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在軸承類型中，我們是否聽過：氣體軸承，空氣軸承，氣浮軸承，這些類似的詞語，說白了，這都是一類軸承，也就是說一個軸承好幾個名字的那種。這類軸承我們常見于電子計(jì)算機(jī)、高速離心分離器、儀表機(jī)床、紡織機(jī)械、電流機(jī)械、陀螺儀、低溫運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷機(jī)、氫膨脹機(jī)和高溫運(yùn)轉(zhuǎn)的氣體循環(huán)器等中。
氣體軸承的介紹：
氣體軸承是指借助于軸承滑動副表面之間形成的壓力氣膜將負(fù)荷支撐起來的軸承，工作時滑動副表面之間完全由氣膜分開。由于兩個相對運(yùn)動部件之間有一層氣膜，其中一個處于“懸浮”狀態(tài)，因此也被稱為氣浮軸承。
氣體軸承屬于滑動軸承中之流體滑動軸承，工作時為流體潤滑狀態(tài)，其潤滑介質(zhì)為氣體（通常是空氣，也可能是其它氣體，比如氮?dú)?、二氧化碳等。由于多為壓縮空氣，所以也稱空氣軸承）。
氣體軸承工作原理是什么呢？
根據(jù)氣膜形成機(jī)理氣體軸承主要分為兩大類：氣體靜壓軸承和氣體動壓軸承。
氣體靜壓軸承工作原理：
氣體靜壓軸承的壓力氣膜是由外部的壓縮氣體通過節(jié)流器導(dǎo)入滑動副表面之間形成，見圖1。使用氣體靜壓軸承必須配備潔凈的外部氣源。
氣體靜壓軸承壓力氣膜的形成與運(yùn)動無關(guān)，因此接通氣源，軸承承載區(qū)就一直處于流體摩擦狀態(tài)。
氣體靜壓軸承分為徑向氣體軸承、止推氣體軸承和球面氣體軸承等。單獨(dú)使用的止推氣體軸承一般稱為平面氣體軸承或者氣浮墊，主要用來實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動，比如各類精密氣浮線性運(yùn)動平臺、高頻高加速線性驅(qū)動、無接觸靜壓氣浮輸送系統(tǒng)等；徑向氣體軸承和止推氣體軸承組合實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，比如各類精密氣浮轉(zhuǎn)臺、高速氣浮電主軸、氣浮主軸等；單獨(dú)使用的徑向氣體軸承一般稱為氣浮軸套，除了轉(zhuǎn)動外還可以實(shí)現(xiàn)沿軸向的滑動。
氣體靜壓軸承在精密和超精密裝備中應(yīng)用廣泛，比如集成電路生產(chǎn)設(shè)備、平面顯示器生產(chǎn)設(shè)備、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、電子生產(chǎn)設(shè)備、太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備、新型元器件生產(chǎn)設(shè)備、檢驗(yàn)和測量設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備以及高精度機(jī)床等。
圖 1
氣體動壓軸承工作原理：
氣體動壓軸承亦稱氣動箔軸承(或氣膜軸承)它是滑動軸承的一種，是各主要零件的加工精度、表面粗糙度以及各種相關(guān)參數(shù)的匹配都非常理想的滑動軸承。工作時在軸與軸承的工作區(qū)域形成一個完整的壓力氣膜，使金屬脫離接觸，形成純氣體摩擦。氣體動壓軸承按形成機(jī)理分為動壓箔軸承、靜壓箔軸承、動靜壓混合軸承、壓膜軸承等。
靜壓箔軸承靠外力形成純氣體摩擦，因需要較為復(fù)雜的供氣系統(tǒng)，應(yīng)用較少動靜壓混合軸承在啟動時靠外部壓力形成氣楔，正常工作時由外部壓力和動壓壓力共同作用下形成純氣體摩擦。動壓箔軸承基于氣體的動壓原理：旋轉(zhuǎn)的軸不斷地把具有一定粘度的氣體帶入收斂的楔形間際，由于氣體在被軸旋轉(zhuǎn)吸入收斂的楔性間隙的過程中受到壓縮就產(chǎn)生氣膜力當(dāng)在載荷方向上氣膜力足以能平衡外載荷時，在軸與軸之間就形成了一個完整的壓力氣膜，使軸承與軸的表面
脫離接觸，形成純氣體摩擦。
氣體動壓軸承的壓力氣膜是通過滑動副的相互運(yùn)動將氣體帶入滑動副表面之間收斂性的區(qū)域而形成的，氣膜大致為楔形。氣體動壓軸承不需要外部氣源，因此也稱為“自作用軸承”。
氣體動壓軸承在壓力氣膜的形成過程中，隨著速度的提高，軸承承載區(qū)依次出現(xiàn)邊界摩擦、混合摩擦和流體摩擦，反之亦然。換言之，只有在相對速度達(dá)到一定值后滑動副之間為流體摩擦狀態(tài)，圖2 Stribeck曲線可以定性說明這一過程。
圖2 Stribeck曲線
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