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气体润滑轴承的优缺点及应用


[中华轴承网] 2020/4/27 作者:中华轴承网

气体润滑轴承的优点:

(1)极小的粘度及摩擦力。根据流体力学,气体的粘度只用润滑油的千分之一,因此其摩擦力也随,之较低,一般在工程应用中其摩擦力及带来的发热与温升常忽略不计。同时它可以应用于低速运动中而不产生爬行现象。

(2)精度高且精度保持性好。气体较润滑油的压缩性好,可以均匀的补偿零件表面的加工误差,使气体轴承或导轨的工作误差大概只有加工误差的四分之一。

(3)工作环境的适应性好。由于温度对气体的粘度影响较小,故气体润滑轴承较普通轴承的工作温度范围要广的多,可以说气体润滑轴承的工作温度范围取决于轴承材料所能承受的温度。气体润滑轴承采用的润滑介质为气体,在使用过程中不会对设备及工作环境造成污染,在核反应辅助设备以及医疗器械中尤为重要。

(4)工作稳定性好。气体润滑轴承在使用基本无磨损或极小磨损,所以减少了其维护工作。是整个系统的稳定性有一-定帮助。

气体润滑轴承的缺点:

(1)承载能力、刚度低。然而随着研究工作的不断进行,其承载能力及刚度得到了改。英国所研制径向空气轴承的刚度已达到876N/ um,止推轴承的刚度已达2630N/ um。其足以满足超精加工。

(2)对空气质量要求较高。在供气之前需要对气体进行过滤杂质、干燥等工作,以防堵塞空隙。

(3)对承载面的表面质量及行位公差要求较高。例如其粗糙度要小于100μm。

(4)易产生自激涡动。

气体润滑轴承的应用:

(1)应用于高精度测量仪器。随着超精密加的发展,同时测量仪器也不断发展从而满足精密件的测量要求。测量仪器的工作精度很大部分取决于运动部件的运动精度。气体轴承在惯性导航仪中的应用,正式开启了气体润滑轴承在精密测量仪器中的应用。三坐标主轴及导轨,圆度仪摩擦力矩仪主轴及导轨,从60年代末就采用气体润滑轴承支撑,其精度提高1~2个数量级。德国FAG轴承公司的大型测量仪器和工作台已系列采用气浮轴承和气浮导轨。

(2)应用于超精密加工中。高的加工精度依赖于工作精度高机床。一台机床加工精度取决于高旋转精度及高转速的主轴,还有直线度极高无爬行的导轨以及微进给机构。从美国Y-12厂所制造的Duqont1#、Duqont2#超精加工机床采用了石墨空气轴承起气体润滑轴承在超精机械中得到广泛应用。

(3)其他行业中的应用。在电子计算机行业中制造大规模集成电路的工作台中采用了空气轴承;在医疗器械中应用于高速牙钻中,同时在纺织机械及食品机械甚至核工业都有应用,足见气体润滑轴承应用之广泛。

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