空氣軸承 用空氣作為潤滑劑的滑動軸承??諝獗扔驼硿孕。透邷?,無污染,因而可用于高速機器、儀器及放射性裝置中,但其負荷能力比油低。- a& t; x- T6 U3 W0 O2 g- }1 Q ]+ R
空氣軸承優點
8 u" W, J. M0 c3 V! R: K6 K" G 1.更高精度
$ A; ~( f7 k3 Z' F; z7 J" r 空氣軸承提供極高的徑向和軸向旋轉精度。由于沒有機械接觸,磨損程度降到了最低,從而確保精度始終保持穩定。
! _ c; B7 A5 F( x 由于制造結構的不同,空氣主軸旋轉時的精確性是天生具備的。特殊的制造技術提高了這一精確性,能夠提供極高的旋轉和軸向精度??諝庵鬏S的設計是,能夠在軸向和徑向同時獲得小于0.1微米TIR的旋轉精確性。由于旋轉的轉子和靜態支撐部分之間沒有機械接觸,所以沒有磨損產生,從而確保精度始終保持穩定——制造商使用統計學加工控制的一個重要特性。
/ y* `5 R) X3 ^0 |3 C 典型的同步徑向偏擺值:<10微米(PCB鉆孔主軸,高速)" ~, P. y8 j @
典型的非同步徑向偏擺值:<0.025微米(磁盤測試主軸,低速)
' Y6 \/ z3 I5 T' a; O, ? D1787高端PCB主軸的動態偏擺與轉子速度之間的關系
0 U: o: u1 s# I, r; O7 ]( S" m% j D1640-05磁盤測試主軸的非同步徑向偏擺與轉子速度之間的關系/ D/ S8 D _, \2 @2 i6 p, ]% J3 S8 S3 E
2. 高速 - M+ [- @" ?% A4 I, X, U* C. z
空氣軸承內部的低剪切力,能夠在提供極高轉速的同時,將動力損失降到最低,并使產生的熱量非常小。轉速可以超過300,000轉/分鐘。
; i9 K$ J4 k6 r4 x 空氣軸承阻力較低,允許較高的速度,并能同時保持較低的振動水平。摩擦對空氣軸承旋轉的阻礙非常小,并且,因此使得動力損失和熱量產生也非常小。這使得轉子能夠以極高的表面速度運行。有些主軸中,較高的旋轉速度會導致軸承硬度的增加——由空氣動力學和回轉加勁的特點導致的。
- k: h7 ?8 s+ h2 u/ n& W4 Q$ u- d 各個市場領域中目前最高速西風空氣主軸的圖示 * {- y) H! F N! [7 G# P
3.增加刀具壽命
: G+ P5 t9 N$ M ?* B# t- P 使用空氣軸承意味著能夠大大延長刀具的壽命。: f) i' B" x+ ^/ n# s, P
較低的振動和較高的旋轉精度,意味著鉆頭、刀具、砂輪、和鉆探工具都會有更長的壽命——降低了保養和運行成本。特別地,在PCB鉆孔行業中,目前使用的鉆針直徑更小至50微米,只有空氣主軸才能以所需的速度運行,以確保刀具的壽命達到要求/ S; j7 P( M/ R! S8 n2 t# O: f0 {
砂輪壽命的典型增長:1.5倍~4倍,取決于應用領域和砂輪類型
7 F! Q, g- b* E v 直徑0.01的PCB鉆孔工具壽命與旋轉速度之間的關系
9 r" B6 r' Y* G) { 4.提高表面光度
( Y% Q! f8 w: d% ]* B0 s9 a. k 空氣主軸精確的、可重復的運動,使得表明光度達到了非常出色的程度。) S3 K+ _( n% H6 s0 Q
空氣主軸的應用(如:半導體加工)提供了流暢的、精確的、可重復的運動——使得表面光度更佳。與滾珠軸承主軸不同,空氣軸承提供了穩定的軸承硬度,能夠確保所加工的硬質材料表面以下部分的破損程度最小。由于硬度是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的,轉子所經受的、來自外負載的作用力,在其旋轉時穩定的分布在所有點上。這一特性與研磨時產生良好的表面光度息息相關。
4 P/ p; P. N3 d+ V- ?4 x# o4 j :典型的表面光度:+ [8 o C2 [2 X# {
表面研磨——<0.05微米(2微英寸)CLA& I6 A8 f b/ S3 H
菱形轉動、或者飛刀切削丙烯酸樹脂和軟性材料——<0.012微米(0.5微因存)CLA,達到穩定的光學品質5 ~( {/ _1 J* q! A- f5 j
空氣軸承硬度值:. t |$ ^. k1 Y0 m% V- _
——軸向:達到250牛頓/微米(1,400,000磅/英寸): Q P' t6 c) @# b
——徑向:達到580牛頓/微米(3,300,000磅/英寸)
, l* E3 [/ x! N c 空氣主軸精確的、可重復的運動,使得表明光度達到了非常出色的程度。/ Z. o" F) F! ^2 U
空氣主軸的應用(如:半導體加工)提供了流暢的、精確的、可重復的運動——使得表面光度更佳。與滾珠軸承主軸不同,空氣軸承提供了穩定的軸承硬度,能夠確保所加工的硬質材料表面以下部分的破損程度最小。由于硬度是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的,轉子所經受的、來自外負載的作用力,在其旋轉時穩定的分布在所有點上。這一特性與研磨時產生良好的表面光度息息相關。2 Q& [2 C0 q4 o
