空气轴承 用空气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。+ V, t( @) ? A: G% b 空气轴承优点9 a) x$ z: @2 m! X8 E 1.更高精度& V/ M. k3 \6 k. A) e. A 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。+ M! c; q/ n( z) G0 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。" {4 G/ H- Z. [) O. I9 ? 典型的同步径向偏摆值:<10微米(PCB钻孔主轴,高速) , v5 }. T" P# K( j 典型的非同步径向偏摆值:<0.025微米(磁盘测试主轴,低速) 5 F5 k* @5 Z' X* n" e4 b% ^$ v* A D1787高端PCB主轴的动态偏摆与转子速度之间的关系) X: s' _' c) }- ~8 a) Q 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@; G t6 q5 g; b# N 2. 高速 C! |! p& u* K$ Z8 p- w' _0 O 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。 t, |7 B/ ]3 S+ |) V- W! ]4 m V 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。 * |3 j3 k0 z( z5 L1 _5 n 各个市场领域中目前最高速西风空气主轴的图示7 U; B' m# C; x+ k( d 3.增加刀具寿命9 |4 e) z5 r& c" e4 N1 w7 n 使用空气轴承意味着能够大大延长刀具的寿命。# ^. O: f/ }; E/ C0 s( R- H, c) N 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 : \7 ~1 |0 v. T" n! _& P9 [- Y" g( 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 * ~3 _" b$ U2 _5 r' X$ | 直径0.01的PCB钻孔工具寿命与旋转速度之间的关系j8 e1 {4 L" i* A 4.提高表面光度$ ~: `' {- M& 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。- M3 Q6 ?8 V8 l 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。- d; M$ `* Z5 H' k5 |. c/ x :典型的表面光度: , Q! h. W: v; F 表面研磨——<0.05微米(2微英寸)CLA/ x. ?+ _6 J& f 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 , X5 h# d% h! }" b" l8 V 空气轴承硬度值:3 r6 Q) k, C. @# _6 V$ m ——轴向:达到250牛顿/微米(1,400,000磅/英寸) + E8 N1 p* O2 n7 l9 c ——径向:达到580牛顿/微米(3,300,000磅/英寸)3 r0 b% e: S" G' |1 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。 2 i; o, w' n, g: \- l 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。 " \. Z4 R' Q/ q1 M5 \& G :典型的表面光度:; D1 e& m z1 \' [ 表面研磨——<0.05微米(2微英寸)CLA, \% ]4 R& p" v& I' s, f1 ? 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 0 s) V+ V2 E @+ \7 V' @1 r5 q6 [. M- ? 空气轴承硬度值:) `& M; v, N& m3 p$ o3 A ——轴向:达到250牛顿/微米(1,400,000磅/英寸) 9 q; Z$ x6 V$ [# C ——径向:达到580牛顿/微米(3,300,000磅/英寸)% a/ M: x* O- k+ ^1 Z1 e1 Z C滚动元件轴承和空气轴承的硬度比较 ; S* v9 g. u" I 5.延长轴承寿命 q+ e' g$ w2 r+ X, b/ c% A+ g 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。7 a0 o" w+ ~0 I: K) F h 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。7 \; C9 s$ x1 d6 Q 滚珠轴承和空气轴承寿命的比较+ y; H% v9 F- C% h1 b 6.温度上升缓慢8 r: y. C0 g+ k S1 U 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。 1 y7 f5 v6 i- G 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。: G# z" x: [: n" D 水冷却PCB钻孔主轴在200,000转/分钟的速度时的热成像& K P4 g7 V( h7 P* V/ [ 7.减少保养/ y" U' S' o3 P1 q 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。 ; V+ e3 P: ]" B 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。 / ?3 t6 V0 T8 q 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。 1 l5 Y( e! w$ w; S' Y 典型的空气过滤要求:0.1微米 % P$ L3 H& `5 G1 R* D 8.增大负载能力5 h' y! [8 W4 r0 z; ~) v 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。 + H. q% d4 k7 B3 [& V 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。 . |" Q; a/ m) W8 M, n& u 径向轴承的负载可达500千克。6 o* l: N0 J; e* m3 l a 轴向轴承的负载可达500千克。 6 w; g- W+ O1 R& p 9.降低震动# n" H" `0 U1 U5 y& @$ s 空气主轴运行时,只产生最小幅度的振动和可闻噪音。 , a0 F4 P( z3 K5 u4 k( }& { 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。) L; M9 I2 X) W) o- w% [ 典型的平衡标准:G0.4或者更高。 8 x, x$ r- w5 e9 @ |! z 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)。 ' z3 h' ^& C+ ^ 典型的噪音水平:70~80调整分贝. }- @8 Z* t) n( p2 p8 T* L D1733PCB主轴径向振动与转子速度之间的关系; ~, g, C8 ?$ H5 b# D 10.清洁+ X5 Y5 \7 @9 E( h$ m 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。* p! @3 v& J. w: g" } } 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。 1 m1 B- L4 F. k9 a& k 主轴可以运行的、典型的无尘室标准:100级。 9 [$ Q9 s; L. S; R' q% \4 y 绝对无尘环境 |