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各类轴承特点和用途
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问答题简答题简述空气静压轴承的优缺点。
优点：回转精度高、转速高，可达100，000r/min；转动平稳，几乎没有振动，因为完全空气润滑；不发热，即使在高速下，温升很小......
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1.问答题 优点：回转精度高、转动平稳、承载能力高。主要用于大型超精密加工机床。缺点：高速下，油温升高造成热变形，影响主轴......2.问答题
止推轴承受力与轴的中心线平行；径向轴承的受力与轴的中心线垂直。
在主轴空载手动或机动低速旋转情况下，在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、端面跳动和轴向窜动的大小。
滚动轴承；液体静压轴承；空气静压轴承。
能高速旋转；高回转精度、高刚度、高稳定性、寿命长；主轴本身及其驱动系统振动极小；发热少，且热平衡性能好；维护保养方便。气体润滑轴承_百度百科
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气体润滑轴承
气体润滑轴承用气体作润滑剂的滑动轴承。最常用的气体润滑剂为空气，根据需要也可用氮、氩、氢、氦或二氧化碳等。气体润滑轴承形成承载气膜的机理与液体润滑轴承相同。
气体润滑轴承概述
气体润滑轴承是用气体作为润滑剂的滑动轴承。它利用气体的传输性
气体润滑轴承
(扩散性、粘性和热传导性)、吸附性和可压缩性，使之在摩擦副之间，在流体动压效应、静压效应和挤压效应的作用下，形成一层完整气膜，具有支承载荷、减少摩擦的功能。
用气体作润滑剂的滑动轴承。最常用的气体润滑剂为空气，根据需要也可用氮、氩、氢、氦或二氧化碳等。在气体压缩机、膨胀机和循环器中，常以工作介质作为润滑剂。气体轴承可用于纺织机械、电缆机械、仪表机床、陀螺仪、高速离心分离机、牙钻、低温运转的制冷机、氢膨胀机和高温运转的气体循环器等。
气体润滑轴承气体轴承特点
①摩阻极低：由于气体粘度比液体低得多，在室温下空气粘度仅为10号机械油的五千分之一,而轴承的摩阻与粘度成正比,所以气体轴承的摩阻比液体润滑轴承低。 ②适用速度范围大：气体轴承的摩阻低，温升低，在转速高达5万转/分时,其温升不超过20～30℃，转速甚至有高达130万转/分的。气体静压轴承还能用于极低的速度，甚至零速。
③适用温度范围广：气体能在极大的温度范围内保持气态，其粘度受温度影响很小(温度升高时粘度还稍有增加，如温度从20℃升至100℃,空气粘度增加23%),因此,气体轴承的适用温度范围可达-265℃到1650℃。
④承载能力低：动压轴承的承载能力与粘度成正比，气体动压轴承的承载能力只有相同尺寸液体动压轴承的千分之几。由于气体的可压缩性，气体动压轴承的承载能力有极限值，一般单位投影面积上的载荷只能加到0.36兆帕。
⑤加工精度要求高:为提高气体轴承的承载能力和气膜刚度,通常采用比液体润滑轴承小的轴承间隙(小于0.015毫米)，需要相应地提高零件精度。
气体润滑轴承气体润滑轴承的类型
气体润滑轴承一般分为气体动压轴承、气体静压轴承和气体挤压轴承3种类型。实际轴承的润滑状态常常以动、静压，动、挤压，静、挤压及动、静、挤压混合润滑状态形式存在。气体润滑轴承形成承载气膜的机理与液体润滑轴承相同，故也分为气体动压轴承和气体静压轴承。按承受载荷的方向不同，又可分为气体径向轴承、气体推力轴承和气体径向推力组合轴承。气体动压轴承是利用气体在楔形空间产生的流体动压力来支承载荷的。常在轴颈或轴瓦的表面做出浅螺纹槽，利用槽的泵唧作用提高承载能力。图1 [气体动压螺旋槽推力轴承]为气体动压螺旋槽推力轴承。气体静压轴承(图2 [气体静压轴承])的供气压力一般不超过0.6兆帕。气体通过供气孔进入气室，然后分数路流经节流器进入轴承和轴颈的间隙，再从两端流出轴承，在间隙内形成支承载荷的静压气膜。气体静压轴承的内孔表面一般不开气腔，以增大气膜刚度，提高稳定性。
