光波超精密——高反光銅鏡動壓氣浮軸承

空氣軸承的工作原理

空氣軸承是指借助于軸承滑動副表面之間形成的壓力空氣膜將負荷支承起來的軸承，工作時滑動副表面之間完全由氣膜分開?？諝廨S承屬于滑動軸承中之流體滑動軸承，工作時為流體潤滑，其潤滑介質(zhì)為空氣。

根據(jù)壓力空氣膜形成機理，空氣軸承主要分為兩類:空氣動壓i軸承和空氣靜壓i軸承。

空氣動壓i軸承的壓力空氣膜是通過滑動副的相互運動將空氣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，由于空氣動壓i軸承不需要外部氣源，因此也稱為“自作用軸承”。

光波超精密氣浮飛刀——高反光銅鏡動壓氣浮軸承

空氣靜壓i軸承的壓力空氣膜是由外部的壓縮空氣通過節(jié)流器導入滑動副表面之間形成，見圖2?？諝忪o壓i軸承需要潔凈的外部氣源。

在空氣軸承中，滾珠由氣墊代替。空氣軸承為人熟知的應用之一或許是氣墊船。巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣，通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產(chǎn)生的高氣壓能夠支撐船體重量，因而使其漂浮在氣墊上。巨大的氣墊不僅起到支撐船體重量的作用，而且還作為一個軟彈簧使船體平穩(wěn)地漂浮在粗糙的陸地表面或水面上。

由于氣體粘度比液體低得多，在室溫下空氣粘度僅為10號機械油的五千分之一,而軸承的摩阻與粘度成正比,所以氣體軸承的摩阻比液體潤滑軸承低。

氣體軸承的摩阻低，溫升低，在轉(zhuǎn)速高達5萬轉(zhuǎn)/分時,其溫升不超過20~30℃，轉(zhuǎn)速甚至有高達130萬轉(zhuǎn)/分的。氣體靜壓i軸承還能用于極低的速度，甚至零速。

軸瓦在支承表面的正常方向上作高頻振動時，其間隙內(nèi)的氣體會不斷地被擠壓，從而形成一層壓力高于環(huán)境壓力的氣膜，它可以承受外部載荷。這就是所謂的壓膜軸承。壓膜式軸承的高頻振動是由壓電瓷或磁致伸縮材料的傳感器引起的。

壓膜式軸承的優(yōu)點是：結構簡單，緊湊，調(diào)節(jié)方便。其不利之處是承載能力低，安裝復雜。

該原理也適用于轉(zhuǎn)軸軸承。向轉(zhuǎn)軸與固定軸承之間的間隙注入高壓空氣。氣隙很小(大約1%毫米)，因此氣隙內(nèi)的氣壓保持恒定。此外，這個狹小的空間也大大降低了氣墊的“彈性”，使得軸線可以非常精i確地固定，即只能產(chǎn)生低動態(tài)偏心。因為摩擦很小，軸便可自由轉(zhuǎn)動，且氣壓可保證軸不會與固定軸承表面接觸。