【空氣(qi)軸(zhou)承】空氣(qi)軸(zhou)承原理是什(shen)么 空氣(qi)軸(zhou)承的優點有哪些(xie)
空氣軸承原理是什么
空氣(qi)軸承(又稱為氣(qi)浮(fu)軸承)指的是用氣(qi)體(ti)(通常是空氣(qi),但(dan)也有可(ke)能(neng)是其它氣(qi)體(ti))作為潤(run)滑(hua)劑的滑(hua)動(dong)軸承。空氣(qi)比油粘滯性小,耐高溫,無污(wu)染,因而(er)可(ke)用于(yu)高速機器、儀器及放射性裝置中,但(dan)其負荷能(neng)力比油低。 空(kong)(kong)氣(qi)(qi)軸承分為三大類:空(kong)(kong)氣(qi)(qi)靜(jing)壓(ya)(ya)軸承、空(kong)(kong)氣(qi)(qi)動壓(ya)(ya)軸承和擠(ji)壓(ya)(ya)膜(mo)軸承。在一(yi)般(ban)工業中(zhong),空(kong)(kong)氣(qi)(qi)靜(jing)壓(ya)(ya)軸承用得(de)較廣(guang)泛。空(kong)(kong)氣(qi)(qi)軸承是利用空(kong)(kong)氣(qi)(qi)彈性勢能(neng)來起支(zhi)承作用的一(yi)種新型軸承。
空氣軸承的優點有哪些
1、更高精度
空氣軸(zhou)(zhou)承提(ti)供極高的(de)徑向(xiang)(xiang)和軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)旋轉精度(du)。由于(yu)沒(mei)有機(ji)械接觸(chu),磨損(sun)程度(du)降(jiang)到了最低,從而確保精度(du)始終保持穩定。
由于制(zhi)造(zao)結構(gou)的不同,空氣主(zhu)(zhu)軸旋轉時的精確性是(shi)天(tian)生(sheng)具備的。特(te)殊的制(zhi)造(zao)技(ji)術提高了(le)這一(yi)精確性,能夠(gou)提供極(ji)高的旋轉和(he)軸向精度。空氣主(zhu)(zhu)軸的設(she)計是(shi),能夠(gou)在軸向和(he)徑向同時獲得小于0.1微米TIR的旋(xuan)轉精確性。由于旋(xuan)轉的轉子和靜態支撐部(bu)分之間沒(mei)有(you)機械(xie)接觸,所以沒(mei)有(you)磨損產生,從而確保精度始終(zhong)保持穩(wen)定(ding)——制造商使(shi)用統計學加工(gong)控制的一個重要特(te)性。
典型的同步徑(jing)向偏擺值(zhi):<10微(wei)米(mi)(PCB鉆孔(kong)主軸,高(gao)速)
典(dian)型的非(fei)同步徑向(xiang)偏(pian)擺值:<0.025微米(磁盤測試主(zhu)軸(zhou),低速)
D1787高(gao)端PCB主軸的動態偏擺與轉子速度之間的關系
D1640-05磁(ci)盤測試主(zhu)軸的(de)非同步徑向(xiang)偏擺與轉子速度(du)之間的(de)關系
2、高速
空氣(qi)軸承內部的低剪切力,能夠(gou)在(zai)提供極高轉速(su)的同時,將動力損失(shi)降到最低,并使(shi)產生的熱量(liang)非常小(xiao)。轉速(su)可以超過300,000轉(zhuan)/分鐘。
空(kong)氣軸(zhou)承(cheng)(cheng)阻(zu)力較(jiao)低,允許較(jiao)高的(de)(de)(de)速度,并能(neng)同時保持較(jiao)低的(de)(de)(de)振動水平(ping)。摩(mo)擦對空(kong)氣軸(zhou)承(cheng)(cheng)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)阻(zu)礙非(fei)常小,并且,因此(ci)使(shi)得動力損(sun)失和(he)熱(re)量產生(sheng)也非(fei)常小。這使(shi)得轉(zhuan)子能(neng)夠以極高的(de)(de)(de)表面速度運行。有些主軸(zhou)中,較(jiao)高的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)速度會(hui)導致軸(zhou)承(cheng)(cheng)硬(ying)度的(de)(de)(de)增加(jia)——由(you)空氣動(dong)力學和回轉加(jia)勁的特(te)點(dian)導致的。
