【空氣軸承(cheng)(cheng)】空氣軸承(cheng)(cheng)原理是什么 空氣軸承(cheng)(cheng)的(de)優點有哪些

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空氣軸承原理是什么

空(kong)氣軸(zhou)承(cheng)（又稱(cheng)為氣浮軸(zhou)承(cheng)）指的(de)(de)是(shi)(shi)用氣體（通常是(shi)(shi)空(kong)氣，但(dan)也有可能是(shi)(shi)其(qi)它氣體）作為潤滑(hua)劑的(de)(de)滑(hua)動軸(zhou)承(cheng)。空(kong)氣比(bi)油(you)(you)粘滯性(xing)小(xiao)，耐(nai)高(gao)溫，無污染，因而可用于高(gao)速機器、儀(yi)器及放射(she)性(xing)裝置中，但(dan)其(qi)負荷能力比(bi)油(you)(you)低。 空(kong)氣(qi)(qi)(qi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)分為三大類：空(kong)氣(qi)(qi)(qi)靜壓(ya)(ya)軸(zhou)承(cheng)(cheng)、空(kong)氣(qi)(qi)(qi)動壓(ya)(ya)軸(zhou)承(cheng)(cheng)和(he)擠壓(ya)(ya)膜軸(zhou)承(cheng)(cheng)。在(zai)一般(ban)工業中，空(kong)氣(qi)(qi)(qi)靜壓(ya)(ya)軸(zhou)承(cheng)(cheng)用(yong)(yong)得較廣泛。空(kong)氣(qi)(qi)(qi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)是(shi)利用(yong)(yong)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)彈性(xing)勢能來起支(zhi)承(cheng)(cheng)作用(yong)(yong)的一種新型軸(zhou)承(cheng)(cheng)。

空氣軸承的優點有哪些

1、更高精度

空氣軸(zhou)承提供(gong)極(ji)高的徑向和軸(zhou)向旋轉(zhuan)精度。由于沒有機械接觸，磨損程度降到(dao)了最低，從而確保精度始終保持(chi)穩(wen)定。

由于(yu)制造(zao)結構(gou)的不(bu)同，空氣(qi)主(zhu)軸(zhou)旋轉時(shi)的精確(que)性是天生具(ju)備的。特殊的制造(zao)技術提高了(le)這一精確(que)性，能(neng)夠提供極高的旋轉和(he)軸(zhou)向(xiang)精度。空氣(qi)主(zhu)軸(zhou)的設計(ji)是，能(neng)夠在軸(zhou)向(xiang)和(he)徑向(xiang)同時(shi)獲得小于(yu)0.1微(wei)米TIR的旋(xuan)轉(zhuan)精(jing)確性(xing)。由于旋(xuan)轉(zhuan)的轉(zhuan)子和靜態支撐部分之間沒(mei)有機械接觸，所(suo)以(yi)沒(mei)有磨損產生，從而(er)確保(bao)精(jing)度始終保(bao)持穩定——制(zhi)造商(shang)使用(yong)統計(ji)學加(jia)工控制(zhi)的一個重要特性(xing)。

典型的(de)同步徑(jing)向偏擺值：<10微米（PCB鉆孔(kong)主(zhu)軸，高速）

典(dian)型的(de)非同步徑向偏擺值：<0.025微米（磁盤(pan)測試主軸，低(di)速）

D1787高端PCB主軸的動態(tai)偏擺與轉子速度(du)之間(jian)的關(guan)系

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

2、高速

空(kong)氣軸承內部的(de)低(di)剪切力，能夠(gou)在提供極高轉速的(de)同時，將動力損失降到最低(di)，并使產生的(de)熱(re)量非常(chang)小(xiao)。轉速可以超過300,000轉/分鐘。

空(kong)(kong)氣軸(zhou)(zhou)承阻力較(jiao)低，允許(xu)較(jiao)高的(de)速度(du)，并能(neng)同時保(bao)持較(jiao)低的(de)振(zhen)動水平(ping)。摩擦對(dui)空(kong)(kong)氣軸(zhou)(zhou)承旋轉的(de)阻礙非常(chang)小，并且，因此使得(de)動力損失(shi)和熱量產生也非常(chang)小。這使得(de)轉子能(neng)夠以(yi)極高的(de)表面速度(du)運行。有(you)些主軸(zhou)(zhou)中，較(jiao)高的(de)旋轉速度(du)會導致軸(zhou)(zhou)承硬度(du)的(de)增加(jia)——由空氣動力學和(he)回轉(zhuan)加勁的(de)特點導(dao)致的(de)。

