【空(kong)(kong)氣軸(zhou)(zhou)承(cheng)】空(kong)(kong)氣軸(zhou)(zhou)承(cheng)原理是什么 空(kong)(kong)氣軸(zhou)(zhou)承(cheng)的(de)優點有哪些

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空氣軸承原理是什么

空氣軸(zhou)承（又(you)稱為氣浮軸(zhou)承）指的是用氣體（通常是空氣，但也(ye)有可能是其它氣體）作(zuo)為潤滑(hua)劑的滑(hua)動(dong)軸(zhou)承。空氣比油(you)粘滯性(xing)小，耐高(gao)溫(wen)，無(wu)污(wu)染，因而可用于高(gao)速機器、儀器及放射性(xing)裝置中，但其負(fu)荷能力比油(you)低(di)。 空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)分(fen)為三大類：空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)靜壓(ya)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)、空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)動(dong)壓(ya)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)和擠(ji)壓(ya)膜軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)。在一般(ban)工業(ye)中，空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)靜壓(ya)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)用得較廣(guang)泛。空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)是(shi)利用空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)彈(dan)性勢能來起支承(cheng)(cheng)作用的一種(zhong)新型軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)。

空氣軸承的優點有哪些

1、更高精度

空氣軸承提供(gong)極高的徑向(xiang)和(he)軸向(xiang)旋(xuan)轉精度(du)。由于沒有機(ji)械接觸，磨損程(cheng)度(du)降(jiang)到(dao)了最低，從而確(que)保(bao)精度(du)始終(zhong)保(bao)持穩定。

由于制造結構的不同(tong)，空(kong)氣(qi)主軸(zhou)旋轉(zhuan)時的精確性(xing)(xing)是(shi)天生具備的。特殊的制造技(ji)術提高了這一精確性(xing)(xing)，能夠提供極高的旋轉(zhuan)和(he)軸(zhou)向(xiang)精度。空(kong)氣(qi)主軸(zhou)的設計(ji)是(shi)，能夠在軸(zhou)向(xiang)和(he)徑向(xiang)同(tong)時獲得小(xiao)于0.1微(wei)米TIR的旋轉(zhuan)精確性。由于旋轉(zhuan)的轉(zhuan)子(zi)和靜(jing)態支撐部分之(zhi)間沒(mei)有機(ji)械接觸，所(suo)以沒(mei)有磨損產生，從(cong)而確保精度始終(zhong)保持穩(wen)定——制造商使用(yong)統計學加工控制的一個重要(yao)特性。

典型的同步(bu)徑向(xiang)偏擺值：<10微(wei)米（PCB鉆(zhan)孔主軸，高速）

典型的非同步(bu)徑向偏(pian)擺(bai)值：<0.025微(wei)米（磁(ci)盤測試主軸，低速）

D1787高端(duan)PCB主軸(zhou)的動態偏擺與轉子(zi)速度之間的關系

D1640-05磁盤測試主軸的非同步(bu)徑向偏擺與轉子(zi)速度(du)之間的關(guan)系

2、高速

空氣軸承內部的低剪切力，能(neng)夠在(zai)提(ti)供極高轉(zhuan)速的同時，將(jiang)動力損失降到最(zui)低，并使(shi)產(chan)生的熱量非常小。轉(zhuan)速可(ke)以超(chao)過300,000轉/分鐘(zhong)。

空氣軸(zhou)承阻(zu)(zu)力(li)較(jiao)(jiao)低，允許較(jiao)(jiao)高的(de)速度(du)，并能(neng)同時保持較(jiao)(jiao)低的(de)振動水平(ping)。摩(mo)擦對空氣軸(zhou)承旋轉(zhuan)的(de)阻(zu)(zu)礙非常(chang)小，并且，因此使得(de)動力(li)損(sun)失和熱量產生(sheng)也非常(chang)小。這使得(de)轉(zhuan)子能(neng)夠以極高的(de)表面速度(du)運行。有些主軸(zhou)中，較(jiao)(jiao)高的(de)旋轉(zhuan)速度(du)會導(dao)致軸(zhou)承硬度(du)的(de)增加——由空氣動力學和(he)回(hui)轉加勁的特點導致的。

