什么是空氣軸承

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空氣軸承（牧風科技  www.umhu.com）
　　空氣軸承（又稱為氣浮軸承）指的是用氣體（通常是空氣，但也有可能是其它氣體）作為潤滑劑的滑動軸承。空氣比油粘滯性小，耐高溫，無污染，因而可用于高速機器、儀器及放射性裝置中，但其負荷能力比油低。
　　空氣軸承優點
; L1 \+ I7 V. a. V* y7 A$ l　　1.更高精度
　　空氣軸承提供極高的徑向和軸向旋轉精度。由于沒有機械接觸，磨損程度降到了最低，從而確保精度始終保持穩定。
　　由于制造結構的不同，空氣主軸旋轉時的精確性是天生具備的。特殊的制造技術提高了這一精確性，能夠提供極高的旋轉和軸向精度。空氣主軸的設計是，能夠在軸向和徑向同時獲得小于0.1微米TIR的旋轉精確性。由于旋轉的轉子和靜態支撐部分之間沒有機械接觸，所以沒有磨損產生，從而確保精度始終保持穩定——制造商使用統計學加工控制的一個重要特性。
　　典型的同步徑向偏擺值：<10微米（PCB鉆孔主軸，高速）
　　典型的非同步徑向偏擺值：<0.025微米（磁盤測試主軸，低速）
　　D1787高端PCB主軸的動態偏擺與轉子速度之間的關系
　　D1640-05磁盤測試主軸的非同步徑向偏擺與轉子速度之間的關系
　　2. 高速
& y) H! s. s% Z0 _　　空氣軸承內部的低剪切力，能夠在提供極高轉速的同時，將動力損失降到最低，并使產生的熱量非常小。轉速可以超過300,000轉/分鐘。
7 T/ k# z+ a4 ?, [+ i  @  e2 \; C: R0 B　　空氣軸承阻力較低，允許較高的速度，并能同時保持較低的振動水平。摩擦對空氣軸承旋轉的阻礙非常小，并且，因此使得動力損失和熱量產生也非常小。這使得轉子能夠以極高的表面速度運行。有些主軸中，較高的旋轉速度會導致軸承硬度的增加——由空氣動力學和回轉加勁的特點導致的。
　　各個市場領域中目前最高速西風空氣主軸的圖示
　　3.增加刀具壽命
2 _7 ?- d1 l+ r/ a　　使用空氣軸承意味著能夠大大延長刀具的壽命。
% N+ O( `# j7 X　　較低的振動和較高的旋轉精度，意味著鉆頭、刀具、砂輪、和鉆探工具都會有更長的壽命——降低了保養和運行成本。特別地，在PCB鉆孔行業中，目前使用的鉆針直徑更小至50微米，只有空氣主軸才能以所需的速度運行，以確保刀具的壽命達到要求
, ]0 W' r2 j( ~7 s　　砂輪壽命的典型增長：1.5倍～4倍，取決于應用領域和砂輪類型
, G& W" }/ k  O+ j' W; P+ X　　直徑0.01的PCB鉆孔工具壽命與旋轉速度之間的關系
　　4.提高表面光度
　　空氣主軸精確的、可重復的運動，使得表明光度達到了非常出色的程度。
0 A' b3 N5 v8 ^0 q( f- b　　空氣主軸的應用（如：半導體加工）提供了流暢的、精確的、可重復的運動——使得表面光度更佳。與滾珠軸承主軸不同，空氣軸承提供了穩定的軸承硬度，能夠確保所加工的硬質材料表面以下部分的破損程度最小。由于硬度是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的，轉子所經受的、來自外負載的作用力，在其旋轉時穩定的分布在所有點上。這一特性與研磨時產生良好的表面光度息息相關。
　　:典型的表面光度：
. A  B' X' j' J: j* \　　表面研磨——<0.05微米（2微英寸）CLA
　　菱形轉動、或者飛刀切削丙烯酸樹脂和軟性材料——<0.012微米（0.5微因存）CLA，達到穩定的光學品質
8 M9 z* J% V3 h5 q　　空氣軸承硬度值：
3 f& J! @. q8 p% V/ l0 {' z　　——軸向：達到250牛頓/微米（1,400,000磅/英寸）
　　——徑向：達到580牛頓/微米（3,300,000磅/英寸）
　　空氣主軸精確的、可重復的運動，使得表明光度達到了非常出色的程度。
　　空氣主軸的應用（如：半導體加工）提供了流暢的、精確的、可重復的運動——使得表面光度更佳。與滾珠軸承主軸不同，空氣軸承提供了穩定的軸承硬度，能夠確保所加工的硬質材料表面以下部分的破損程度最小。由于硬度是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的，轉子所經受的、來自外負載的作用力，在其旋轉時穩定的分布在所有點上。這一特性與研磨時產生良好的表面光度息息相關。
　　:典型的表面光度：
