you)稱為氣(qi)浮軸(zhou)(zhou)承）指(zhi)的是用(yong)氣(qi)體(ti)（通常是空氣(qi)，但(dan)(dan)也有可能是其它氣(qi)體(ti)）作為潤滑(hua)劑的滑(hua)動(dong)軸(zhou)(zhou)承。空氣(qi)比(bi)油(you)粘(zhan)滯性小，耐(nai)高(gao)溫，無(wu)污染(ran)，因(yin)而可用(yong)于高(gao)速機器、儀器及放射(she)性裝置中，但(dan)(dan)其負(fu)荷(he)能力比(bi)油(you)低。 空(kong)(kong)氣軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)分為三大類：空(kong)(kong)氣靜壓(ya)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)、空(kong)(kong)氣動壓(ya)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)和擠壓(ya)膜軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)。在(zai)一般工業中，空(kong)(kong)氣靜壓(ya)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)用(yong)得較(jiao)廣泛(fan)。空(kong)(kong)氣軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)利用(yong)空(kong)(kong)氣彈(dan)性勢能(neng)來(lai)起(qi)支承(cheng)(cheng)(cheng)作用(yong)的(de)一種新型軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)。

空氣軸承的優點有哪些

1、更高精度

空氣(qi)軸(zhou)承提供極高的徑向和軸(zhou)向旋轉(zhuan)精度(du)(du)。由于(yu)沒(mei)有機械接觸，磨損程度(du)(du)降到了最低，從(cong)而確保(bao)(bao)精度(du)(du)始終保(bao)(bao)持穩定(ding)。

由(you)于(yu)制造結構的(de)不同，空氣主(zhu)軸(zhou)旋轉時的(de)精(jing)(jing)確性是(shi)天生具(ju)備的(de)。特(te)殊的(de)制造技術提高了(le)這一精(jing)(jing)確性，能夠(gou)提供極(ji)高的(de)旋轉和軸(zhou)向(xiang)精(jing)(jing)度。空氣主(zhu)軸(zhou)的(de)設計是(shi)，能夠(gou)在(zai)軸(zhou)向(xiang)和徑向(xiang)同時獲得小(xiao)于(yu)0.1微米TIR的(de)旋轉精確性(xing)。由于(yu)旋轉的(de)轉子和(he)靜態支撐部分之間沒(mei)有(you)機(ji)械(xie)接觸，所以沒(mei)有(you)磨(mo)損(sun)產生，從而確保(bao)精度(du)始終保(bao)持(chi)穩定——制造商使用(yong)統計學(xue)加工控制的(de)一(yi)個重(zhong)要特性(xing)。

典型的同步徑向偏擺(bai)值：<10微米（PCB鉆(zhan)孔主軸，高(gao)速）

典型的非同(tong)步徑(jing)向偏擺值：<0.025微米（磁(ci)盤測試(shi)主軸，低速）

D1787高(gao)端PCB主軸(zhou)的動態偏擺與(yu)轉(zhuan)子速度之間的關系

D1640-05磁盤(pan)測試主軸的非同步徑向(xiang)偏(pian)擺與轉子速度之間的關系(xi)

2、高速

空氣軸承內部的(de)低剪(jian)切力(li)，能夠在提供極高轉(zhuan)速的(de)同時，將(jiang)動力(li)損失降到最低，并使產(chan)生的(de)熱(re)量非常小。轉(zhuan)速可(ke)以超(chao)過(guo)300,000轉/分(fen)鐘。

空(kong)(kong)氣軸(zhou)承(cheng)阻力較低(di)，允許較高的(de)速(su)度，并能同時保持較低(di)的(de)振動水平。摩擦(ca)對空(kong)(kong)氣軸(zhou)承(cheng)旋(xuan)轉的(de)阻礙非常(chang)小，并且，因(yin)此(ci)使得動力損失和熱量產生也非常(chang)小。這使得轉子能夠(gou)以(yi)極高的(de)表面速(su)度運(yun)行(xing)。有些主軸(zhou)中，較高的(de)旋(xuan)轉速(su)度會導致軸(zhou)承(cheng)硬度的(de)增加(jia)——由空氣動力學和回轉加勁(jing)的(de)特點導致(zhi)的(de)。

