什么是空气轴承

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空气轴承（牧风科技  www.umhu.com）
+ G6 s. ~  b. T* N2 A& H　　空气轴承（又称为气浮轴承）指的是用气体（通常是空气，但也有可能是其它气体）作为润滑剂的滑动轴承。空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。
; l, ]& Y4 K/ E' i2 ?* w　　空气轴承优点
　　1.更高精度
. q$ ]1 D8 C% C　　空气轴承提供极高的径向和轴向旋转精度。由于没有机械接触，磨损程度降到了最低，从而确保精度始终保持稳定。
( x& p4 e7 u9 Q, S$ P+ d1 v% U　　由于制造结构的不同，空气主轴旋转时的精确性是天生具备的。特殊的制造技术提高了这一精确性，能够提供极高的旋转和轴向精度。空气主轴的设计是，能够在轴向和径向同时获得小于0.1微米TIR的旋转精确性。由于旋转的转子和静态支撑部分之间没有机械接触，所以没有磨损产生，从而确保精度始终保持稳定——制造商使用统计学加工控制的一个重要特性。
$ C, L0 J" x, m* F& s/ G- o　　典型的同步径向偏摆值：<10微米（PCB钻孔主轴，高速）
　　典型的非同步径向偏摆值：<0.025微米（磁盘测试主轴，低速）
1 h3 T% w. e( u1 z  g2 G　　D1787高端PCB主轴的动态偏摆与转子速度之间的关系
　　D1640-05磁盘测试主轴的非同步径向偏摆与转子速度之间的关系
　　2. 高速
　　空气轴承内部的低剪切力，能够在提供极高转速的同时，将动力损失降到最低，并使产生的热量非常小。转速可以超过300,000转/分钟。
- j# w% y. S+ R. F+ i　　空气轴承阻力较低，允许较高的速度，并能同时保持较低的振动水平。摩擦对空气轴承旋转的阻碍非常小，并且，因此使得动力损失和热量产生也非常小。这使得转子能够以极高的表面速度运行。有些主轴中，较高的旋转速度会导致轴承硬度的增加——由空气动力学和回转加劲的特点导致的。
　　各个市场领域中目前最高速西风空气主轴的图示
- e$ v% Z5 L7 u1 K　　3.增加刀具寿命
8 d$ d) M- j$ K1 D. K/ n9 w1 B$ |1 ^9 ~　　使用空气轴承意味着能够大大延长刀具的寿命。
8 Y& P. e) y8 }2 P. b　　较低的振动和较高的旋转精度，意味着钻头、刀具、砂轮、和钻探工具都会有更长的寿命——降低了保养和运行成本。特别地，在PCB钻孔行业中，目前使用的钻针直径更小至50微米，只有空气主轴才能以所需的速度运行，以确保刀具的寿命达到要求
　　砂轮寿命的典型增长：1.5倍～4倍，取决于应用领域和砂轮类型
　　直径0.01的PCB钻孔工具寿命与旋转速度之间的关系
5 m/ z! b1 f( w- O4 E. A　　4.提高表面光度
& i! y- N$ e0 q" X0 U4 u/ z( D　　空气主轴精确的、可重复的运动，使得表明光度达到了非常出色的程度。
  }, U$ c( l1 c; Y' D$ z　　空气主轴的应用（如：半导体加工）提供了流畅的、精确的、可重复的运动——使得表面光度更佳。与滚珠轴承主轴不同，空气轴承提供了稳定的轴承硬度，能够确保所加工的硬质材料表面以下部分的破损程度最小。由于硬度是由贯穿轴承的、始终如一的空气流提供的，转子所经受的、来自外负载的作用力，在其旋转时稳定的分布在所有点上。这一特性与研磨时产生良好的表面光度息息相关。
　　:典型的表面光度：
, i- j+ a! F  n3 s* I　　表面研磨——<0.05微米（2微英寸）CLA
　　菱形转动、或者飞刀切削丙烯酸树脂和软性材料——<0.012微米（0.5微因存）CLA，达到稳定的光学品质
　　空气轴承硬度值：
　　——轴向：达到250牛顿/微米（1,400,000磅/英寸）
　　——径向：达到580牛顿/微米（3,300,000磅/英寸）
. W% V& D8 S# D  w& f　　空气主轴精确的、可重复的运动，使得表明光度达到了非常出色的程度。
