空氣軸承
編輯空氣軸承(也稱為空氣靜力軸承或空氣動力軸承)是使用加壓氣體薄膜在表面之間提供低摩擦承載界面的流體軸承。 兩個表面不接觸,從而避免了傳統軸承相關的摩擦、磨損、微粒和潤滑劑處理等問題,并在精確定位(例如無背隙和靜摩擦)以及高速應用中具有明顯優勢 . 航天器模擬器現在最常使用空氣軸承,而 3D 打印機現在用于為 CubeSat 衛星制造基于空氣軸承的姿態模擬器。
空氣動力軸承和空氣靜力軸承之間存在區別,空氣動力軸承通過靜態和運動部件之間的相對運動建立氣墊,其中壓力從外部插入。
氣體軸承主要用于精密機械工具(測量和加工機器)和高速機器(主軸、小型渦輪機械、精密陀螺儀)。
氣體軸承類型
編輯- 空氣靜壓軸承:氣體通過外部加壓(使用壓縮機或壓力罐)并注入軸承的間隙中。 因此,空氣靜力軸承即使在沒有相對運動的情況下也能承受負載,但需要外部氣體壓縮系統,這會在復雜性和能源方面產生成本。
- 空氣動力軸承:氣體由軸承中靜態和移動表面之間的相對速度加壓。 這種軸承是自作用的,不需要壓縮氣體的外部輸入。 但是,機械接觸發生在零速時,需要特別考慮摩擦學以避免過早磨損。
也存在結合了這兩個系列的混合軸承。 在這種情況下,軸承通常以低速供給外部壓縮氣體,然后部分或完全依賴高速時的自加壓效應。
在這兩個技術類別中,氣體軸承根據它們實現的連接類型進行分類:
主要的空氣軸承類型分為以下幾類:
空氣靜壓軸承
加壓氣體在軸承運動部件之間的間隙中充當潤滑劑。 氣墊在運動部件之間沒有任何接觸的情況下承載負載。 通常,壓縮氣體由壓縮機提供。 在間隙中提供氣壓的一個關鍵目標是氣墊的剛度和阻尼達到可能的最高水平。 此外,間隙中的氣體消耗和氣體供應的均勻性對于空氣靜壓軸承的性能至關重要。
向間隙輸送氣體
可以通過幾種不同的方法向空氣靜壓軸承的運動元件之間的界面供應氣體:
- 多孔表面
- 部分多孔表面
- 離散孔口進料
- 槽喂
- 槽進料
沒有單一的最佳方法來喂養電影。 所有方法都有其特定于每個應用程序的優點和缺點。
死體積
死體積特別指存在于傳統空氣靜力軸承中的腔室和通道,以便分布氣體并增加間隙內的壓縮壓力。 多孔(燒結)氣體軸承內的空腔也歸因于死體積。
常規空氣靜壓軸承
對于傳統的單噴嘴空氣靜壓軸承,壓縮空氣通過幾個相對較大的噴嘴(直徑 0.1 – 0.5 毫米)流入軸承間隙。 因此,氣體消耗僅允許一些靈活性,使得軸承的特性(力、力矩、軸承表面、軸承間隙高度、阻尼)只能進行不充分的調整。 然而,為了即使只有一些噴嘴也能實現均勻的氣壓,空氣靜壓軸承制造商采用了構造技術。
這樣做時,這些軸承會產生死體積(不可壓縮,因此空氣體積小)。 實際上,這種死體積對氣體軸承的動態非常有害,會引起自激振動。
單噴嘴空氣靜壓軸承
預壓室由圍繞集中噴嘴的室組成。 通常,這個腔室的比例在軸承表面的 3% 到 20% 之間。 即使腔室深度為 1/100 毫米,死體積也非常高。 在最壞的情況下,這些空氣軸承由凹形軸承表面而不是腔室組成。
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