各個市(shi)場領域中目(mu)前最(zui)高速西(xi)風空氣主(zhu)軸(zhou)的圖示

3、增加刀具壽命

使用空氣軸承意味著能夠(gou)大大延長刀(dao)具的壽命。

較低的(de)振動和(he)較高的(de)旋轉精(jing)度，意味著鉆頭、刀具、砂(sha)輪、和(he)鉆探工(gong)具都會(hui)有更長的(de)壽(shou)命——降低了保養和運行成本。特別地，在PCB鉆孔(kong)行業中，目前使用的鉆針(zhen)直(zhi)徑更小至50微米(mi)，只有空氣主軸才能以所需的速度運行，以確保刀具(ju)的壽命達(da)到要(yao)求

砂輪壽命的(de)典型(xing)增(zeng)長：1.5倍(bei)～4倍(bei)，取決(jue)于(yu)應用(yong)領域和砂輪類(lei)型

直徑0.01的PCB鉆(zhan)孔(kong)工具壽命與旋轉速(su)度之間的關(guan)系

4、提高表面光度

空氣主軸精確的、可重復的運動，使得表(biao)明光度達到了非常出色的程(cheng)度。

空(kong)氣(qi)主(zhu)軸的應用（如(ru)：半導體加工）提供(gong)了(le)流暢的、精(jing)確的、可重復的運動——使得表(biao)(biao)面(mian)(mian)光(guang)度(du)(du)更佳。與(yu)(yu)滾珠軸(zhou)承主軸(zhou)不同，空(kong)氣軸(zhou)承提供了穩定的(de)(de)軸(zhou)承硬度(du)(du)，能夠確保(bao)所加工的(de)(de)硬質材料表(biao)(biao)面(mian)(mian)以下(xia)部(bu)分(fen)的(de)(de)破損程度(du)(du)最小。由于硬度(du)(du)是由貫穿軸(zhou)承的(de)(de)、始終如一(yi)(yi)的(de)(de)空(kong)氣流提供的(de)(de)，轉子所經受(shou)的(de)(de)、來自外負載的(de)(de)作(zuo)用力(li)，在(zai)其旋轉時(shi)穩定的(de)(de)分(fen)布在(zai)所有點上。這一(yi)(yi)特性與(yu)(yu)研磨時(shi)產生良好的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)光(guang)度(du)(du)息息相(xiang)關。

典型的表面光(guang)度(du)：

表面(mian)研磨(mo)——<0.05微米（2微(wei)英(ying)寸）CLA

菱形轉(zhuan)動(dong)、或者飛刀切削(xue)丙烯(xi)酸樹脂和軟(ruan)性材料——<0.012微米（0.5微英寸）CLA，達到穩(wen)定的光學品質

空(kong)氣(qi)軸承(cheng)硬度值：

——軸向：達到250牛頓/微米（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)(de)、可重復的(de)(de)運動，使得表明光度達到了非(fei)常出(chu)色的(de)(de)程度。

C滾動元件軸承和空氣(qi)軸承的(de)硬度(du)比(bi)較(jiao)

5、延長軸承壽命

由于沒有(you)機(ji)械接觸、并且(qie)供給清潔的(de)空氣（沒有(you)油和水），因(yin)此軸承的(de)壽命大大延長了。

軸(zhou)承內部(bu)沒有任(ren)何金(jin)屬(shu)與金(jin)屬(shu)之(zhi)間的(de)接觸，如(ru)果供給的(de)空氣(qi)清(qing)潔(jie)、且沒有油和(he)水，將確保實際上無限的(de)壽命，此外，由于運行的(de)性質(zhi)，空氣(qi)軸(zhou)承會從軸(zhou)承尾(wei)部(bu)不斷(duan)排除空氣(qi)，這(zhe)(zhe)就形成(cheng)了阻礙外部(bu)有害污染物（如(ru)：原料碎片、或者(zhe)切割液）進入的(de)天然屏(ping)障(zhang)。這(zhe)(zhe)增加了機器的(de)利用率，減少了停機時間，從而提(ti)高了整體的(de)效率。

滾珠軸(zhou)承(cheng)(cheng)和(he)空氣軸(zhou)承(cheng)(cheng)壽命的比較

6、溫度上升緩慢

低(di)摩擦，穩定的(de)(de)空氣流、和有效(xiao)的(de)(de)動力傳(chuan)送，使溫度上(shang)升幅(fu)度降(jiang)到(dao)最低(di)。