:典型的表面光度:4 c) k. ]0 f& Q( M
表面研磨——<0.05微米(2微英寸)CLA
! r6 h2 G1 d+ r3 p- [3 \ 菱形轉動、或者飛刀切削丙烯酸樹脂和軟性材料——<0.012微米(0.5微因存)CLA,達到穩定的光學品質' z+ _, k% H5 X h1 q: n8 s/ r
空氣軸承硬度值:" I6 E, b3 g$ b, J. B$ J
——軸向:達到250牛頓/微米(1,400,000磅/英寸)+ b+ A7 S7 B* N j
——徑向:達到580牛頓/微米(3,300,000磅/英寸)
0 D; |5 W6 Z M C滾動元件軸承和空氣軸承的硬度比較7 E) A- W+ F+ Y4 Y5 W# P
5.延長軸承壽命! f! ?2 y- n7 d) k# ?9 G8 r' }' F0 F# e
由于沒有機械接觸、并且供給清潔的空氣(沒有油和水),因此軸承的壽命大大延長了。 @& q* @( x" c; U
軸承內部沒有任何金屬與金屬之間的接觸,如果供給的空氣清潔、且沒有油和水,將確保實際上無限的壽命,此外,由于運行的性質,空氣軸承會從軸承尾部不斷排除空氣,這就形成了阻礙外部有害污染物(如:原料碎片、或者切割液)進入的天然屏障。這增加了機器的利用率,減少了停機時間,從而提高了整體的效率。) e- E. u9 s0 d1 S" a& J
滾珠軸承和空氣軸承壽命的比較
( j8 l. D2 F; a/ p9 ^% ?- j 6.溫度上升緩慢7 o9 H- w9 h/ U+ e! m
低摩擦,穩定的空氣流、和有效的動力傳送,使溫度上升幅度降到最低。
- e4 p. {3 p4 J9 ] U# N1 H 由于多種因素(如:低摩擦,穩定的空氣流、和有效的動力傳送),主軸轉子的熱效應非常小。此外,特殊材料和結構方法的選擇,以及內部的液體冷卻管道,幾乎完全消除了溫度的上升,因此,無需預熱階段。
) O! W* {' x* q; A( r9 A9 z# d 水冷卻PCB鉆孔主軸在200,000轉/分鐘的速度時的熱成像5 N& {" j: \& g$ y& s/ ^5 F' m
7.減少保養3 X3 Q0 |+ s/ z }) ~
只需要極少的保養。對空氣供給和冷卻系統的定期檢查,就是確保完全可靠性所需完成的全部工作。4 s+ |5 k: X7 |/ L
通常,對空氣供給進行定期檢查就足以確保完全的軸承可靠性。如果主軸是在設計規范限定的條件下運行的,主軸擁有很長的運轉壽命。一般保養通常包括:確??諝夂退┙o保持清潔,并達到正確的標準。
; c. M3 n5 L8 j0 `, p, d5 W/ K* L 注意:將夾頭或者其他支撐裝置安裝到主軸上,必須遵循特定的保養規定。- W g: b5 [! C& _* t) I
典型的空氣過濾要求:0.1微米
+ b* H+ I$ t3 u 8.增大負載能力
: `8 v+ q3 `/ M. O 空氣軸承能夠支撐很大的負載,所以使得它們能夠被應用于很多行業的機械工具中。
0 r7 U' d) z" I1 x4 K 空氣軸承設計能夠具備較高的負載能力、較高的硬度能力、或者兩者同時兼備。在很多空氣軸承的應用中,主軸速度相對較低,因此能夠組成徑向和軸向半徑較大的軸承。
2 L/ I: d0 e. i0 ~2 X. O 徑向軸承的負載可達500千克。
8 ~9 G- n, M ]1 m, @ 軸向軸承的負載可達500千克。7 P( J+ u" a" A0 R/ Y$ ]3 ^% {3 T4 O
9.降低震動3 W, k k8 U: N% m |3 u$ y
空氣主軸運行時,只產生最小幅度的振動和可聞噪音。% |3 @* `! L9 S4 y1 p% Q2 B
由于達到了高度的平衡標準、而且沒有機械接觸,西風空氣主軸產生的振動幅度和可聞噪音都是最小的。; R7 T) E. T5 U. s/ q
典型的平衡標準:G0.4或者更高。) _1 ?3 h5 h; d! }+ I+ J! g
典型的振動幅度:<0.2毫米/秒(低速主軸)。<1.0毫米/秒(高速主軸)。; x! [- R0 y8 K8 f) d6 y
典型的噪音水平:70~80調整分貝
4 R x9 j, y1 g+ U b D1733PCB主軸徑向振動與轉子速度之間的關系3 ~: }9 p+ X" a7 l% l, v, K2 R" J! H5 n4 R
10.清潔
$ j' O2 w% B5 b$ w 唯一使用的潤滑劑是空氣;因此,對于必須要求無污染的工件、或者工作環境來說,空氣軸承技術是理想的。
$ m7 p$ T2 [' {2 w' d# L 在從空作環境中去除脂、油、和油霧后,使用空氣主軸的條件將保持更加清潔??諝廨S承對環境不產生反作用,因此,是無塵環境(如:磁盤驅動器制造)的理想應用產品。事實上,特殊設計的西風空氣主軸還能在高度真空的條件下使用,如:已經在半導體硅晶片制造方面的應用。3 | T. b* p. K9 M8 g& s- u6 O
主軸可以運行的、典型的無塵室標準:100級。7 m& ~# ~' Z: o
絕對無塵環境 |