什么是空气轴承

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空气轴承（牧风科技www.umhu.com）
4 B6 I# p: ]4 k　　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
- }! H/ \+ h. M　　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。
) i$ l; g7 |' X8 ]) K! i　　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。
- F- {5 Y" p1 n2 l3 ]2 |% L/ A　　典型的同步径向偏摆值：<10微米（PCB钻孔主轴，高速）
+ l: v& X: [7 q" P7 v) W5 p+ U　　典型的非同步径向偏摆值：<0.025微米（磁盘测试主轴，低速）
　　D1787高端PCB主轴的动态偏摆与转子速度之间的关系
4 V) m0 Z2 z4 b& B9 F! `　　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
L% _ R; n; y0 z( F# r# I9 `　　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。
: _0 N! Z$ D9 q' N8 ~3 Q8 q　　各个市场领域中目前最高速西风空气主轴的图示
`- H1 }. |+ t K8 u2 ^3 [　　3.增加刀具寿命
　　使用空气轴承意味着能够大大延长刀具的寿命。
　　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
) Y2 O# g) x2 O" m　　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
, ?. Q% S' S8 `# }7 b% n2 G, E1 a　　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
* |# [ q: U- `2 @1 g' J　　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。
　　:典型的表面光度：
' e6 B$ p2 h; z! w　　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：
/ q- Z+ [; W Q: m　　——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）
" E1 \* L/ o, V( S2 f5 L2 j' x　　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 M) a1 ~. }/ u( J7 _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。
　　:典型的表面光度：
　　表面研磨——<0.05微米（2微英寸）CLA
; S. V" B. W! Z2 M# @. C　　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
6 E" p9 x& m' I' H2 |& `8 Z　　空气轴承硬度值：
/ Y( S5 \$ |0 X8 ?3 B; [　　——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
; O' Z+ r' N! q! Z2 k% p4 q　　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
　　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。
" m: u0 b3 f) R/ C5 l+ K　　水冷却PCB钻孔主轴在200,000转/分钟的速度时的热成像
# m' ]* r- g+ V0 x5 O4 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。
　　典型的空气过滤要求：0.1微米
$ j$ W0 s+ H' _ B$ v* n　　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。
% t* E$ a* h7 c" q　　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。
　　轴向轴承的负载可达500千克。
　　9.降低震动
( t2 B2 v# T1 Z& J　　空气主轴运行时，只产生最小幅度的振动和可闻噪音。
$ C" C& O8 k: b. \& l H6 p　　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。
- s& o! R P" j9 U' X　　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
3 A) H& Y" K# v8 j　　10.清洁
3 T6 d3 a& f$ U# z# [ ]6 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。
　　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。
! L8 Q/ r: o, z5 r% P2 [5 o　　绝对无尘环境
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学习了。长见识了

孟贤海

学习了！真是好东东