气体润滑轴承气体润滑轴承的特性
气体润滑轴承优点
(1)速度高　
小型氦涡轮膨胀机转速已达650 000r/min，线速度为238m/s，按dn值计算已达到455x106mm·r/min。
(2)精密度高　
气膜具有误差匀化作用，其精度比滚动轴承高两个数量级，而且振动小，噪声低。
(3)摩擦损耗小　
气体粘度仅为润滑油粘度的千分之一，所以气膜内摩擦引起的摩擦转矩比油膜的低三个数量级。
(4)适用温度范围宽，能抗原子辐射　
耐高温可达300—500℃，温度低到10K气体轴承仍能工作。
(5)无污染　
润滑气体一般为空气或惰性气体，排放到大气不产生污染。轴承的振动小、噪声低，对环境也不构成污染。
气体静压轴承无金属直接接触，理论寿命为无限长。考虑其他条件限制，一般应在104h以上。动压气体轴承启停瞬间存在金属间摩擦，寿命受一定影响，但也在3000h以上。
气体润滑轴承缺点
(1)承载能力低
气体润滑轴承与同类油润滑轴承比，承载能力约低1～2个数量级。按单位面积承载能力，油润滑轴承一般为(0．5～2)MPa，而气体润滑轴承则只有(0．02～0．04)MPa。
(2)可靠性差
一方面是气体润滑轴承容易失稳，出现常见的气锤振动及涡动不稳定现象。另一方面是气体润滑轴承卡滞、抱轴或咬死现象也时有发生。
(3)需要的制造精度高，造价昂贵
因气膜很薄，一般在几微米到几十微米之间，所以对零件制造精度要求较高，提高了造价。另外，有加工螺旋槽、节流小孔和多孔质材料等特殊工艺要求，增加了制造难度和费用。
(4)要求工作条件苛刻
气体润滑轴承需要高清洁度的工作环境及严格遵守操作规程，以确保轴承正常工作，不发生意外。为此，一定程度地限制了它的广泛应用和商品化。
气体润滑轴承气体润滑轴承的应用
气体润滑轴承在机床中的应用实例：气体润滑轴承在机床中主要用于主轴支承，包括工件轴、刀具轴、砂轮轴等。机床主轴轴承一般采用气静压轴承和动静压混合轴承两种。小型高速主轴也可采用波箔轴承。气体静压轴承在机床中应用最多，其中以小孔节流和环面节流轴承最为普遍。多孔质气体静压轴承近年来越来越多地被用于机床主动静压混合润滑轴承。浮环动静压气体轴承是近年来新开发的高速气体润滑轴承，用于高速主轴支承很有前景。超高速空气轴承内圆磨头目前的磨削速度已可实现小孔和微小孔的精密磨削。采用空气轴承使机床的加工精度提高了2—3个数量级，可实现精密镜面加工。
气体润滑轴承工艺与原理
气体润滑轴承特殊生产工艺
由于特殊生产工艺的要求，工矿企业的某些关键设备在极为恶劣的工况
气体润滑轴承
下运行。由于设备重、环境温度高，粉尘大或空气中含酸性腐蚀气体CO，SO2等，对设备的润滑带来很多问题，摩擦磨损严重，截止目前为止，国内上述企业大部分仍沿用传统的油、脂润滑，而事实上这些工矿条件已超出了油、脂润滑的范围，极易发生轴承及其他摩擦副的咬伤或咬死，引起严重的零件磨损和损坏，经常性地导致设备停运。为了生产连续运行，除在原始设计上要求安装多台设备轮修外，还须投入大量维修人员。严重地限制着生产率的提高，备品备件和能源消耗极大，已成为发展生产的重要障碍。汽车制造、水泥生产、石油化工等企业都提出了提供复杂工况条件下特种润滑材料要求。为此，对镶嵌式自润滑复合材料研究，在材料配方和制备工艺上突出自身特色，材料性能已达到了国际先进水平，为企业解决了特殊工况下的润滑问题，并带来了明显的经济和社会效益。但由于多种原因国内更多的企业尚未采用，上述状况依然存在。
气体润滑轴承关键技术原理
镶嵌式自润滑轴承采用的复合材料是一种新型的抗极压固体润滑材料，由金属底材与嵌入底材的孔或槽中的固体润滑剂膏体构成。在摩擦过程中金属底材承担了绝大部分负荷。经摩擦，孔或槽中的固体润滑剂向摩擦面转移或反转移，在摩擦面上形成润滑良好、牢固附着并均匀覆盖的固体转移膜，大幅度降低了摩擦磨损。随摩擦的进行，嵌入的固体润滑剂不断提供于摩擦面，保证了长期运行时对摩擦副的良好润滑。
气体润滑轴承水润滑轴承详细参数
