什么是空气轴承

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空气轴承（牧风科技  www.umhu.com）
$ o+ R* X2 ?" e0 P7 ?% x1 r- S2 E　　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。
　　空气轴承优点
　　1.更高精度
　　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。
　　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。
+ G! U9 Q7 J! q, J# c　　典型的同步径向偏摆值：<10微米（PCB钻孔主轴，高速）
9 j# D8 ^0 X2 Z# F7 S　　典型的非同步径向偏摆值：<0.025微米（磁盘测试主轴，低速）
& X3 |+ V( R0 N$ b　　D1787高端PCB主轴的动态偏摆与转子速度之间的关系
+ ^- h. Z0 v2 V2 Y　　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
" i, o7 g, @. y6 O) Q4 k　　2. 高速
' {+ m. r/ n' B. O- t　　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。
　　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
　　3.增加刀具寿命
$ q5 M& d! I1 Z  `" V' I4 t) J　　使用空气轴承意味着能够大大延长刀具的寿命。
0 ]" w. C7 z4 x: 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
. s8 |1 R: S' i/ J# L! m6 M　　直径0.01的PCB钻孔工具寿命与旋转速度之间的关系
　　4.提高表面光度
　　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。
　　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。
# N5 k0 l1 |7 ~. ]( i; @　　: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
# ?* K' |% c7 p0 }7 Y　　空气轴承硬度值：
　　——轴向：达到250牛顿/微米（1,400,000磅/英寸）
% {0 [9 i/ N% X! G5 t# N+ G　　——径向：达到580牛顿/微米（3,300,000磅/英寸）
　　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。
9 [, e5 K6 Y8 j) w3 m　　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：
　　表面研磨——<0.05微米（2微英寸）CLA
3 B! @. I$ V1 q: P& \- W　　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）
$ q# |  o4 }  t　　——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
( \4 a/ ?0 Y  Q( r　　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。
　　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
* q( e- g. C: E; K% [1 R* H, w　　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。
6 p0 x: j; M* I+ f. @, X# X9 _　　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
　　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。
+ q1 ?# O; y; U- L) Y　　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。
# y# h3 l; X6 R3 d  ?4 n  a* m　　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。
　　典型的空气过滤要求：0.1微米
$ m* V2 o- ~; c9 L* l2 }- J　　8.增大负载能力
. z% |( Y3 c& r8 v, n　　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。
　　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。
, U) h3 A, p+ F  b- C　　轴向轴承的负载可达500千克。
  `. C/ q: u0 d7 m( m9 [# O+ S2 w　　9.降低震动
9 v8 c- H5 e4 h7 j3 v　　空气主轴运行时，只产生最小幅度的振动和可闻噪音。
　　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。
　　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）。
! Q- M7 ^0 a, M3 `　　典型的噪音水平：70～80调整分贝
$ x; A- Z) f" x; T　　D1733PCB主轴径向振动与转子速度之间的关系
$ g- \! N1 y: A- m, D, N　　10.清洁
$ _) u) C/ m4 Q  g　　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。
. m4 A/ T' ~7 @$ A& _/ t　　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