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      氣體潤滑軸承的類型及特性

      作者:天津茲維克      時間:2015-06-16
      氣體潤滑軸承是用氣體作為潤滑劑的滑動軸承。它利用氣體的傳輸性(擴散性、粘性和熱傳導性)、吸附性和可壓縮性,使之在摩擦副之間,在流體動壓效應、靜壓效應和擠壓效應的作用下,形成一層完整氣膜,具有支承載荷、減少摩擦的功能。氣體潤滑軸承一般分為氣體動壓軸承、氣體靜壓軸承和氣體擠壓軸承3種類型。實際軸承的潤滑狀態常常以動、靜壓,動、擠壓,靜、擠壓及動、靜、擠壓混合潤滑狀態形式存在。 1.氣體潤滑的優點 (1)速度高  小型氦渦輪膨脹機轉速已達650 000r/min,線速度為238m/s,按dn值計算已達到455x106mm·r/min。 (2)精密度高  氣膜具有誤差勻化作用,其精度比滾動軸承高兩個數量級,而且振動小,噪聲低。 (3)摩擦損耗小  氣體粘度僅為潤滑油粘度的千分之一,所以氣膜內摩擦引起的摩擦轉矩比油膜的低三個數量級。 (4)適用溫度范圍寬,能抗原子輻射  耐高溫可達300—500℃,溫度低到10K氣體軸承仍能工作。 (5)無污染  潤滑氣體一般為空氣或惰性氣體,排放到大氣不產生污染。軸承的振動小、噪聲低,對環境也不構成污染。 (6)壽命長 氣體靜壓軸承無金屬直接接觸,理論壽命為無限長??紤]其他條件限制,一般應在104h以上。動壓氣體軸承啟停瞬間存在金屬間摩擦,壽命受一定影響,但也在3000h以上。2.氣體潤滑軸承的缺點(1)承載能力低 氣體潤滑軸承與同類油潤滑軸承比,承載能力約低1~2個數量級。按單位面積承載能力,油潤滑軸承一般為(0.5~2)MPa,而氣體潤滑軸承則只有(0.02~0.04)MPa。 (2)可靠性差 一方面是氣體潤滑軸承容易失穩,出現常見的氣錘振動及渦動不穩定現象。另一方面是氣體潤滑軸承卡滯、抱軸或咬死現象也時有發生。 (3)需要的制造精度高,造價昂貴 因氣膜很薄,一般在幾微米到幾十微米之間,所以對零件制造精度要求較高,提高了造價。另外,有加工螺旋槽、節流小孔和多孔質材料等特殊工藝要求,增加了制造難度和費用。 (4)要求工作條件苛刻 氣體潤滑軸承需要高清潔度的工作環境及嚴格遵守操作規程,以確保軸承正常工作,不發生意外。為此,一定程度地限制了它的廣泛應用和商品化。 二、氣體潤滑軸承的應用 氣體潤滑軸承在機床中的應用實例 氣體潤滑軸承在機床中主要用于主軸支承,包括工件軸、刀具軸、砂輪軸等。機床主軸軸承一般采用氣靜壓軸承和動靜壓混合軸承兩種。小型高速主軸也可采用波箔軸承。氣體靜壓軸承在機床中應用最多,其中以小孔節流和環面節流軸承最為普遍。多孔質氣體靜壓軸承近年來越來越多地被用于機床主動靜壓混合潤滑軸承。浮環動靜壓氣體軸承是近年來新開發的高速氣體潤滑軸承,用于高速主軸支承很有前景。 超高速空氣軸承內圓磨頭目前的磨削速度已可實現小孔和微小孔的精密磨削。采用空氣軸承使機床的加工精度提高了2—3個數量級,可實現精密鏡面加工。
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