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为什么使用空气轴承?发布日期:2022-05-25

因为其相对于滚动轴承的优势,空气轴承对于坐标测量设备、高精度加工工具、半导体晶片处理设备以及其他清洁室、高速、高精度定位等环境的应用是一个自然的选择。空气轴承的主要优势如下。设计工程师的一些特定关注,如摩擦、磨损、刚性、承载能力等,也会详细讨论。

※ 零摩擦:因为零静摩擦,无限分辨率及非常高的重现性成为可能。

※ 零磨损:无接触意味着实质上零磨损,设备性能会始终如一,不会产生磨损颗粒。

※ 运动更平整:滚动轴承会受表面粗糙度、不规则度的影响,无接触的空气轴承会使这些误差平均化。

※ 操作安静、平稳:当滚动轴承中硬的组件不停加载卸载、改变运动方向时,循环运动的滚动体会产生噪音和振动。这在扫描仪分辨时非常显著。

※ 无油:空气轴承无需油润滑,消除了与油有关的所有难题。在多灰尘环境中(干式加工),方式都是干燥的,轴承具有自清洁性,因为压缩空气会带走灰尘。与此相反,油润滑则会变成研磨浆。

※ 高速:高速和高加速性,在高加速状态下不会产生滚动体的滑动。

摩擦的变化一直是精确定位的核心难题,特别是希望精确启动或停止时。这是因为对于滚动轴承和滑动轴承(特别是滑动轴承),静摩擦系数比动摩擦系数高。换句话说,与保持运动相比,启动时需要更大的力。因此,当马达启动旋转以推动一个滑块时,由于较高的静摩擦,旋转会上紧并储存一定的能量。当滑块开始运动后,摩擦下降、旋转放松,推动滑块超过设想的位置。这种现象被称为粘滑,主要在滑动轴承系统中发生。但是,在装有滚动轴承和闭环反馈的设备中粘滑现象同样会引起定位误差的问题。

空气轴承没有动静摩擦系数的差异,因此粘滑现象彻底消除。空气轴承的摩擦是运动对空气的剪切的函数,因此无限运动分辨率理论上可行。