空气轴承的优点和原理分析
空气轴承(也叫气浮轴承)是一种用气体(通常是空气,也可以用其它气体)作润滑介质的滑动轴承。与润滑油相比,空气粘度小,温度高,不污染环境,适合用于高速机械、仪器及放射性装置,但其承载能力比润滑油低。空气轴承有三种类型,即空气静压轴承、空气动压轴承和挤压膜轴承。在一般的工业生产中,已有较好的使用效果。空气轴承是一种基于空气悬浮技术的新型轴承
空气轴承的优点:
1.更高精度
空气轴承在径向和轴向上,具有非常高的精确度。无机械接触,减少了磨耗,保证了在任何情况下都能保证精度。
因为制作工艺上的差异,气动主轴在转动时的精度也是与生俱来的。特别的加工工艺可以增加这种精确度,从而达到很高的转动和轴向精确度。空气主轴的设计,使其在轴向和径向都能达到小于0.1微米的旋转精确性。因为在转动的转子与静止的静态支撑部件之间不存在任何的机械接触,因此不会出现磨损,这样就可以保证在任何时候都能保证精确性,这也是制造厂商采用统计方法来控制的一项关键特征。
2.高速-瓦轴
空气轴承具有较低的剪切力,可最大限度地降低功率损耗,并减少发热。旋转速度可达每分钟三十万转以上。空气轴承具有更小的阻力,可在高速运行的同时维持更小的振动。摩擦力对空气轴承转动的影响很小,从而使功率损耗和发热也很小。这样就可以使转子在很高的表面转速下工作。在一些主轴上,由于空气动力学和回旋加劲的特点,更高的转速会使轴承的硬度增大。
3.增加刀具寿命
采用空气轴承,可极大地提高刀具的使用寿命。震动越小,回转精度越高,意味着钻头、刀具、砂轮及钻井工具的使用寿命越长,也就是减少维护及使用费用。尤其是在打孔工业,现在所用的钻头直径仅小至50微米,只有空气主轴可以按照规定的转速工作,以保证工具的使用寿命。
4.提高表面光度
空气主轴的精确和可重复的移动,使显示的亮度得到了很好的水平。空气主轴(例如:半导体加工)可实现连续、高精度和可重复性,从而提高了工件的光度。不滚珠轴承主轴,空气轴承具有很好的稳定性,可以保证在硬质材料的表面之下,对其造成的破坏最小。因为整个轴承的空气流动持续不断,所以当转子转动时,所受到的外部载荷的压力会被均匀地分配到各个位置。这种性质与研磨过程中获得较好的表面光度密切相关。
5.减少保养
几乎不需要维护。只有对供气和制冷系统进行周期性的检查,才能保证其完全可靠。一般来说,只要定期检查供气系统,就可以保证整个轴承的可靠运行。如果主轴在设计规范所规定的情况下操作,那么主轴就会有很长的使用寿命。常规维护主要是:保证供气及供水系统的干净,并符合相关标准。值得注意的是,在主轴上安装夹头或其它支承设备时,一定要遵守特殊的维护章程。