流體軸承
編輯流體軸承是一種軸承,其載荷由軸承表面之間的快速移動的加壓液體或氣體薄層支撐。由于運動部件之間沒有接觸,因此沒有滑動摩擦,使流體軸承比許多其他類型的軸承具有更低的摩擦、磨損和振動。因此,如果操作正確,一些流體軸承的磨損可能接近于零。
它們可以大致分為兩類:流體動力軸承(也稱為流體動力軸承)和流體靜力軸承。靜壓軸承是外部加壓的流體軸承,其中的流體通常是油、水或空氣,加壓是由泵完成的。流體動力軸承依靠軸頸的高速(軸的一部分靠在流體上)來對面之間楔形中的流體加壓。流體軸承經常用于高負載、高速或高精度應用,在這些應用中,普通滾珠軸承壽命短或會引起高噪音和振動。它們也越來越多地用于降低成本。例如,硬盤驅動器電機流體軸承比它們所替代的滾珠軸承更安靜、更便宜。應用非常廣泛,甚至可以用于復雜的幾何形狀,例如絲杠。
操作特點
編輯與具有類似額定載荷的其他軸承相比,流體軸承可以相對便宜。軸承可以像兩個帶有密封件的光滑表面一樣簡單,以保持在工作流體中。相比之下,傳統的滾動軸承可能需要許多形狀復雜的高精度滾子。靜壓軸承和許多氣體軸承確實具有外部泵的復雜性和費用。
大多數流體軸承幾乎不需要維護,壽命幾乎無限。傳統的滾動軸承通常壽命較短,需要定期維護。泵送流體靜力和空氣靜力(氣體)軸承設計保持低摩擦至零速并且不需要遭受啟動/停止磨損,前提是泵不會發生故障。
流體軸承通常具有非常低的摩擦——遠好于機械軸承。流體軸承中摩擦的一個來源是流體的粘度,導致動態摩擦隨著速度的增加而增加,但靜摩擦通常可以忽略不計。即使在非常高的速度下,靜壓氣體軸承也是摩擦力最低的軸承之一。然而,較低的流體粘度通常也意味著流體從軸承表面泄漏得更快,因此需要增加泵的動力或密封件的摩擦。
當滾子或球承受重載時,流體軸承的間隙在負載下的變化比機械軸承小(“更硬”)。與xxx設計載荷一樣,軸承剛度似乎是平均流體壓力和軸承表面積的簡單函數。在實踐中,當軸承表面被壓在一起時,流體流出受到限制。這顯著增加了軸承面之間的流體壓力。由于流體軸承面可能比滾動面大,即使很小的流體壓力差也會引起很大的恢復力,從而保持間隙。
但是,在輕載軸承(例如磁盤驅動器)中,典型的滾珠軸承剛度約為10^7MN/m。類似的流體軸承的剛度約為10^6MN/m。因此,一些流體軸承,特別是靜壓軸承,特意設計為預加載軸承以增加剛度。
流體軸承通常會固有地增加顯著的阻尼。這有助于減弱軸頸軸承陀螺頻率下的共振(有時稱為錐形或搖擺模式)。
制造原子級光滑和圓潤的機械軸承是非常困難的;機械軸承在高速運轉時因向心力而變形。相比之下,流體軸承會自我修正微小的缺陷和輕微的變形。
流體軸承通常比滾動軸承更安靜、更平滑(摩擦更一致)。例如,采用流體軸承制造的硬盤驅動器的軸承/電機噪聲額定值為20–24dB,這比安靜房間的背景噪聲稍高。基于滾動軸承的驅動器的噪音通常至少為4dB。
流體軸承可以用比球軸承或滾動元件軸承更低的NRRO(不可重復跳動)制成。這在現代硬盤驅動器和超精密主軸中至關重要。
流體軸承的缺點
- 軸承必須保持壓力以防止磨損,靜壓型軸承在減壓時可能完全不動。
- 與滾珠軸承相比,總體功耗通常更高。
- 功耗和剛度或阻尼隨溫度變化很大,這使得流體軸承在寬溫度范圍情況下的設計和操作變得復雜。
- 許多類型的流體軸承在沖擊情況下或供應壓力意外損失下會發生災難性的卡死。滾珠軸承逐漸惡化并提供聲學癥狀。
- 與球軸承中的保持架頻率振動一樣,半頻渦動是一種軸承不穩定性,會產生偏心進動,從而導致性能不佳和壽命縮短。
- 流體泄漏;將流體保持在軸承中對于液體類型可能是一個挑戰,在某些情況下可能需要真空回收和過濾。
- 在漏油可能具有破壞性或維護不經濟的環境中,油液軸承是不切實際的。
- 流體軸承“軸瓦”通常必須成對或三重使用,以避免軸承傾斜和從一側丟失流體。
- 與無脂機械軸承不同,流體軸承不能在某些專業科學研究應用所需的極低溫度下運行。
內容由匿名用戶提供,本內容不代表www.gelinmeiz.com立場,內容投訴舉報請聯系www.gelinmeiz.com客服。如若轉載,請注明出處:http://www.gelinmeiz.com/125381/