5 t" \0 k+ o4 `: R0 Z" [4 ^2 \　　空气主轴的应用（如：半导体加工）提供了流畅的、精确的、可重复的运动——使得表面光度更佳。与滚珠轴承主轴不同，空气轴承提供了稳定的轴承硬度，能够确保所加工的硬质材料表面以下部分的破损程度最小。由于硬度是由贯穿轴承的、始终如一的空气流提供的，转子所经受的、来自外负载的作用力，在其旋转时稳定的分布在所有点上。这一特性与研磨时产生良好的表面光度息息相关。
, P8 J0 Q; _5 f4 b, O　　:典型的表面光度：
　　表面研磨——<0.05微米（2微英寸）CLA
　　菱形转动、或者飞刀切削丙烯酸树脂和软性材料——<0.012微米（0.5微因存）CLA，达到稳定的光学品质
　　空气轴承硬度值：
　　——轴向：达到250牛顿/微米（1,400,000磅/英寸）
　　——径向：达到580牛顿/微米（3,300,000磅/英寸）
　　C滚动元件轴承和空气轴承的硬度比较
　　5.延长轴承寿命
% A5 I. p" S, }　　由于没有机械接触、并且供给清洁的空气（没有油和水），因此轴承的寿命大大延长了。
) j$ z* G; g3 o+ ]. b　　轴承内部没有任何金属与金属之间的接触，如果供给的空气清洁、且没有油和水，将确保实际上无限的寿命，此外，由于运行的性质，空气轴承会从轴承尾部不断排除空气，这就形成了阻碍外部有害污染物（如：原料碎片、或者切割液）进入的天然屏障。这增加了机器的利用率，减少了停机时间，从而提高了整体的效率。
　　滚珠轴承和空气轴承寿命的比较
　　6.温度上升缓慢
　　低摩擦，稳定的空气流、和有效的动力传送，使温度上升幅度降到最低。
　　由于多种因素（如：低摩擦，稳定的空气流、和有效的动力传送），主轴转子的热效应非常小。此外，特殊材料和结构方法的选择，以及内部的液体冷却管道，几乎完全消除了温度的上升，因此，无需预热阶段。
　　水冷却PCB钻孔主轴在200,000转/分钟的速度时的热成像
  H3 U% C' |3 Z, j, r- \0 l　　7.减少保养
　　只需要极少的保养。对空气供给和冷却系统的定期检查，就是确保完全可靠性所需完成的全部工作。
　　通常，对空气供给进行定期检查就足以确保完全的轴承可靠性。如果主轴是在设计规范限定的条件下运行的，主轴拥有很长的运转寿命。一般保养通常包括：确保空气和水供给保持清洁，并达到正确的标准。
　　注意：将夹头或者其他支撑装置安装到主轴上，必须遵循特定的保养规定。
3 c7 u2 l! @  i4 r; g/ H  b2 a% v　　典型的空气过滤要求：0.1微米
% n$ S. g9 F; Q  h+ g7 [/ K8 Y　　8.增大负载能力
　　空气轴承能够支撑很大的负载，所以使得它们能够被应用于很多行业的机械工具中。
2 I- B0 _2 M  J1 r5 l　　空气轴承设计能够具备较高的负载能力、较高的硬度能力、或者两者同时兼备。在很多空气轴承的应用中，主轴速度相对较低，因此能够组成径向和轴向半径较大的轴承。
　　径向轴承的负载可达500千克。
8 x, I/ g7 S- [' r/ t　　轴向轴承的负载可达500千克。
' N  h7 G- s) e0 z　　9.降低震动
: r7 E2 t+ B) x　　空气主轴运行时，只产生最小幅度的振动和可闻噪音。
' }; J3 l; H9 @6 I% }  E5 L　　由于达到了高度的平衡标准、而且没有机械接触，西风空气主轴产生的振动幅度和可闻噪音都是最小的。
) A6 y$ v! a9 h. W2 \" N　　典型的平衡标准：G0.4或者更高。
　　典型的振动幅度：<0.2毫米/秒（低速主轴）。<1.0毫米/秒（高速主轴）。
　　典型的噪音水平：70～80调整分贝
　　D1733PCB主轴径向振动与转子速度之间的关系
　　10.清洁
　　唯一使用的润滑剂是空气；因此，对于必须要求无污染的工件、或者工作环境来说，空气轴承技术是理想的。
5 @/ N4 m6 t" M　　在从空作环境中去除脂、油、和油雾后，使用空气主轴的条件将保持更加清洁。空气轴承对环境不产生反作用，因此，是无尘环境（如：磁盘驱动器制造）的理想应用产品。事实上，特殊设计的西风空气主轴还能在高度真空的条件下使用，如：已经在半导体硅晶片制造方面的应用。
　　主轴可以运行的、典型的无尘室标准：100级。
　　绝对无尘环境
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孟贤海

学习了！真是好东东

850713

学习了。长见识了