各個市場(chang)領域中目前最高(gao)速(su)西風空氣主軸的圖(tu)示

3、增加刀具壽命

使用空氣(qi)軸(zhou)承意味著(zhu)能(neng)夠(gou)大大延長刀具的壽(shou)命。

較低的振動和較高的旋轉精度，意(yi)味著鉆頭、刀(dao)具、砂(sha)輪、和鉆探(tan)工具都會(hui)有(you)更(geng)長的壽命(ming)——降低了保養和運行成本。特別地，在PCB鉆(zhan)孔行業中，目前使用的鉆(zhan)針直徑更(geng)小至50微(wei)米，只有空氣主軸才能以所需的(de)速度運行，以確保刀具(ju)的(de)壽命(ming)達到要求(qiu)

砂輪(lun)壽(shou)命的典型增長：1.5倍～4倍，取決于應用領域和砂輪類型

直徑0.01的PCB鉆孔工(gong)具壽(shou)命與旋轉(zhuan)速度之間的關系

4、提高表面光度

空氣(qi)主軸(zhou)精(jing)確的、可(ke)重復的運動，使得表明光度達(da)到(dao)了非常出色的程(cheng)度。

空氣主軸的(de)應用（如：半導體加(jia)工）提供了流(liu)暢的(de)、精確的(de)、可重復(fu)的(de)運動——使得表(biao)面(mian)光(guang)度(du)更佳(jia)。與滾(gun)珠軸(zhou)承主軸(zhou)不同，空(kong)氣(qi)軸(zhou)承提(ti)供(gong)了穩(wen)定的軸(zhou)承硬(ying)度(du)，能夠確(que)保所加工的硬(ying)質材料(liao)表(biao)面(mian)以(yi)下部分的破損程度(du)最小。由(you)于硬(ying)度(du)是由(you)貫(guan)穿軸(zhou)承的、始終如一的空(kong)氣(qi)流提(ti)供(gong)的，轉(zhuan)子所經受(shou)的、來自外負(fu)載的作用力，在其旋轉(zhuan)時穩(wen)定的分布在所有點上。這一特性與研磨時產生良好的表(biao)面(mian)光(guang)度(du)息息相(xiang)關(guan)。

典型的表(biao)面光度：

表面研磨——<0.05微米（2微英寸）CLA

菱形轉動、或者飛刀切削(xue)丙烯酸樹(shu)脂和軟性材料——<0.012微米（0.5微英寸）CLA，達到穩定的光學品質

空氣軸承硬度值：

——軸向：達到250牛頓/微米(mi)（1,400,000磅/英寸(cun)）

——徑向：達到580牛頓/微米（3,300,000磅/英寸）

空(kong)氣主軸精確的、可重復的運動，使得表明光度達到了非常出色(se)的程度。

C滾動元件軸(zhou)承(cheng)和空氣軸(zhou)承(cheng)的硬度比較(jiao)

5、延長軸承壽命

由于沒有機械接觸、并(bing)且供給清潔的(de)空氣(qi)（沒有油和水），因(yin)此軸承的(de)壽命(ming)大大延長(chang)了。

軸(zhou)(zhou)承(cheng)內部(bu)沒有任何金屬(shu)(shu)與金屬(shu)(shu)之(zhi)間(jian)的(de)(de)接觸，如果供給的(de)(de)空(kong)氣清潔、且(qie)沒有油和水，將確保實(shi)際(ji)上無限(xian)的(de)(de)壽(shou)命，此外(wai)，由于運(yun)行(xing)的(de)(de)性質，空(kong)氣軸(zhou)(zhou)承(cheng)會(hui)從軸(zhou)(zhou)承(cheng)尾部(bu)不斷排除空(kong)氣，這(zhe)就(jiu)形成了阻礙外(wai)部(bu)有害污染(ran)物（如：原料碎片(pian)、或(huo)者切割液(ye)）進入的(de)(de)天然屏障(zhang)。這(zhe)增加了機(ji)器的(de)(de)利用率，減少了停(ting)機(ji)時間(jian)，從而(er)提高了整(zheng)體的(de)(de)效(xiao)率。

滾珠(zhu)軸承(cheng)和空(kong)氣軸承(cheng)壽命的比較

6、溫度上升緩慢

低(di)摩擦，穩定的空(kong)氣(qi)流、和有效的動力傳(chuan)送，使溫度上升幅度降到最低(di)。

由于多種因(yin)素（如：低摩擦(ca)，穩定的(de)(de)空氣流、和有效(xiao)的(de)(de)動力(li)傳送），主軸(zhou)轉子的(de)(de)熱(re)效(xiao)應非常小。此(ci)外，特殊材料和結構方法的(de)(de)選擇，以(yi)及內部的(de)(de)液體冷(leng)卻(que)管道(dao)，幾乎完(wan)全消除了溫度的(de)(de)上升(sheng)，因(yin)此(ci)，無需預熱(re)階(jie)段。