由于多(duo)種因(yin)素（如(ru)：低摩擦，穩定的(de)空(kong)氣流、和(he)有效(xiao)的(de)動(dong)力傳送），主軸轉子的(de)熱(re)效(xiao)應非常小。此(ci)外，特殊材(cai)料和(he)結構方法的(de)選擇(ze)，以及內部的(de)液(ye)體冷(leng)卻管(guan)道，幾乎(hu)完全消除了溫度的(de)上升，因(yin)此(ci)，無需預熱(re)階段(duan)。

水(shui)冷卻(que)PCB鉆孔(kong)主軸在(zai)200,000轉(zhuan)/分鐘的(de)速度(du)時(shi)的(de)熱成像

7、減少保養

只需要極少的保養。對空氣供給和冷卻系(xi)統(tong)的定期檢查，就是(shi)確保完全可靠性所(suo)需完成的全部工作。

通常，對空氣供給進行定期檢查(cha)就足(zu)以確(que)保(bao)(bao)完全(quan)的(de)軸(zhou)(zhou)承可靠性。如果主(zhu)軸(zhou)(zhou)是(shi)在設計規范限定的(de)條件下運行的(de)，主(zhu)軸(zhou)(zhou)擁有很長的(de)運轉壽命。一般保(bao)(bao)養通常包括：確(que)保(bao)(bao)空氣和水(shui)供給保(bao)(bao)持清潔，并達到正確(que)的(de)標準。

注意：將夾頭(tou)或(huo)者其他支撐裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)安裝(zhuang)(zhuang)到主軸上，必須遵循特定的保養規定。

典型的空(kong)氣過濾要求：0.1微米

8、增大負載能力

空(kong)氣軸承(cheng)能(neng)夠支撐(cheng)很大的負載，所以使得它(ta)們能(neng)夠被應(ying)用于很多行業的機械工具中。

空氣軸(zhou)承(cheng)設計能夠具(ju)備較(jiao)高的負載(zai)能力、較(jiao)高的硬度能力、或者(zhe)兩者(zhe)同時(shi)兼(jian)備。在很(hen)多空氣軸(zhou)承(cheng)的應(ying)用中，主軸(zhou)速度相對(dui)較(jiao)低，因(yin)此(ci)能夠組(zu)成徑向和軸(zhou)向半徑較(jiao)大的軸(zhou)承(cheng)。

9、降低震動

空氣主軸運行時(shi)，只產(chan)生最小幅度的振動和可聞(wen)噪音(yin)。

由(you)于達到了(le)高度(du)的平衡(heng)標準、而且沒有機械接觸，西風空氣(qi)主軸產生的振動幅度(du)和(he)可聞噪音都是最小的。

典型的平(ping)衡標準：G0.4或者更高。

典型(xing)的(de)振動幅度：<0.2毫米/秒（低速主(zhu)軸）。<1.0毫米(mi)/秒（高速主軸）。

典型的噪音水平：70～80調整分貝

D1733PCB主軸(zhou)徑向振(zhen)動(dong)與轉子速度之(zhi)間的(de)關系

10、清潔

唯一使用的(de)(de)潤滑(hua)劑是(shi)空氣；因此，對于必須要求無污染的(de)(de)工(gong)件、或者工(gong)作環境來說，空氣軸承技術(shu)是(shi)理想的(de)(de)。

在(zai)(zai)從空作環(huan)境(jing)(jing)中去除(chu)脂、油、和油霧后(hou)，使用(yong)空氣主軸的(de)條件將保持(chi)更加清潔。空氣軸承對環(huan)境(jing)(jing)不(bu)產(chan)生反作用(yong)，因此，是無塵環(huan)境(jing)(jing)（如：磁盤驅動器制(zhi)造(zao)）的(de)理想(xiang)應(ying)用(yong)產(chan)品。事(shi)實上，特殊設計的(de)西風(feng)空氣主軸還能在(zai)(zai)高度真空的(de)條件下使用(yong)，如：已(yi)經在(zai)(zai)半導(dao)體硅(gui)晶片制(zhi)造(zao)方面的(de)應(ying)用(yong)。

主軸(zhou)可以(yi)運(yun)行的、典型的無(wu)塵(chen)室標準：100級，絕對無塵(chen)環(huan)境。