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氣體軸承的優缺點

2022-05-21

 來源:軸承雜志社

優點

1)摩擦損耗小。氣體黏度通常為油黏度的千分之幾,室溫下空氣黏度僅為10#機械油的五千分之一,由氣膜引起的摩擦力矩比油膜低3個數量級。軸承摩擦低,對主機的干擾力矩小,功率損耗小,運動非常平穩,無爬行,為非常理想的支承方式。

2)運動精度高。氣體軸承的制造精度要求非常高,氣膜又具有勻化作用,所以氣體軸承的精度比滾動軸承高2個數量級,且振動、噪聲值也低。在高精密加工機床上會采用空氣軸承支承。

3)速度高,使用速度范圍寬。氣體軸承的摩擦阻力非常低,溫升低,在轉速高達5萬r/min時,其溫升不超過20~30℃,轉速甚至有高達130萬r/min的。氣體靜壓軸承還能用于極低的速度,甚至零速。

4)耐高溫、低溫及原子輻射。油、脂潤滑劑,高溫揮發、低溫凝固,原子輻射下分解變質,而氣體潤滑劑多數不存在這些問題(多孔質除外)。氣體能在極大的溫度范圍內保持氣態,其黏度受溫度影響很小,氣體軸承的適用溫度范圍可達-265~1250 ℃。

5)無污染或少污染。氣體軸承一般用空氣或惰性氣體做潤滑劑,所以,潤滑劑排放對環境無任何污染。少數采用如CO2、CH4等作潤滑劑的軸承,一般都在封閉狀態下工作,對環境影響也不大。

6)壽命長。氣體軸承在正常工作時,無金屬接觸,理論上無磨損,軸承壽命理論為無限長,考慮其他條件的限制,軸承壽命至少也在一萬小時以上,而且能始終保持精度不變。純動壓氣體軸承,由于存在起停瞬間的接觸摩擦,壽命受一定影響,陶瓷動壓軸承起停次數可達5萬次以上。

缺點

1)承載能力小、剛度低。氣體潤滑膜軸承的承載能力比油膜軸承大約低1~2個數量級。動壓軸承的承載能力與黏度成正比,氣體動壓軸承的承載能力只有相同尺寸液體動壓軸承的千分之幾。由于氣體的可壓縮性,氣體動壓軸承的承載能力有極限值,一般單位投影面積上的載荷只能加到0.36 MPa。氣體軸承適用于輕載精密支承。

2)阻尼特性差。

3)可靠性、穩定性較差。氣體軸承容易失穩,出現氣錘振動或渦動現象,因此,為了提高穩定性,設計出了種類繁多的軸承形式。

4)氣體靜壓軸承需配備要求很高的氣源供給系統。

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