一，P117系列止推轴承成本低廉，强度耐磨性一般，适合做各种潜水
气体润滑轴承
电泵的上止推轴承。
二，COP系列止推轴成本价较低，适合做小功率低扬程潜水电泵的下止推轴承（止推轴承外径85mm以上，功率11km扬程65m以下）
三，聚四氟乙烯系列止推轴承成本适中，是目前潜水电泵使用的主流产品，适合做中高扬潜水电泵的下止推轴承。
四，S299高强度止推轴承成本较高，适合做大功率高扬程潜水电泵的下止推轴承。
五，S299B高强止推轴承
六，S299G高耐磨高耐压目前高科技产品
七，M120H系列石墨烧结轴承（石墨烧结浸渍环氧树脂）成本较低，适合做18.5KW以下各种潜水电泵的导向轴承。
八，M120B系列石墨烧结轴承（石墨烧结浸渍巴氏合金）成本较高，18.5KW以上各种潜水电泵的导向轴承及各种大功率，高扬程潜水电泵的下止推轴承。
九，M102B（石棉铁）成本较高，适合做18.5KW以上潜水电泵的导向轴承。
气体润滑轴承总结
气体润滑轴承可用于纺织机械、电缆机械、仪表机床、陀螺仪、高速离心分离机、牙钻、低温运转的制冷机、氢膨胀机和高温运转的气体循环器等。
早在1854年，法国人G.A.伊恩就提出过用气体作润滑剂的设想。1896年第一个空气轴承问世。1913年英国人W.J.哈里森发表气体润滑轴承流体动力学分析的论文。50年代以来，气体轴承的应用逐步扩大，并受到广泛和深入的研究。
气体轴承有以下特点。①摩阻极低：由于气体粘度比液体低得多，在室温
气体润滑轴承
下空气粘度仅为10号机械油的五千分之一,而轴承的摩阻与粘度成正比,所以气体轴承的摩阻比液体润滑轴承低。②适用速度范围大：气体轴承的摩阻低，温升低，在转速高达5万转/分时,其温升不超过20～30℃，转速甚至有高达 130万转/分的。气体静压轴承还能用于极低的速度，甚至零速。③适用温度范围广：气体能在极大的温度范围内保持气态，其粘度受温度影响很小（温度升高时粘度还稍有增加，如温度从20℃升至100℃,空气粘度增加23%）,因此,气体轴承的适用温度范围可达-265℃到1650℃。④承载能力低：动压轴承的承载能力与粘度成正比，气体动压轴承的承载能力只有相同尺寸液体动压轴承的千分之几。由于气体的可压缩性，气体动压轴承的承载能力有极限值，一般单位投影面积上的载荷只能加到0.36兆帕。⑤加工精度要求高:为提高气体轴承的承载能力和气膜刚度,通常采用比液体润滑轴承小的轴承间隙(小于 0.015毫米)，需要相应地提高零件精度。
气体润滑轴承形成承载气膜的机理与液体润滑轴承相同，故也分为气体动压轴承和气体静压轴承。按承受载荷的方向不同，又可分为气体径向轴承、气体推力轴承和气体径向推力组合轴承。气体动压轴承是利用气体在楔形空间产生的流体动压力来支承载荷的。常在轴颈或轴瓦的表面做出浅螺纹槽，利用槽的泵唧作用提高承载能力。图1为气体动压螺旋槽推力轴承。气体静压轴承（图2）的供气压力一般不超过 0.6兆帕。气体通过供气孔进入气室，然后分数路流经节流器进入轴承和轴颈的间隙，再从两端流出轴承，在间隙内形成支承载荷的静压气膜。气体静压轴承的内孔表面一般不开气腔，以增大气膜刚度，提高稳定性。
制造气体轴承的材料有工具钢、青铜、钨钴钼合金、粉末冶金多孔材料、陶瓷和工程塑料等。空气轴承的性能与优点_HGF华工轴承_新浪博客
空气轴承的性能与优点
空气轴承的性能与优点
对于直线,高速,或高分辨率,空气轴承可能是你正在寻找的解决方案。
大多数移动应用使用机械轴承指导。然而,有许多情况,其中精度,角重复性和几何性能必须是最佳的,或亚微米轴承隆隆是有问题的。空气轴承报价在精确定位独特的优势,如缺乏间隙和无静摩擦。
摩擦传动和轴承技术是具有纳米级的分辨率,可重复性和导向精度无振动精度运动的先决条件。有几种方法来实现无摩擦的运动。压电驱动器和柔性指导工作做好了短行程的范围一般小于1毫米。另一个原则是基于磁悬浮(磁浮轴承)。这些运动系统在控制方面比较复杂,专为多轴运动控制应用。对于长行程范围最成熟的解决方案包括电磁直线和扭矩电机驱动空气轴承。
