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一、氣體潤滑軸承的類型及特性
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(dǎo)性)、吸附性和可壓縮性，使之在摩擦副之間，在流體動壓效應(yīng)、靜壓效應(yīng)和擠壓效應(yīng)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(tài)常常以動、靜壓，動、擠壓，靜、擠壓及動、靜、擠壓混合潤滑狀態(tài)形式存在。
1．氣體潤滑的優(yōu)點
(1)速度高
小型氦渦輪膨脹機轉(zhuǎn)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(shù)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(nèi)摩擦引起的摩擦轉(zhuǎn)矩比油膜的低三個數(shù)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(chǎn)生污染。軸承的振動小、噪聲低，對環(huán)境也不構(gòu)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(yīng)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(shù)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(wěn)，出現(xiàn)常見的氣錘振動及渦動不穩(wěn)定現(xiàn)象。另一方面是氣體潤滑軸承卡滯、抱軸或咬死現(xiàn)象也時有發(fā)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(jié)流小孔和多孔質(zhì)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(huán)境及嚴格遵守操作規(guī)程，以確保軸承正常工作，不發(fā)生意外。為此，一定程度地限制了它的廣泛應(yīng)用和商品化。
二、氣體潤滑軸承的應(yīng)用
氣體潤滑軸承在機床中的應(yīng)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(yīng)用最多，其中以小孔節(jié)流和環(huán)面節(jié)流軸承最為普遍。多孔質(zhì)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(huán)動靜壓氣體軸承是近年來新開發(fā)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(nèi)圓磨頭目前的磨削速度已可實現(xiàn)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(shù)量級，可實現(xiàn)精密鏡面加工。 |
公安備案號21010302000002