各個市(shi)場(chang)領域(yu)中目前最高(gao)速(su)西風空氣主軸的圖示
3、增加刀具壽命
使用空(kong)氣軸(zhou)承(cheng)意(yi)味(wei)著能夠大(da)(da)大(da)(da)延(yan)長(chang)刀具的壽命。
較(jiao)低的(de)(de)振動和較(jiao)高的(de)(de)旋(xuan)轉精度,意(yi)味著鉆頭、刀(dao)具、砂輪、和鉆探工具都會有更長的(de)(de)壽命——降低了保養和運行成本。特別地,在PCB鉆(zhan)孔行業(ye)中,目(mu)前(qian)使用的鉆(zhan)針直徑更(geng)小(xiao)至50微米(mi),只有(you)空氣主軸才能以所需的(de)速度(du)運行(xing),以確保刀具的(de)壽命達到(dao)要求(qiu)
砂輪壽命的(de)典型增長:1.5倍(bei)~4倍,取決(jue)于應用領域和砂輪(lun)類型
直徑0.01的PCB鉆孔工具(ju)壽命與旋轉速度之間(jian)的關(guan)系
4、提高表面光度
空氣(qi)主軸(zhou)精(jing)確的(de)、可重復的(de)運動,使(shi)得表明(ming)光度達(da)到了非常出色(se)的(de)程度。
空氣(qi)主軸(zhou)的(de)(de)應用(如:半導(dao)體加工)提供(gong)了(le)流暢的(de)(de)、精確的(de)(de)、可(ke)重(zhong)復的(de)(de)運動——使得表面(mian)光度(du)更佳。與滾珠軸承(cheng)主軸不同(tong),空(kong)氣(qi)(qi)軸承(cheng)提(ti)供(gong)了(le)穩定(ding)的軸承(cheng)硬(ying)度(du),能(neng)夠確保所加工的硬(ying)質材料表面(mian)以下部分的破(po)損(sun)程(cheng)度(du)最小。由(you)于硬(ying)度(du)是由(you)貫穿(chuan)軸承(cheng)的、始終(zhong)如一的空(kong)氣(qi)(qi)流提(ti)供(gong)的,轉子(zi)所經受(shou)的、來自外負載的作用力,在其旋轉時(shi)穩定(ding)的分布在所有點上(shang)。這一特性與研磨時(shi)產生良好的表面(mian)光度(du)息息相關(guan)。
典(dian)型的表面光度:
表(biao)面研(yan)磨——<0.05微米(2微(wei)英寸)CLA
菱形(xing)轉動、或(huo)者飛刀切削丙烯酸樹脂和軟性材(cai)料——<0.012微米(0.5微(wei)英寸)CLA,達(da)到穩(wen)定的光學品質
空氣軸承(cheng)硬(ying)度值:
——軸向:達到250牛頓/微米(mi)(1,400,000磅/英寸)
——徑向:達到580牛頓/微米(3,300,000磅/英寸(cun))
空氣主軸精確的(de)、可重復的(de)運動,使得表(biao)明光(guang)度(du)達到了(le)非常出色(se)的(de)程度(du)。
C滾動元件軸(zhou)(zhou)承和空氣(qi)軸(zhou)(zhou)承的硬度比較
5、延長軸承壽命
由(you)于沒有(you)機(ji)械接觸、并且供給清潔(jie)的空氣(沒有(you)油和水),因此軸承(cheng)的壽命大(da)大(da)延長(chang)了。
軸承內部(bu)沒(mei)有任何金屬(shu)與(yu)金屬(shu)之(zhi)間(jian)的(de)接(jie)觸,如(ru)果供給的(de)空(kong)氣清(qing)潔(jie)、且(qie)沒(mei)有油和水,將(jiang)確保實際(ji)上無限的(de)壽命(ming),此外,由于運行的(de)性(xing)質,空(kong)氣軸承會從軸承尾部(bu)不(bu)斷(duan)排除空(kong)氣,這就形成了阻礙外部(bu)有害污(wu)染物(如(ru):原料碎片、或者切割液)進入的(de)天(tian)然屏(ping)障(zhang)。這增(zeng)加了機器(qi)的(de)利用(yong)率(lv),減(jian)少了停(ting)機時(shi)間(jian),從而提高了整體(ti)的(de)效率(lv)。