各個市場領域中目前最高速西(xi)風空氣主(zhu)軸的圖示

3、增加刀具壽命

使(shi)用(yong)空氣軸承意味著能夠(gou)大大延長刀(dao)具(ju)的壽命。

較低的振動和(he)較高的旋(xuan)轉精度，意(yi)味著鉆頭、刀(dao)具、砂輪、和(he)鉆探工具都會有更長的壽命——降低了保養和運行成本。特別地，在PCB鉆(zhan)孔行業(ye)中，目前使用(yong)的鉆(zhan)針直徑(jing)更(geng)小至(zhi)50微(wei)米，只有空氣主軸才能以所需(xu)的速度運行，以確(que)保刀具的壽命達到(dao)要(yao)求

砂輪壽命的典型增長：1.5倍～4倍，取決于應(ying)用領(ling)域和砂輪類型

直徑0.01的PCB鉆(zhan)孔工具壽命與旋(xuan)轉速度之(zhi)間的關系

4、提高表面光度

空(kong)氣(qi)主軸精(jing)確(que)的、可重復的運動，使得(de)表明(ming)光(guang)度(du)達到了非常出色的程(cheng)度(du)。

空(kong)氣主軸的應用（如(ru)：半導體加工(gong)）提(ti)供(gong)了(le)流暢(chang)的、精確的、可重(zhong)復的運動——使得表(biao)面(mian)(mian)光(guang)度(du)更(geng)佳。與滾珠(zhu)軸(zhou)承(cheng)主軸(zhou)不同，空(kong)(kong)氣軸(zhou)承(cheng)提(ti)供(gong)了穩定的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)承(cheng)硬度(du)，能夠確保所(suo)加工的(de)(de)(de)(de)硬質(zhi)材料表(biao)面(mian)(mian)以下部分(fen)的(de)(de)(de)(de)破損程(cheng)度(du)最小。由于(yu)硬度(du)是(shi)由貫穿軸(zhou)承(cheng)的(de)(de)(de)(de)、始終(zhong)如一的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)氣流提(ti)供(gong)的(de)(de)(de)(de)，轉子所(suo)經受的(de)(de)(de)(de)、來自外負(fu)載的(de)(de)(de)(de)作用力，在其旋轉時穩定的(de)(de)(de)(de)分(fen)布(bu)在所(suo)有(you)點上。這一特性與研磨時產生(sheng)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)光(guang)度(du)息息相關(guan)。

典(dian)型的表(biao)面光(guang)度：

表面(mian)研磨——<0.05微(wei)米（2微英寸）CLA

菱形轉(zhuan)動(dong)、或者飛刀(dao)切削(xue)丙烯酸樹脂和軟性材料(liao)——<0.012微米(mi)（0.5微英寸）CLA，達到穩(wen)定(ding)的光學品質

空氣軸承硬(ying)度值：

——軸向：達到250牛頓/微(wei)米(mi)（1,400,000磅/英寸）

——徑向：達到580牛頓/微米（3,300,000磅/英寸）

空氣主軸精確的(de)、可(ke)重復的(de)運動，使得(de)表(biao)明(ming)光(guang)度(du)達到了非常出色的(de)程度(du)。

C滾動元件(jian)軸(zhou)承(cheng)(cheng)和(he)空氣軸(zhou)承(cheng)(cheng)的硬度比較

5、延長軸承壽命

由于沒有(you)機械接觸(chu)、并且(qie)供給(gei)清潔的(de)空氣（沒有(you)油和水），因(yin)此軸(zhou)承的(de)壽命大(da)大(da)延長了。

軸(zhou)承(cheng)內部沒(mei)有(you)任何(he)金(jin)屬(shu)與金(jin)屬(shu)之間的(de)接觸，如果(guo)供給的(de)空氣(qi)清潔、且(qie)沒(mei)有(you)油(you)和水，將確(que)保實際上無限的(de)壽命(ming)，此(ci)外，由于運行的(de)性(xing)質，空氣(qi)軸(zhou)承(cheng)會從軸(zhou)承(cheng)尾(wei)部不斷排除空氣(qi)，這(zhe)就形成了(le)(le)阻礙外部有(you)害污染物（如：原料碎片、或者切割液）進入的(de)天然(ran)屏(ping)障。這(zhe)增加了(le)(le)機(ji)器的(de)利用率(lv)，減少了(le)(le)停機(ji)時間，從而提高了(le)(le)整體的(de)效率(lv)。

滾珠軸承和空氣軸承壽命的比較

6、溫度上升緩慢

低(di)摩擦，穩定的(de)空(kong)氣流(liu)、和有效的(de)動(dong)力(li)傳(chuan)送，使(shi)溫度(du)上升(sheng)幅度(du)降到最低(di)。

