徐州動壓三坐標氣浮軸承常用指南

光波超精密氣浮軸承廠家——動壓三坐標氣浮軸承

氣浮軸承工作原理：

氣浮軸承亦稱氣動箔軸承(或氣膜軸承),它是滑動軸承的一種，是各主要零件的加工精度、表面粗糙度以及各種相關參數的匹配都非常理想的滑動軸承。工作時在軸與軸承的工作區域形成一個完整的壓力氣膜，使金屬脫離接觸，形成純氣體摩擦。氣浮軸承按形成機理分為動壓箔軸承、靜壓箔軸承、動靜壓混合軸承、壓膜軸承等。

靜壓箔軸承靠外力形成純氣體摩擦，因需要較為復雜的供氣系統，應用較少動靜壓混合軸承在啟動時靠外部壓力形成氣楔，正常工作時由外部壓力和動壓壓力共同作用下形成純氣體摩擦。動壓箔軸承基于氣體的動壓原理：旋轉的軸不斷地把具有一定粘度的氣體帶入收斂的楔形間隙，由于氣體在被軸旋轉吸入收斂的楔形間隙的過程中受到壓縮,就產生氣膜力,當在載荷方向上氣膜力足以能平衡外載荷時，在軸與軸之間就形成了一個完整的壓力氣膜，使軸承與軸的表面

脫離接觸，形成純氣體摩擦。

氣浮軸承的壓力氣膜是通過滑動副的相互運動將氣體帶入滑動副表面之間收斂性的區域而形成的，氣膜大致為楔形。氣浮軸承不需要外部氣源，因此也稱為“自作用軸承”。

氣浮軸承在壓力氣膜的形成過程中，隨著速度的提高，軸承承載區依次出現邊界摩擦、混合摩擦和流體摩擦，反之亦然。換言之，只有在相對速度達到一定值后滑動副之間為流體摩擦狀態，圖2 Stribeck曲線可以定性說明這一過程。

氣浮軸承的應用：

氣浮軸承是利用空氣i彈性勢能來起支承作用的一種新型軸承。唯yi使用的潤滑劑是空氣；因此，對于必須要求無污染的工件、或者工作環境來說，氣浮軸承技術是理想的。

在氣浮軸承中，滾珠由氣墊代替。氣浮軸承zui為人熟知的應用之一或許是氣墊船。

巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣，通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產生的高氣壓能夠支撐船體重量，因而使其漂浮在氣墊上。

50年代以來，氣體軸承的應用越來越廣泛，并且受到廣泛和深入的研究。目前氣體軸承可用于紡織機械、電纜機械、儀表機床、陀螺儀、高速離心分離機、牙鉆、低溫運轉的制冷機、氫膨脹機和高溫運轉的氣體循環器等。

氣浮軸承是指借助于軸承滑動副表面之間形成的壓力氣膜將負荷支撐起來的軸承，工作時滑動副表面之間完全由氣膜分開。由于兩個相對運動部件之間有一層氣膜，其中一個處于“懸浮”狀態，因此也被稱為氣浮軸承。

氣浮軸承屬于滑動軸承中之流體滑動軸承，工作時為流體潤滑狀態，其潤滑介質為氣體（通常是空氣，也可能是其它氣體，比如氮氣、二氧化碳等。由于多為壓縮空氣，所以也稱空氣軸承）。

根據氣膜形成機理氣浮軸承主要分為兩大類：氣體靜壓i軸承和氣體動壓i軸承。

光波超精密——動壓三坐標氣浮軸承

氣浮軸承-節流方式與特點

根據節流方式，目前市場上比較常見的氣浮軸承（aerostatic bearings，以下簡稱氣浮軸承air bearings）主要有幾種類型：1）單小孔節流型；2）表面復合節流型；3）多孔質材料節流型；4）微孔節流型。下述簡單介紹一下各種節流方式及其特點。

1）單小孔節流型氣浮軸承

這是zui早期氣浮軸承采用的節流方式，其節流器由一個直徑較大的小孔和一個環繞小孔的腔室構成，見圖1。通常情況下，腔室大約占氣浮軸承表面的3%-20%，腔室內的空氣有一部分不能被壓縮，這些區域稱為“死容積區”，即使腔室的深度為1/100mm，“死容積區”也非常大。“死容積區”對氣浮軸承動態性能影響很大，且會引起自激振動。

采用這種節流方式的氣浮軸承氣耗量較大，其承載能力、靜態和動態組合性能、穩定性和阻尼性能等方面均很差，特別是傾側剛度(tilt stiffness)。自激振動大。

氣浮墊不具有互換性。

2）表面復合節流型氣浮軸承

表面復合節流型氣浮軸承包括：a）多小孔帶阻尼腔室和溝槽節流型；b）微溝槽節流型。

a）多小孔帶阻尼腔室和溝槽節流型氣浮軸承

節流器由數個小孔、溝槽以及小腔室構成，是一種表面復合節流型的氣浮軸承，見圖2。這種結構的思路是基于假設：使用有限個小孔可以降低死容積區，同時使空氣在軸承間隙中均勻分配，因此這類氣浮軸承的設計理念就是找到一種特殊的溝槽結構，但實際上仍然存在死容積區。

其主要缺點是氣隙內空氣壓力不均勻、傾側剛度差、穩定性和阻尼等方面也很差。自激振動大。