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光波超精密氣浮軸承廠(chǎng)家——小型高速精密臺(tái)鉆廠(chǎng)家

什么是氣浮軸承？

氣浮軸承（又稱(chēng)為空氣軸承）指的是用氣體（通常是空氣，但也有可能是其它氣體）作為潤(rùn)滑劑的滑動(dòng)軸承?？諝獗扔驼硿孕?，耐高溫，無(wú)污染，但其負(fù)荷能力比油低。

基于空氣的固有屬性（粘度低且隨溫度變化小、耐輻射等），氣浮軸承在高速、低摩擦、高溫、低溫及有輻射性的場(chǎng)合，顯示了獨(dú)具的優(yōu)越性。如在高速磨頭、高速離心分離器、陀螺儀表、原子反應(yīng)堆冷卻用壓縮機(jī)、高速鼓風(fēng)機(jī)、電子計(jì)算機(jī)記憶裝置等技術(shù)上，由于采用了氣浮軸承，突破了使用滾動(dòng)軸承或油膜軸承所不能解決的困難。

氣浮軸承的優(yōu)勢(shì)：

更高精度

氣浮軸承提供極高的徑向和軸向旋轉(zhuǎn)精度。由于沒(méi)有機(jī)械接觸，磨損程度降到了zui低，從而確保精度始終保持穩(wěn)定。

高速

氣浮軸承內(nèi)部的低剪切力，能夠在提供極高轉(zhuǎn)速的同時(shí)，將動(dòng)力損失降到zui低，并使產(chǎn)生的熱量非常小。

增加刀具壽命

使用氣浮軸承意味著能夠大大延長(zhǎng)i刀具的壽命。較低的振動(dòng)和較高的旋轉(zhuǎn)精度，意味著鉆頭、刀具、砂輪、和鉆探工具都會(huì)有更長(zhǎng)的壽命——降低了保養(yǎng)和運(yùn)行成本。

氣浮軸承工作原理：

氣浮軸承亦稱(chēng)氣動(dòng)箔軸承(或氣膜軸承),它是滑動(dòng)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(guān)參數(shù)的匹配都非常理想的滑動(dòng)軸承。工作時(shí)在軸與軸承的工作區(qū)域形成一個(gè)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(jī)理分為動(dòng)壓箔軸承、靜壓箔軸承、動(dòng)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(fù)雜的供氣系統(tǒng)，應(yīng)用較少動(dòng)靜壓混合軸承在啟動(dòng)時(shí)靠外部壓力形成氣楔，正常工作時(shí)由外部壓力和動(dòng)壓壓力共同作用下形成純氣體摩擦。動(dòng)壓箔軸承基于氣體的動(dòng)壓原理：旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)吸入收斂的楔形間隙的過(guò)程中受到壓縮,就產(chǎn)生氣膜力,當(dāng)在載荷方向上氣膜力足以能平衡外載荷時(shí)，在軸與軸之間就形成了一個(gè)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(guò)滑動(dòng)副的相互運(yùn)動(dòng)將氣體帶入滑動(dòng)副表面之間收斂性的區(qū)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(chēng)為“自作用軸承”。

氣浮軸承在壓力氣膜的形成過(guò)程中，隨著速度的提高，軸承承載區(qū)依次出現(xiàn)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(duì)速度達(dá)到一定值后滑動(dòng)副之間為流體摩擦狀態(tài)，圖2 Stribeck曲線(xiàn)可以定性說(shuō)明這一過(guò)程。

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氣浮軸承-節(jié)流方式與特點(diǎn)

根據(jù)節(jié)流方式，目前市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的氣浮軸承（aerostatic bearings，以下簡(jiǎn)稱(chēng)氣浮軸承air bearings）主要有幾種類(lèi)型：1）單小孔節(jié)流型；2）表面復(fù)合節(jié)流型；3）多孔質(zhì)材料節(jié)流型；4）微孔節(jié)流型。下述簡(jiǎn)單介紹一下各種節(jié)流方式及其特點(diǎn)。

1）單小孔節(jié)流型氣浮軸承

這是zui早期氣浮軸承采用的節(jié)流方式，其節(jié)流器由一個(gè)直徑較大的小孔和一個(gè)環(huán)繞小孔的腔室構(gòu)成，見(jiàn)圖1。通常情況下，腔室大約占?xì)飧≥S承表面的3%-20%，腔室內(nèi)的空氣有一部分不能被壓縮，這些區(qū)域稱(chēng)為“死容積區(qū)”，即使腔室的深度為1/100mm，“死容積區(qū)”也非常大?！八廊莘e區(qū)”對(duì)氣浮軸承動(dòng)態(tài)性能影響很大，且會(huì)引起自激振動(dòng)。

采用這種節(jié)流方式的氣浮軸承氣耗量較大，其承載能力、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)組合性能、穩(wěn)定性和阻尼性能等方面均很差，特別是傾側(cè)剛度(tilt stiffness)。自激振動(dòng)大。

氣浮墊不具有互換性。

2）表面復(fù)合節(jié)流型氣浮軸承

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

a）多小孔帶阻尼腔室和溝槽節(jié)流型氣浮軸承

節(jié)流器由數(shù)個(gè)小孔、溝槽以及小腔室構(gòu)成，是一種表面復(fù)合節(jié)流型的氣浮軸承，見(jiàn)圖2。這種結(jié)構(gòu)的思路是基于假設(shè)：使用有限個(gè)小孔可以降低死容積區(qū)，同時(shí)使空氣在軸承間隙中均勻分配，因此這類(lèi)氣浮軸承的設(shè)計(jì)理念就是找到一種特殊的溝槽結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上仍然存在死容積區(qū)。

其主要缺點(diǎn)是氣隙內(nèi)空氣壓力不均勻、傾側(cè)剛度差、穩(wěn)定性和阻尼等方面也很差。自激振動(dòng)大。

氣浮主軸技術(shù)可用于需要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的各種應(yīng)用中。它們可以與其他空氣軸承技術(shù)結(jié)合使用，以提供無(wú)限的行進(jìn)方向。我們的氣浮主軸可以實(shí)現(xiàn)高精度旋轉(zhuǎn)，而無(wú)需部件之間的接觸或潤(rùn)滑劑的使用，這意味著在制造過(guò)程中減少了維護(hù)停機(jī)時(shí)間。

轉(zhuǎn)臺(tái),

1，轉(zhuǎn)子與定子之間無(wú)接觸，因此實(shí)際上消除了由于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)中的機(jī)械問(wèn)題而導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間。

2，僅需一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，就可以大大減少誤差運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到納米級(jí)的精度。

高精度攪拌機(jī),

1，剛性氣墊提供了無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng)，從而消除了藥i物混合錠子中對(duì)食品級(jí)潤(rùn)滑劑的需求。

2，潔凈室環(huán)境的理想選擇。

加工光學(xué)元件，

1，允許高速旋轉(zhuǎn)以切割光學(xué)元件。

2，超精密定位和運(yùn)動(dòng)，無(wú)磨損。

其他應(yīng)用：計(jì)量學(xué)，測(cè)功機(jī)，機(jī)器人末端執(zhí)行器，鉆孔，鏜銑，與線(xiàn)性空氣滑塊配對(duì)以實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)