由于多種因(yin)素（如(ru)：低摩擦(ca)，穩(wen)定的空氣流、和有(you)效(xiao)的動(dong)力傳送），主(zhu)軸轉子的熱效(xiao)應非常小。此外，特殊材料(liao)和結構方法(fa)的選擇，以及內部的液體冷卻(que)管道，幾乎完全消(xiao)除了溫度的上升，因(yin)此，無需預熱階段(duan)。

水冷卻PCB鉆孔主(zhu)軸在(zai)200,000轉/分(fen)鐘的速(su)度時的熱(re)成(cheng)像

7、減少保養

只(zhi)需要(yao)極(ji)少的保養(yang)。對(dui)空氣供給和冷卻系統的定期檢查，就是(shi)確保完全可靠性所需完成的全部工作(zuo)。

通常，對空氣供給進行定期(qi)檢查就足以確保(bao)(bao)(bao)完全的軸(zhou)承可靠性(xing)。如果主(zhu)軸(zhou)是在(zai)設計(ji)規范限定的條件(jian)下運行的，主(zhu)軸(zhou)擁(yong)有(you)很(hen)長的運轉壽命。一(yi)般保(bao)(bao)(bao)養(yang)通常包(bao)括(kuo)：確保(bao)(bao)(bao)空氣和水供給保(bao)(bao)(bao)持清潔，并(bing)達到正(zheng)確的標準(zhun)。

注意：將夾頭或(huo)者其(qi)他(ta)支撐裝置安裝到主(zhu)軸(zhou)上，必須遵循特定(ding)的保養規定(ding)。

典型的空氣過濾要求：0.1微(wei)米

8、增大負載能力

空氣軸(zhou)承(cheng)能夠(gou)支撐很大(da)的(de)負載，所以使(shi)得它們能夠(gou)被應用于很多行(xing)業的(de)機械工(gong)具(ju)中(zhong)。

空(kong)氣(qi)軸(zhou)承設計能(neng)夠具備(bei)較(jiao)高的(de)負載能(neng)力、較(jiao)高的(de)硬度能(neng)力、或者(zhe)兩者(zhe)同時(shi)兼備(bei)。在很多(duo)空(kong)氣(qi)軸(zhou)承的(de)應用中，主軸(zhou)速度相對(dui)較(jiao)低，因此能(neng)夠組(zu)成徑(jing)向和軸(zhou)向半徑(jing)較(jiao)大的(de)軸(zhou)承。

9、降低震動

空氣主(zhu)軸(zhou)運行(xing)時，只產生最小幅(fu)度(du)的振動和可(ke)聞噪(zao)音。

由(you)于(yu)達到了高度的平衡(heng)標準(zhun)、而且沒有機械(xie)接觸，西(xi)風空氣主軸產生的振動幅(fu)度和可聞(wen)噪音都(dou)是最小(xiao)的。

典型的(de)平衡(heng)標準：G0.4或者更(geng)高(gao)。

典型的振動幅度：<0.2毫米/秒（低速主軸）。<1.0毫米/秒(miao)（高速主軸）。

典(dian)型(xing)的噪音水平：70～80調整分貝

D1733PCB主軸徑向振(zhen)動與轉子速(su)度之間的關系

10、清潔

唯一(yi)使(shi)用的潤(run)滑劑是(shi)空(kong)氣；因此，對于必須要(yao)求無污染(ran)的工件(jian)、或者工作環(huan)境來說(shuo)，空(kong)氣軸(zhou)承技術是(shi)理(li)想的。

在從空作環境中去除脂、油(you)、和油(you)霧后，使(shi)(shi)用(yong)(yong)空氣主軸(zhou)(zhou)的條(tiao)件將保持更(geng)加清潔(jie)。空氣軸(zhou)(zhou)承對環境不(bu)產(chan)生(sheng)反(fan)作用(yong)(yong)，因此，是無塵環境（如(ru)：磁(ci)盤驅動(dong)器制造）的理想應用(yong)(yong)產(chan)品。事實上(shang)，特殊(shu)設計的西風空氣主軸(zhou)(zhou)還能(neng)在高度真(zhen)空的條(tiao)件下使(shi)(shi)用(yong)(yong)，如(ru)：已(yi)經在半(ban)導(dao)體硅晶(jing)片制造方面的應用(yong)(yong)。

主軸(zhou)可以運行的(de)、典型的(de)無塵室標(biao)準(zhun)：100級，絕(jue)對無(wu)塵(chen)環境。