光波超精密——高反光銅鏡動(dòng)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(dòng)副表面之間形成的壓力空氣膜將負(fù)荷支承起來(lái)的軸承，工作時(shí)滑動(dòng)副表面之間完全由氣膜分開(kāi)。空氣軸承屬于滑動(dòng)軸承中之流體滑動(dòng)軸承，工作時(shí)為流體潤(rùn)滑，其潤(rùn)滑介質(zhì)為空氣。

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

空氣動(dòng)壓i軸承的壓力空氣膜是通過(guò)滑動(dòng)副的相互運(yùn)動(dòng)將空氣帶入滑動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(guò)節(jié)流器導(dǎo)入滑動(dòng)副表面之間形成，見(jiàn)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?？諝廨S承為人熟知的應(yīng)用之一或許是氣墊船。巨大的風(fēng)扇在氣墊船下方吹動(dòng)空氣，通過(guò)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(gè)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(hào)機(jī)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(rùn)滑軸承低。

氣體軸承的摩阻低，溫升低，在轉(zhuǎn)速高達(dá)5萬(wàn)轉(zhuǎn)/分時(shí),其溫升不超過(guò)20~30℃，轉(zhuǎn)速甚至有高達(dá)130萬(wàn)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(dòng)時(shí)，其間隙內(nèi)的氣體會(huì)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(dòng)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(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，調(diào)節(jié)方便。其不利之處是承載能力低，安裝復(fù)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(gè)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(dòng)態(tài)偏心。因?yàn)槟Σ梁苄?，軸便可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且氣壓可保證軸不會(huì)與固定軸承表面接觸。