5 }8 i% A- B# y4 @　　表面研磨——<0.05微米（2微英寸）CLA
5 k4 \) u7 G: v( Z4 i- u6 W6 q' @　　菱形轉動、或者飛刀切削丙烯酸樹脂和軟性材料——<0.012微米（0.5微因存）CLA，達到穩定的光學品質
　　空氣軸承硬度值：
8 `* [- f5 R& Y) D. Q0 U　　——軸向：達到250牛頓/微米（1,400,000磅/英寸）
　　——徑向：達到580牛頓/微米（3,300,000磅/英寸）
+ Q+ f0 R) i) P2 i; M　　C滾動元件軸承和空氣軸承的硬度比較
　　5.延長軸承壽命
　　由于沒有機械接觸、并且供給清潔的空氣（沒有油和水），因此軸承的壽命大大延長了。
) D8 d$ ?) s( e- B( K/ F0 p6 a　　軸承內部沒有任何金屬與金屬之間的接觸，如果供給的空氣清潔、且沒有油和水，將確保實際上無限的壽命，此外，由于運行的性質，空氣軸承會從軸承尾部不斷排除空氣，這就形成了阻礙外部有害污染物（如：原料碎片、或者切割液）進入的天然屏障。這增加了機器的利用率，減少了停機時間，從而提高了整體的效率。
　　滾珠軸承和空氣軸承壽命的比較
" J( T) l; b4 ]6 i' c! g) h- \　　6.溫度上升緩慢
1 b8 K4 _6 D1 T" i　　低摩擦，穩定的空氣流、和有效的動力傳送，使溫度上升幅度降到最低。
　　由于多種因素（如：低摩擦，穩定的空氣流、和有效的動力傳送），主軸轉子的熱效應非常小。此外，特殊材料和結構方法的選擇，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。
( v; m/ Z: [0 @! v7 z　　水冷卻PCB鉆孔主軸在200,000轉/分鐘的速度時的熱成像
( l* j5 E4 c" p" a# E　　7.減少保養
, y9 a! P& T+ ~# [: N' v6 C　　只需要極少的保養。對空氣供給和冷卻系統的定期檢查，就是確保完全可靠性所需完成的全部工作。
" f- o( C  v' ?; r9 ^　　通常，對空氣供給進行定期檢查就足以確保完全的軸承可靠性。如果主軸是在設計規范限定的條件下運行的，主軸擁有很長的運轉壽命。一般保養通常包括：確保空氣和水供給保持清潔，并達到正確的標準。
3 Q2 @, a8 }3 r& N( ^　　注意：將夾頭或者其他支撐裝置安裝到主軸上，必須遵循特定的保養規定。
　　典型的空氣過濾要求：0.1微米
　　8.增大負載能力
/ o& Y: \- |0 K$ n8 b9 R　　空氣軸承能夠支撐很大的負載，所以使得它們能夠被應用于很多行業的機械工具中。
6 b- F+ I% f# C6 b# f; N% w( v　　空氣軸承設計能夠具備較高的負載能力、較高的硬度能力、或者兩者同時兼備。在很多空氣軸承的應用中，主軸速度相對較低，因此能夠組成徑向和軸向半徑較大的軸承。
　　徑向軸承的負載可達500千克。
2 P5 D, v( G5 u' E3 h" y　　軸向軸承的負載可達500千克。
　　9.降低震動
　　空氣主軸運行時，只產生最小幅度的振動和可聞噪音。
　　由于達到了高度的平衡標準、而且沒有機械接觸，西風空氣主軸產生的振動幅度和可聞噪音都是最小的。
) _+ l7 \, t4 D, Z: J# i9 q& D　　典型的平衡標準：G0.4或者更高。
, Z9 `8 p  p9 l- \( U% p　　典型的振動幅度：<0.2毫米/秒（低速主軸）。<1.0毫米/秒（高速主軸）。
5 U3 d# j, C- n* z$ b　　典型的噪音水平：70～80調整分貝
　　D1733PCB主軸徑向振動與轉子速度之間的關系
　　10.清潔
　　唯一使用的潤滑劑是空氣；因此，對于必須要求無污染的工件、或者工作環境來說，空氣軸承技術是理想的。
* [3 L$ [1 E( z$ p0 u1 i　　在從空作環境中去除脂、油、和油霧后，使用空氣主軸的條件將保持更加清潔。空氣軸承對環境不產生反作用，因此，是無塵環境（如：磁盤驅動器制造）的理想應用產品。事實上，特殊設計的西風空氣主軸還能在高度真空的條件下使用，如：已經在半導體硅晶片制造方面的應用。
) p- C7 z% t3 t5 s　　主軸可以運行的、典型的無塵室標準：100級。
. Y0 z! Q7 L9 p+ D! {　　絕對無塵環境
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孟賢海

學習了！真是好東東

850713

學習了。長見識了