气体轴承技术及其应用

气体轴承技术是一种随着高科技的出现而发展起来的先进的实用技术 ，气体轴承是用气体
1997年02期6罗志增，蒋静坪； 相关证据的融合及其在机器人多感觉信息融合中的应用 [J
最后介绍了气体静压电主轴及其应用的国内外现状。 【分类号】： TH133.3 【正文快照】：
机电工程技术；2010年11期2梁霭明；马平；； 两种典型气腔空气静压轴承的分析比较 [J
气体润滑轴承技术的应用及发展趋势 [J]；润滑与密封；1999年02期3朱建儒，黄璟，刘中
低温与特气；2003年02期7李兴华； 空气静压轴承的静特性计算及其实际应用 [J]；同济
以及国家的经济发展和国防安全等有着积极的意义。 1854年，G.Hirn首次提出了空气作为润滑剂的可能性，如今气体轴承已经得到了广泛的应用。目前，就润滑技术与支承形式的

气体轴承技术\气体轴承技术及其应用

气体轴承技术是一种随着高科技的出现而发展起
来的先进的实用技术, 气体轴承是用气体代替油作为
润滑剂, 在轴与轴承套之间构成气膜, 使活动面和静
止面避免直接接触的理想的支承元件, 它具有几乎没
有摩擦、无磨损、无污染、回转精度高, 能在高温和
低温工况下工作等特点。气体轴承作为高速回转主轴
或超精密主轴用的轴承其实用性十分引人注目, 近几
年来在机床行业, 高速和精密机械工业、电子工业和
医疗器械工业等得到了十分广泛的应用。
本文叙述气体静压轴承的工作原理和分类, 通过
介绍气体静压轴承的主要特性, 阐明气体静压轴承在
轴承摩擦会带来严重问题的、高速、超高速回转机
械, 或者轴承摩擦构成误差源的精密系统中所独具的
优越性和实用性。
1 气体静压轴承的工作原理和分类
气体轴承是利用气体作为运动副的润滑剂的一种
新型轴承, 它可以分为气体动压轴承和气体静压轴承。
图 1
气体动压轴承, 如图 1 所示,
轴承的两个面相对移动, 且间隙呈
楔状, 沿移动方向间隙逐渐变小。
由于相对移动, 气体因其粘性的作
用,被拖带压入楔间隙中, 从而产
生压力, 构成动压悬浮。这种型式的轴承要求有稳定
的运动, 轴承的承载能力较小, 并且在启动- 停车时存
在固体摩擦, 其精度的保持性较差, 故在精密机械和机
床行业中应用十分有限。对这种轴承本文不再做进一
步的介绍。
图2
气体静压轴承, 如图 2 所示将外
部的压缩气体通过节流器导入轴承
间隙中, 轴承的结构使分布在轴承内
的气体在未漏出轴承之前形成一个
能支承负荷的气体膜。气体静压轴承
是通过负载使轴承产生气动补偿力来获得承载能力和
刚度的。
气体静压轴承按其供气形式分为多供气孔轴承、
多孔质节流轴 承、缝隙节 流轴承和表面 节流轴承
等[1]~ [3]
, 其中多供气孔轴承是气体静压轴承的一种
最一般、使用最广泛的形式。下面我们主要介绍最典
型的双排多供气孔轴承的工作原理。
图3
如图 3 所示, 轴承上有二排
绕轴承圆周等距排列的进气孔,
压缩空气是经进气孔中的节流器
进入轴和轴承套之间的间隙, 然
后沿轴向流至轴承端部排入大气。
当轴上没有加载时 ( 忽略轴
的自重), 轴与轴套同心, 间隙里与中心线对称的点
的压力一样, 作用于轴的压力是平衡的, 其合力为
零。