承载空气阶段是浮在气垫旋转或线性定位器,使用几种预紧机制之一,从而几乎消除了机械接触,并且反过来,磨损,摩擦和滞后作用。它们提供最大化吞吐量,同时还提供了比传统轴承更高的精度,尤其是对于多轴运动。这是因为,XY台可设计与一个基地,而不是通过用累积误差堆叠各个阶段。
一个三电机平面XY空气轴承阶段为用户提供主动偏航控制。 (PI提供)
空气轴承的优点
配套使用的运动控制应用空气轴承阶段的最常见的因素是:
无摩擦高性能定位
一个直接驱动电机和高分辨率编码器可以在一个线性应用由空气轴承所支撑的移动台车定位到1nm以内,或者在旋转的应用0.1弧秒以内。缺乏摩擦和机械接触的装置存在最小迟滞或反转错误。其结果是,它是高度可重复的和理想的许多检查和制造操作,诸如平板检测,半导体计量,和激光加工。空气轴承几乎完全消除了静摩擦力,提高分辨能力,并降低到位“狩猎”(限循环)。此外,一些基本的编码器计数内的位置可重复性是可能的。压电柔性引导阶段,可以实现类似的精度,但在更小的范围内旅游。磁悬浮是另一种选择。
速度稳定性和扫描
惯性传感器测试,断层,晶圆扫描和表面轮廓要求在严格控制的速度连续运动。这些类型的实验和过程是由空气轴承系统,因为缺乏机械轴承元件意味着没有什么可以在平稳可控的速度(稳定性优于0.01%)的方式获得最好的服务。
非常低误差运动由于表面平均效应
空气轴承提供高精确度,因为不仅组件具有非常严格的公差制造,但也因空气薄膜的平均效果。线性空气轴承阶段有非常平直。俯仰,滚转和偏航误差,每100毫米的行程大约1弧秒。旋转平台实现倾斜(摆动)中的错误为0.1?1弧秒的范围内。
此外,一个空气轴承的角性能是可重复的。用于制造和测量,这意味着相同的处理的非常高的可重复性,并补偿理想轨迹的偏差的可行性。考虑到目前的半导体部件公差接近单位数纳米,并在最近的汽车发动机甚至一些部件需要超越亚微米的精度,这种类型的性能保证从精密加工到光学检测应用重复部分的质量和测量的可靠性。
空气轴承的表面平均化效果提高运动的直线/平整度,并减少高频轴承隆隆声。
压电驱动挠性平台和执行器能够满足众多高精度定位应用。然而,这些设计通常限于行进几毫米。空气轴承的线性阶段,可用于在25毫米以上的旅行。制造商如玛格INSTRUMENTE(PI)提供的旅行直线空气轴承达一米,并能提供更长的定制设计长度。
摆免费或高速旋转运动
回转式空气轴承,能够提供高精度的旋转运动。径向,轴向和摆动误差运动通常比什么是可能与大多数机械轴承解决方案小10倍。另外,由于不存在辊子元件的旋转运动更平滑。
旋转定位阶段,一般能达到的速度可达600
RPM,而在更高速度的应用中使用空气轴承主轴最多可以旋转10万转多。安装有表的平面旋转轴承设计可在水平(即,转盘)或垂直方向工作,以适应从光学测试或加工应用。
最低的维护
空气轴承无需定期维护程序或润滑。此外,该系统是高度稳定的,无磨损的效果,性能特性不应该超过该系统的寿命变化。存在用于重新校准定位精度没有必要,这可以是这种情况时,机械轴承磨损随着时间的推移而失去导向精度。移动电缆和软管经常在空气轴承系统的唯一的磨损项。
空气轴承清洁度
因为空气轴承无磨损,它们产生几乎没有微粒。这使它们非常适合洁净室应用,如光学检查,晶圆检测,生物医药研究,平板显示器检查。对于非常干净的应用,空气轴承可以操作使用99.9%的纯氮气。
球形空气轴承可以模拟零重力来维持高精度的定位。 (纳尔逊航空提供)
精确的动力控制和传感
当与直驱电机和音圈加上空气轴承几乎无摩擦。他们是理想的微纳牛顿力控制应用。此类应用可以包括拾放细腻的物品,材料测试,和坐标测量。
非导电环境
空气轴承并不适合于所有操作环境:
&真空环境:虽然不是不可能在真空操作空气轴承,这是具有挑战性的。真空应用一般应避免;代替使用基于机械轴承,磁悬浮或挠曲导向系统阶段。
&脏,尘土飞扬的应用:用于空气轴承的应用往往是干净的环境。避免出现重大量的灰尘,污垢,碎屑和液体存在的应用程序。
&不可用压缩空气或氮气:空气轴承需要清洁的压缩空气或氮气的连续供应。
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