滾珠軸(zhou)承(cheng)和空氣軸(zhou)承(cheng)壽命的比較(jiao)
6、溫度上升緩慢
低(di)(di)摩擦,穩定的(de)空氣流、和有效的(de)動力傳送,使溫度上(shang)升(sheng)幅度降到(dao)最低(di)(di)。
由于多種因素(su)(如:低摩擦,穩(wen)定的空氣(qi)流(liu)、和(he)(he)有(you)效的動力傳送),主軸轉(zhuan)子(zi)的熱效應(ying)非常小。此外,特殊材料和(he)(he)結(jie)構(gou)方法的選擇,以及內部的液體冷卻管道,幾乎完全消除了溫度的上升,因此,無需預熱階段。
水冷(leng)卻(que)PCB鉆孔主軸在200,000轉/分鐘的速度時的熱成像
7、減少保養
只需要(yao)極少的保養。對空(kong)氣供給(gei)和(he)冷卻系統的定期(qi)檢查(cha),就是確(que)保完全可靠(kao)性所需完成的全部工作。
通常,對空氣(qi)供給進行定期檢查就足以(yi)確保完全(quan)的軸(zhou)(zhou)承可(ke)靠(kao)性。如(ru)果主(zhu)軸(zhou)(zhou)是在(zai)設計規范限定的條件下(xia)運(yun)行的,主(zhu)軸(zhou)(zhou)擁有很長的運(yun)轉壽命。一(yi)般保養通常包括:確保空氣(qi)和水(shui)供給保持(chi)清(qing)潔,并(bing)達到正確的標準。
注意:將夾(jia)頭或(huo)者其(qi)他支撐裝置安裝到(dao)主軸上,必須遵循特定的保養規定。
典型(xing)的(de)空氣過濾要求:0.1微米
8、增大負載能力
空氣軸(zhou)承能夠支撐很(hen)大的負載,所(suo)以使得它們能夠被應用(yong)于很(hen)多行業的機械工具中(zhong)。
空氣(qi)(qi)軸(zhou)(zhou)承設計能夠具備較(jiao)高(gao)的負載能力、較(jiao)高(gao)的硬度能力、或者(zhe)兩(liang)者(zhe)同(tong)時(shi)兼備。在很多空氣(qi)(qi)軸(zhou)(zhou)承的應用中,主軸(zhou)(zhou)速(su)度相對較(jiao)低(di),因此能夠組成徑向(xiang)和軸(zhou)(zhou)向(xiang)半徑較(jiao)大的軸(zhou)(zhou)承。
9、降低震動
空(kong)氣主(zhu)軸運(yun)行時(shi),只產生(sheng)最小幅度的振動和可聞噪音。
由于達到(dao)了高(gao)度(du)的平衡標準、而且沒有機械接觸,西風空氣(qi)主軸產生的振(zhen)動幅(fu)度(du)和可(ke)聞噪音都是(shi)最小的。
典型的平衡標準:G0.4或者更(geng)高。
典(dian)型的振(zhen)動幅(fu)度:<0.2毫米/秒(低速主軸)。<1.0毫米/秒(高速主(zhu)軸)。
典(dian)型的噪音水平(ping):70~80調整(zheng)分貝
D1733PCB主軸徑向振動與轉子速度之間的(de)關系(xi)
10、清潔
唯(wei)一使用的(de)潤滑劑是空(kong)氣;因此,對(dui)于必須要(yao)求無污染的(de)工件、或者工作(zuo)環境(jing)來說,空(kong)氣軸承技術是理想的(de)。
在從空(kong)(kong)作環境中去除脂(zhi)、油、和油霧后(hou),使用(yong)空(kong)(kong)氣主(zhu)軸(zhou)的(de)(de)條件將保持更加清潔。空(kong)(kong)氣軸(zhou)承對環境不產生反作用(yong),因此(ci),是無塵環境(如(ru):磁盤驅動(dong)器制造)的(de)(de)理想應用(yong)產品。事實上,特(te)殊設計的(de)(de)西風(feng)空(kong)(kong)氣主(zhu)軸(zhou)還能在高度真空(kong)(kong)的(de)(de)條件下使用(yong),如(ru):已經在半導(dao)體(ti)硅晶片制造方面的(de)(de)應用(yong)。
主軸(zhou)可以(yi)運(yun)行的、典(dian)型(xing)的無(wu)塵室標(biao)準:100級,絕對無(wu)塵環境。