水冷卻PCB鉆孔主軸在200,000轉/分(fen)鐘的速(su)度(du)時的熱(re)成像

7、減少保養

只需(xu)要極(ji)少的(de)保養。對空(kong)氣供給和冷卻(que)系統的(de)定期(qi)檢查，就是確保完全(quan)(quan)可靠性所(suo)需(xu)完成的(de)全(quan)(quan)部工作。

通常(chang)，對空氣(qi)供給(gei)進行定期檢查就足以確(que)保完全的(de)軸承可(ke)靠性。如果主軸是在(zai)設計規范限(xian)定的(de)條(tiao)件下運(yun)行的(de)，主軸擁(yong)有很(hen)長(chang)的(de)運(yun)轉壽命(ming)。一般保養通常(chang)包括：確(que)保空氣(qi)和水(shui)供給(gei)保持清潔，并達到正確(que)的(de)標準。

注意：將夾頭或者其他(ta)支撐裝置安裝到主軸上(shang)，必須遵(zun)循(xun)特定(ding)的保養規定(ding)。

典(dian)型的空氣過濾要求：0.1微米

8、增大負載能力

空氣軸承能(neng)夠支撐(cheng)很(hen)大的負(fu)載(zai)，所以(yi)使得它們能(neng)夠被應用于很(hen)多(duo)行業的機械工具中(zhong)。

空(kong)氣軸(zhou)承(cheng)設(she)計(ji)能(neng)(neng)夠(gou)(gou)具備較(jiao)高(gao)的(de)(de)負載能(neng)(neng)力、較(jiao)高(gao)的(de)(de)硬(ying)度能(neng)(neng)力、或者(zhe)兩者(zhe)同時(shi)兼備。在(zai)很多(duo)空(kong)氣軸(zhou)承(cheng)的(de)(de)應用中(zhong)，主軸(zhou)速度相對較(jiao)低，因此能(neng)(neng)夠(gou)(gou)組成徑向(xiang)和軸(zhou)向(xiang)半徑較(jiao)大的(de)(de)軸(zhou)承(cheng)。

9、降低震動

空氣主軸(zhou)運行(xing)時，只產生最(zui)小幅度的振(zhen)動(dong)和可聞(wen)噪音。

由于達到了高度的平衡標準(zhun)、而且沒(mei)有機械接觸，西風空氣主(zhu)軸產生的振動幅度和可聞噪音(yin)都是(shi)最(zui)小(xiao)的。

典型(xing)的平衡標準：G0.4或(huo)者更高。

典型的(de)振動幅(fu)度：<0.2毫(hao)米(mi)/秒（低速(su)主軸(zhou)）。<1.0毫米/秒（高速主軸）。

典(dian)型(xing)的噪音水平：70～80調整分貝

D1733PCB主軸徑向振動與轉(zhuan)子(zi)速度之間的關系

10、清潔

唯一使用的(de)潤(run)滑劑是(shi)空氣；因此，對(dui)于必須要求無污染的(de)工件、或(huo)者工作環境來說，空氣軸(zhou)承技(ji)術是(shi)理想的(de)。

在從空作環境中去除脂、油(you)、和(he)油(you)霧后，使(shi)用(yong)空氣(qi)主軸(zhou)的(de)(de)條(tiao)件將保持更加清潔。空氣(qi)軸(zhou)承對(dui)環境不產(chan)生反作用(yong)，因(yin)此(ci)，是無塵(chen)環境（如：磁盤驅動(dong)器(qi)制造）的(de)(de)理(li)想應(ying)用(yong)產(chan)品。事實上(shang)，特(te)殊(shu)設計的(de)(de)西(xi)風空氣(qi)主軸(zhou)還能在高度真空的(de)(de)條(tiao)件下使(shi)用(yong)，如：已經在半導體硅晶片制造方(fang)面的(de)(de)應(ying)用(yong)。

主軸(zhou)可以運行的、典型的無塵室標準：100級，絕對(dui)無塵環境。